專利名稱：晶粒細(xì)化的錫黃銅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高強(qiáng)度、良好成型性和較高導(dǎo)電性的銅合金。更具體地說(shuō)，涉及通過控制在凝固過程中引發(fā)包晶反應(yīng)的鐵、鈷、或其它元素的添加量，從而使錫黃銅晶粒細(xì)化。
整個(gè)本專利申請(qǐng)中，除非另行說(shuō)明，所有的百分比均為重量百分比。
工業(yè)錫黃銅為銅合金，它包含0.35％～4％錫，最高為0.35％磷，49％～96％銅，其余為鋅。該合金被Copper Development Association(CDA)指定標(biāo)號(hào)為銅合金C40400～C49080。
一種工業(yè)錫黃銅為C42500銅合金。該合金的組成為87％～90％銅，1.5％～3.0％錫，最高為0.05％鐵，最高為0.35％磷，其余為鋅。由該合金生產(chǎn)的產(chǎn)品包括電開關(guān)彈簧、電極、接線器、保險(xiǎn)絲夾、筆夾和擋風(fēng)雨條等。
美國(guó)金屬學(xué)會(huì)手冊(cè)(ASM Handbook)規(guī)定C42500銅合金的額定導(dǎo)電率為28％IACS(國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)(International Annealed CopperStandard)規(guī)定“純”銅在20℃時(shí)的導(dǎo)電率為100％IACS)和取決于回火的屈服強(qiáng)度為45～92ksi。該合金適用于許多電路接線應(yīng)用，但其屈服強(qiáng)度低于期望值。
眾所周知，通過控制鐵的添加量可提高某種銅合金的屈服強(qiáng)度。例如，1997年4月23號(hào)公開的歐洲專利局公報(bào)EP0769563A1題為“鐵改進(jìn)的磷青銅”的專利中，公開了將1.65％～4.0％的鐵加到磷青銅中。該合金的導(dǎo)電性超過30％IACS，且極限拉伸強(qiáng)度超過95ksi。
Furukawa金屬工業(yè)有限公司的日本專利申請(qǐng)?zhí)?7-68061公開了一種銅合金，該合金分別包含0.5％～3.0％的鋅、錫和鐵。公開了鐵可提高合金的強(qiáng)度及耐熱性。
盡管人們已經(jīng)知道在磷青銅中加入鐵的益處，但是鐵給該合金帶來(lái)了一些問題。該合金的導(dǎo)電性降低。發(fā)紋的形成影響了它的加工。當(dāng)合金中的鐵含量超過臨界值時(shí)，發(fā)紋便會(huì)形成。這個(gè)臨界鐵含量依賴于合金的組成。當(dāng)先包晶鐵粒子在凝固前從液體中析出時(shí)發(fā)紋形成并在機(jī)械變形過程中擴(kuò)展。因?yàn)榘l(fā)紋影響合金的外觀并使成型性降低，所以它們是有害的。
在高銅錫黃銅中(超過85％Cu)，鐵作為雜質(zhì)，其最大允許的含量典型為0.05％。這是由于鐵能降低導(dǎo)電性而且形成的發(fā)紋會(huì)降低彎曲特性的緣故。
該合金的能在凝固過程中引發(fā)包晶相的形成的其它金屬添加劑，可完全或部分地代替鐵。一種具體的添加劑是鈷，其它適合的添加劑包括釩、鈮、銥、和鉬。
所以，對(duì)于不存在上述導(dǎo)電性降低和發(fā)紋形成的缺點(diǎn)的鐵改進(jìn)錫黃銅合金，其需求依然存在。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供提高了強(qiáng)度的錫黃銅合金。本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是通過控制鐵和鋅混合物的添加量使得強(qiáng)度增加。本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)是按照給定的加工步驟加工該合金，在其鍛造合金中將保持有細(xì)的顯微組織。
