专利名称：铜合金及其生产方法
背景技术：
本发明涉及在电气应用上有实用价值的铜基合金以及生产所述铜基合金的方法。
有些铜基合金由于其特殊的性能极为适用于作插接件、引线座和其它的电气应用。尽管存在着这样的一些合金，但仍需要能用于要求屈服强度高达80-150KSI，同时具有良好的成形性以便使其以R/T比率为1或低于1下严重弯曲达180°和高温时低的应力松弛性及无应力腐蚀裂纹场合下的铜基合金。目前所用的这些合金，不能完全满足这些要求，或因其高成本使之缺少市场竞争力，或因其有其它重要的缺点，所以急待研制能满足上述要求的铜基合金。
铍铜合金通常具有很高的强度和传导性，同时具有良好的应力松弛特性。但是，铍铜合金受到其成形性的限制。限制之一就是难以严重弯曲达180°。另外，铍铜合金价格昂贵并往往在制成予定的部件之后要求进行额外的热处理。这就必然更进一步地增加了成本。
磷青铜材是具有良好的强度、优秀的成形性且价格低廉的合金，广泛地用于电子和电讯工业。但是，在高温条件下例如汽车用发动机罩下传导大电流时，磷青铜往往是不合乎需要的。再考虑到其高的热应力松弛速率使磷青铜很难适合于更多的应用。
高铜、高传导性合金也具有许多理想的性能，但一般不具有一些应用所要求的机械强度。这类合金中的典型实例包括(但不限于)铜合金110、122、192和194。
代表现有技术的专利包括美国专利4,666,667、4,627,960、2,062,427、4,605,532、4,586,967和4,822,562。
因此，人们渴望研制出具有理想综合性能的铜基合金，使其能很好适宜于许多应用。
发明概述根据本发明，业已发现前面所述的目的是容易达到的。