本發(fā)明合金的優(yōu)點(diǎn)包括屈服強(qiáng)度增加的同時(shí)不會(huì)使導(dǎo)電性降低。細(xì)化的鑄態(tài)合金的晶粒尺寸小于100μm，鍛造合金的晶粒尺寸約5～20μm時(shí)，這種顯微組織為細(xì)晶。此外，該合金的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其導(dǎo)電性大體上與C42500銅合金的導(dǎo)電性相等，而屈服強(qiáng)度卻有顯著地提高。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種銅合金。該合金的基本組成為1％～4％重量錫，0.8％～4.0％重量鐵，鋅的含量從有效促進(jìn)鐵引發(fā)晶粒細(xì)化作用的含量到20％重量，最高為0.4％重量的磷，其余為銅和不可避免的雜質(zhì)。晶粒細(xì)化合金的平均晶粒尺寸小于100μm，而且加工后的平均晶粒尺寸為約5～20μm。
從下面的說(shuō)明及附圖中可以更清楚地了解上述的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為加工本發(fā)明合金的方法流程圖。
圖2的曲線給出了鐵含量對(duì)屈服強(qiáng)度的影響。
圖3的曲線給出了鐵含量對(duì)極限拉伸強(qiáng)度的影響。
圖4的曲線給出了錫含量對(duì)屈服強(qiáng)度的影響。
圖5的曲線給出了錫含量對(duì)極限拉伸強(qiáng)度的影響。
圖6的曲線給出了鋅含量對(duì)屈服強(qiáng)度的影響。
圖7的曲線給出了鋅含量對(duì)極限拉伸強(qiáng)度的影響。
本發(fā)明的銅合金為鐵改進(jìn)的錫黃銅。該合金的基本組成為1％～4％錫，0.8％～4.0％鐵，5％～20％鋅，最大為0.4％磷，其余為銅以及不可避免的雜質(zhì)。鑄態(tài)晶粒細(xì)化合金的平均晶粒尺寸小于100μm。
當(dāng)采用直接冷硬鑄造澆注該合金時(shí)，優(yōu)選的實(shí)施方案包括1.5％～2.5％錫和1.6％～2.2％鐵。已發(fā)現(xiàn)獲得鑄態(tài)晶粒細(xì)化效果時(shí)鐵含量的臨界最小值為1.6％。最優(yōu)選的鐵含量為1.6％～1.8鐵。
錫錫可提高本發(fā)明合金的強(qiáng)度并可提高其抗應(yīng)力弛豫的能力。
按照ASTM(American Society for Testing and Mateials)的規(guī)定，抗應(yīng)力弛豫能力描述為在懸臂梁狀態(tài)下，將板條試樣預(yù)壓到屈服強(qiáng)度的80％后殘余應(yīng)力的百分比。將板條加熱到125℃保溫給定的時(shí)間并周期性重復(fù)試驗(yàn)。在125℃測(cè)定該性能的時(shí)間最高達(dá)3000小時(shí)。殘余應(yīng)力越高，給定組成在彈簧方面的使用性會(huì)越好。
然而，強(qiáng)度和抗應(yīng)力弛豫能力的提高會(huì)被導(dǎo)電性的降低所抵消，如表1所示。進(jìn)一步而言，錫使得合金加工更困難，尤其是熱加工。當(dāng)錫含量超過2.5％時(shí)，對(duì)于某些工業(yè)用途而言，該合金的加工成本可能過高。錫含量低于1.5％時(shí)，該合金用于彈簧用途時(shí)沒有足夠的強(qiáng)度和抗應(yīng)力弛豫能力。
表1<
本發(fā)明合金優(yōu)選的錫含量約為1.2％～2.2％，最優(yōu)選的錫含量為約1.4％～1.9％。
鐵鐵能細(xì)化鑄態(tài)合金顯微組織并能提高強(qiáng)度。細(xì)化顯微組織的特征為平均晶粒尺寸小于100μm。優(yōu)選的平均晶粒尺寸為30～90μm，最優(yōu)選的平均晶粒尺寸為40～70μm。這種細(xì)化的顯微組織便于在高溫下進(jìn)行的機(jī)械變形，例如在850℃軋制。
當(dāng)鐵含量小于約1.6％時(shí)，晶粒細(xì)化效果降低而且平均晶粒尺寸為600～2000μm量級(jí)的粗晶粒得以形成。當(dāng)鐵含量超過2.2％時(shí)，在熱加工中將生成非常多的發(fā)紋。
鐵的有效范圍為1.6％～2.2％，與EP0769563A1公開的合金中的鐵的范圍不同，后者認(rèn)為鐵含量直到超過約2％時(shí)晶粒細(xì)化作用才為最佳。本發(fā)明合金中鐵含量較低時(shí)細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu)的能力出乎人的意料，而且認(rèn)為這是由于鋅的引入使得相平衡移動(dòng)造成的。為了使這種相移作用有效，要求鋅含量最小約為5％。
當(dāng)鐵含量超過約2.2％時(shí)，會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)度超過約200μm的大發(fā)紋。大發(fā)紋不僅影響合金表面的外觀，而且影響表面的特性、電氣性能和化學(xué)性能。大發(fā)紋能改變合金的可焊性和可電鍍性。
在不形成有害發(fā)紋的基礎(chǔ)上，為了最大程度地提高鐵帶來(lái)的細(xì)化晶粒作用和提高強(qiáng)度的作用，鐵含量應(yīng)該保持在約1.6％～2.2％，優(yōu)選的鐵含量為約1.6％～1.8％。
鋅本發(fā)明合金中加入鋅是希望在降低一些導(dǎo)電性的同時(shí)，使得強(qiáng)度適度提高。然而，如表2所示，令人意想不到的是，當(dāng)鋅的最小量為5％時(shí)，鐵添加劑的晶粒細(xì)化能力顯著增強(qiáng)，如表3所示。
表2
(冷軋壓下量達(dá)到70％后，測(cè)量的拉伸強(qiáng)度)
表3
優(yōu)選的鋅含量為從有效促進(jìn)鐵產(chǎn)生晶粒細(xì)化作用的含量到約20％，更優(yōu)選的鋅含量為約5％～15％，最優(yōu)選約8％～12％。
鑄態(tài)晶粒細(xì)化的包晶反應(yīng)人們認(rèn)為，鐵添加劑的晶粒細(xì)化效果是由于在凝固過程中鐵首先從熔體中以大量的、較細(xì)的樹枝狀面心立方γ鐵粒子形式分離出來(lái)的結(jié)果。隨著冷卻繼續(xù)，這些先包晶鐵粒子通過包晶凝固反應(yīng)有效地成為合金鑄態(tài)晶粒的核心
有效地提高形核率，同樣也導(dǎo)致鑄態(tài)晶粒細(xì)化。
對(duì)于其它金屬元素，如能在錫黃銅中通過其單質(zhì)先包晶粒子或金屬間先包晶粒子產(chǎn)生類似的包晶分解反應(yīng)，均可采用，但附有一個(gè)先決條件包晶成分無(wú)需如此大量的添加劑以致于錫黃銅所期望的性能，諸如加工性能、導(dǎo)電性或彎曲成型性大大降低。鈷可適當(dāng)全部或部分置換鐵。如表4所示。
表4
從表4可知，鈷用作初生晶粒細(xì)化劑時(shí)，其含量應(yīng)該超過約3.0％。優(yōu)選的鈷含量為約3.2％～4.4％，最優(yōu)選的鈷含量為3.2％～3.6％。應(yīng)避免鈷的含量過大，因?yàn)榇藭r(shí)可能產(chǎn)生過量先包晶鈷粒子的粗糙發(fā)紋，而且會(huì)降低合金性能。
添加鈷可部分置換鐵。鈷細(xì)化本發(fā)明合金的晶粒組織的效果稍差，而且置換應(yīng)滿足方程Fe+MCo＝上面給定鐵的范圍M為0.45～0.65，優(yōu)選0.5～0.6。最優(yōu)選在較高范圍的置換，對(duì)于較低鈷含量，M約為0.6；對(duì)于較高的鈷含量，M約為0.5；鈷的較低含量與較高含量之間的大概范圍為2％。
其它適合的先包晶粒子形成元素包括含量約為10％～20％的銥，優(yōu)選約11％～15％；鈮的含量約為約0.01％～5％，優(yōu)選約0.1％～1％；釩的含量約為0.01％～5％，優(yōu)選約0.1％～1％；鉬的含量約為0.5％～5％，優(yōu)選約為1％～3％。
這些其它的包晶反應(yīng)引發(fā)劑中的一個(gè)或多個(gè)可以完全或部分置換鈷或鐵。
其它添加劑在合金中加入磷是出于常規(guī)原因，是為了防止形成氧化銅和氧化錫的析出物，并促進(jìn)磷化鐵的形成。磷在合金的加工，引起尤其是熱軋中會(huì)引起問題。人們認(rèn)為鐵添加劑可抵消磷的有害影響。至少必須用一個(gè)最少量的鐵來(lái)抵消磷的影響。
合適的磷含量為不高于約0.4％的任何量，優(yōu)選約0.03％～0.3％。
當(dāng)銅合金凝固時(shí)，其它處于溶解狀態(tài)的元素總量最高可達(dá)20％，而且可以按1∶1的原子比部分或完全地置換鋅。那些具體用于鋅的范圍即為這些固態(tài)可溶元素含量的優(yōu)選范圍。在這些優(yōu)選的元素中有錳和鋁。
不太優(yōu)選的元素添加劑為那些影響合金性能的元素。盡管這些元素不太優(yōu)選，但也包括如鎳、鎂、鈹、硅、鋯、鈦、鉻、及其混合物等添加劑。
例如，鎳添加劑能急劇降低導(dǎo)電性。因此，這個(gè)不太優(yōu)選的添加劑，其優(yōu)選的含量要小于約0.4％，最優(yōu)選的含量約小于0.2％。所有這些不太優(yōu)選的合金添加劑的總和，最優(yōu)選的含量約小于0.5％。
加工過程優(yōu)選根據(jù)圖1的流程圖加工本發(fā)明合金。采用常規(guī)方法如直接冷硬鑄造澆注10鑄錠，鑄錠為本文中說(shuō)明了組成的合金。在大約650℃～950℃溫度范圍內(nèi)熱軋12合金，優(yōu)選熱軋溫度范圍為約825℃～875℃。任選地將合金加熱14到保持理想的熱軋12溫度。
按厚度的熱軋壓下量典型不超過98％，優(yōu)選約80％～95％。只要鑄錠溫度保持在650℃以上，熱軋過程可以是一個(gè)道次或多個(gè)道次。
經(jīng)過熱軋12之后，合金可任選水淬火16。條材隨后進(jìn)行機(jī)械軋制清除表面氧化物。然后進(jìn)入冷軋18，從熱軋步驟12完成后的尺寸按厚度計(jì)算壓下量，冷軋壓下量最少為60％，冷軋可以是單道次或多道次。冷軋18優(yōu)選的壓下量約為60％～90％。
隨后帶材在約400℃～600℃退火，退火時(shí)間約0.5～8小時(shí)，使得合金再結(jié)晶。優(yōu)選的是第一次再結(jié)晶退火的溫度約為500℃～600℃，退火時(shí)間為3～5小時(shí)。這些時(shí)間是針對(duì)如在氮的惰性氣氛中或如氫和氮的混合氣的還原氣氛中的罩式退火而言的。
帶材也可進(jìn)行帶材退火，例如在約600℃～950℃溫度下，退火0.5～10分鐘。
一次再結(jié)晶退火20會(huì)產(chǎn)生鐵和磷化鐵的析出物。在這個(gè)退火過程及隨后的退火中，這些析出物控制著晶粒大小，它們通過彌散強(qiáng)化使合金的強(qiáng)度增加，并通過從銅基體中把鐵從固溶體中脫溶來(lái)提高導(dǎo)電性。
隨后條材經(jīng)過二次冷軋22，冷軋到厚度壓下量為約30％～70％，優(yōu)選的壓下量約為35％～45％。
帶材然后經(jīng)過第二次再結(jié)晶退火24，第二次再結(jié)晶退火采用與第一次再結(jié)晶退火相同的時(shí)間和溫度。兩次再結(jié)晶退火后，平均晶粒尺寸為3～20μm。處理后的合金平均晶粒尺寸優(yōu)選為5～10μm。
隨后合金經(jīng)冷軋26到最終尺寸，典型的尺寸數(shù)量級(jí)為0.25mm(0.010英寸)～0.38mm(0.015英寸)。這步最終冷軋產(chǎn)生的彈性狀態(tài)(springtemper)與C51000銅合金的彈性狀態(tài)相當(dāng)。
然后，通過消除內(nèi)應(yīng)力退火28，使合金的抗應(yīng)力弛豫能力達(dá)到最佳。一個(gè)示例性的消除內(nèi)應(yīng)力退火為在惰性氣氛中的罩式退火，其退火溫度約為200℃～300℃，退火時(shí)間為1～4小時(shí)。另外一個(gè)示例性的消除內(nèi)應(yīng)力退火為帶材退火，退火溫度約為250℃～600℃，退火時(shí)間約0.5～10分鐘。
經(jīng)過通過消除內(nèi)應(yīng)力退火28，銅合金帶材可用于生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品，諸如彈簧或電路中的接線器。
以下的實(shí)例將使本發(fā)明合金的優(yōu)點(diǎn)更突出。
實(shí)例實(shí)例1根據(jù)圖1制備銅合金，其成分包括10.5％鋅，1.7％錫，0.04％磷，0％～2.3％鐵，其余為銅。經(jīng)過消除內(nèi)應(yīng)力退火28，室溫(20℃)下測(cè)量51mm(2英寸)標(biāo)距的試樣的屈服強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度。
在拉伸試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定0.2％殘余變形時(shí)的屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。拉伸試驗(yàn)機(jī)由Tinius Olsen，Willow Grove，PA制造。
如圖2所示，將鐵從0％增加到1％時(shí)會(huì)導(dǎo)致屈服強(qiáng)度顯著增加。進(jìn)一步增加鐵含量對(duì)強(qiáng)度僅有極小的影響，但發(fā)紋形成的可能性增大。
圖3中的曲線說(shuō)明了鐵含量與極限拉伸強(qiáng)度之間有類似的關(guān)系。
實(shí)例2根據(jù)圖1加工銅合金，其成分包括10.4％鋅，1.8％鐵，0.04％磷，1.8％～4.0％錫，其余為銅。經(jīng)過消除內(nèi)應(yīng)力退火28后，測(cè)定試樣的屈服強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度。
圖4的曲線說(shuō)明增加錫含量會(huì)導(dǎo)致屈服強(qiáng)度增加。而圖5說(shuō)明錫添加劑對(duì)極限拉伸強(qiáng)度有著相同的影響。
因?yàn)殡S錫含量的增加，強(qiáng)度單調(diào)性增加而導(dǎo)電性降低，所以在所期望的強(qiáng)度與導(dǎo)電性之間應(yīng)權(quán)衡以確定錫含量。
實(shí)例3
根據(jù)圖1加工銅合金，其成分包括，1.9％鐵，1.8％錫，0.04％磷，0％～15％鋅，其余為銅。經(jīng)過消除內(nèi)應(yīng)力退火28后，測(cè)定試樣的屈服強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度。
圖6給出當(dāng)鋅含量低于約5％時(shí)不會(huì)改善合金的強(qiáng)度，而且如上所述，它不促進(jìn)鐵的晶粒細(xì)化能力。鋅含量大于5％時(shí)，盡管導(dǎo)電性會(huì)降低，但合金強(qiáng)度增加。
圖7中描述了鋅添加劑對(duì)合金極限拉伸強(qiáng)度有著相同的影響。
實(shí)例4表5給出了根據(jù)圖1加工的一系列合金。合金A為公開的EP0769563A1類型合金。合金B(yǎng)和C為本發(fā)明生產(chǎn)的合金。合金D為常規(guī)的C510銅合金。在進(jìn)行70％厚度壓下量的冷軋后的彈性狀態(tài)下，對(duì)所有的性能進(jìn)行測(cè)定。
表5
表5看出，添加5％的鋅沒有增加合金的強(qiáng)度，而只稍微降低了導(dǎo)電性。添加10％的鋅對(duì)強(qiáng)度有良好的影響。
從表6可以明顯看出添加鋅的益處，此時(shí)可以比較強(qiáng)度與壓下量之間的關(guān)系。
表6
Red＝％最終冷軋步驟后厚度壓下量(圖5中的參考號(hào)26)YS＝屈服強(qiáng)度，以MPa和(ksi)計(jì)TS＝拉伸強(qiáng)度，以MPa和(ksi)計(jì)MBR/t(GW)＝以好方式(good way)沿曲率半徑彎曲180°MBR/t(BW)＝以壞方式(bad way)沿曲率半徑彎曲180°添加鋅另外的好處在于它改善了好方式彎曲行為，這個(gè)結(jié)果由合金C得到。通過沿已知曲率半徑的卷筒彎曲寬12.7mm(0.5英寸)的帶材180°來(lái)測(cè)定彎曲成型性。將帶材沿卷筒彎曲而不產(chǎn)生裂紋或“桔皮現(xiàn)象”時(shí)的最小卷筒值作為彎曲成型性的值?！昂梅绞健睆澢磸澢幱诎迤矫鎯?nèi)并沿垂直于帶材厚度壓下時(shí)的縱向(軋制方向)進(jìn)行彎曲?！皦姆绞健睘閺澢叫杏谠摽v向。彎曲成型性記為MBR/t，即沒有裂紋或桔皮現(xiàn)象時(shí)的最小彎曲半徑除以帶材厚度。
通常，強(qiáng)度增加的同時(shí)會(huì)有彎曲成型性的降低。然而，采用本發(fā)明的合金，添加10％的鋅不僅增加了強(qiáng)度而且增加了好方式彎曲性能。
實(shí)例5表7給出了由圖1加工的合金組成，組成中其余為銅。表7說(shuō)明在本發(fā)明錫黃銅合金中，鈷部分地置換鐵的效果
YS＝屈服強(qiáng)度UTS＝極限拉伸強(qiáng)度EL＝延伸率CR＝冷軋RA＝消除內(nèi)應(yīng)力退火表8給出了采用由含鈷的錫黃銅生產(chǎn)的熱軋板，其導(dǎo)磁性比采用等量的鐵(鐵和鈷的等量關(guān)系為0.6Co＝Fe)生產(chǎn)的相同合金的導(dǎo)磁率高。
盡管上述內(nèi)容具體涉及直接冷硬鑄造，但本發(fā)明合金也可以采用其它方法鑄造。一些可以替代的方法具有較高的冷速，如噴射鑄造(spraycasting)和帶坯連鑄。較高的冷速可減小了先包晶鐵粒子的尺寸，而且認(rèn)為可將臨界最大鐵含量移至較高的值，如4％。
顯然，根據(jù)本發(fā)明，這里已經(jīng)提供了一種鐵改進(jìn)的磷青銅，它完全滿足上文所述的目標(biāo)、方式和優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)結(jié)合其實(shí)施方案來(lái)闡述本發(fā)明，根據(jù)前面的敘述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，許多替代、修改和變化是顯而易見的。因此，本發(fā)明包括所有這種替代、修改和變化，它們落入附加的權(quán)利要求的廣闊的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種銅合金，其特征在于其組成基本為1％～4％重量錫；鋅為從有效促進(jìn)包晶產(chǎn)生的晶粒細(xì)化作用的含量到20％重量；最高為0.4％重量磷；鐵和鈷的混合物其數(shù)量上滿足方程Fe+MCo＝0.8％-0.4％(為重量百分比)，其中M為0.45～0.65；其余為銅及不可避免的雜質(zhì)，所述合金細(xì)化的鑄態(tài)平均晶粒尺寸小于100μm。
2.如權(quán)利要求1所述銅合金，其特征為所述鋅含量為8％～12％重量。
3.如權(quán)利要求2所述銅合金，其特征為Fe+MCo＝1.6％-2.2％。
4.如權(quán)利要求2所述銅合金，其特征為可從銥、鈮、釩和鉬中選擇一個(gè)或多個(gè)包晶反應(yīng)引發(fā)劑來(lái)置換所述的鐵+鈷的一部分。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述銅合金，其特征為從鋁、錳及其混合物中選擇一種元素按1∶1的原子比來(lái)置換所述的鋅。
6.如權(quán)利要求5所述銅合金，其特征為所述錫含量為1.2％～2.2％。
7.如權(quán)利要求6所述銅合金，其特征為所述磷含量為0.03％～0.3％。
8.如權(quán)利要求6所述銅合金，其特征為所述的合金進(jìn)一步包含一種選自鎳、鎂、鈹、硅、鋯、鈦、鉻及其混合物的添加劑，其中所述添加劑的每種組分含量要小于0.4％重量。
9.如權(quán)利要求6所述銅合金，其特征為所述合金可機(jī)械變形到厚度從0.13mm(0.05英寸)至0.38mm(0.015英寸)，而且平均最終標(biāo)定晶粒尺寸為3～20μm。
10.由根據(jù)權(quán)利要求6所述銅合金生產(chǎn)的電路接線器。
11.由根據(jù)權(quán)利要求9所述銅合金生產(chǎn)的彈簧。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述銅合金，其特征為所述的合金包含不多于雜質(zhì)量的鈷。
13.一種銅合金，其特征在于其基本組成為1％～4％重量錫；包晶反應(yīng)引發(fā)劑，其含量能有效地使所述銅合金具有細(xì)晶粒顯微組織而不過分降低導(dǎo)電性和強(qiáng)度，該引發(fā)劑選自鈷、銥、釩和鉬及其混合物；含量為從有效促進(jìn)包晶引發(fā)的晶粒細(xì)化作用的含量到20％重量的鋅；最高達(dá)0.4％重量磷；其余為銅以及不可避免的雜質(zhì)，所述合金細(xì)化的鑄態(tài)平均晶粒尺寸小于100μm。
14.如權(quán)利要求13所述銅合金，其特征為所述包晶反應(yīng)引發(fā)劑為鈷，其含量約為3.2％～4.4％。
15.如權(quán)利要求13所述銅合金，其特征為所述包晶反應(yīng)引發(fā)劑為銥，其含量約為10％～20％。
16.如權(quán)利要求13所述銅合金，其特征為所述包晶反應(yīng)引發(fā)劑為鈮，其含量約為0.01％～5％。
17.如權(quán)利要求13所述銅合金，其特征為所述包晶反應(yīng)引發(fā)劑為釩，其含量約為0.01％～5％。
18.如權(quán)利要求13所述銅合金，其特征為所述包晶反應(yīng)引發(fā)劑為鉬，其含量約為0.5％～5％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種錫黃銅,該合金通過控制鋅和鐵的添加量來(lái)細(xì)化晶粒組織。在錫黃銅合金中產(chǎn)生包晶分解的其它金屬元素,如鈷、銥、鈮、釩和鉬可部分或完全代替鐵。直接冷硬鑄造合金易于進(jìn)行熱加工,該合金的成分包括:1%－4%重量錫,0.8%－4%鐵,鋅的含量為從有效促進(jìn)鐵引發(fā)的晶粒細(xì)化的含量到20%,其余為銅以及不可避免的雜質(zhì)。添加鋅可進(jìn)一步提高合金的強(qiáng)度并提高“好方式”下的彎曲成型性,好方式為彎曲垂直于軋制帶材的縱軸。
文檔編號(hào)C22C9/04GK1255167SQ98804961
公開日2000年5月31日 申請(qǐng)日期1998年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月18日
發(fā)明者D·R·布勞爾, J·F·布里迪斯, R·N·卡羅恩, C·狄比史 申請(qǐng)人:奧林公司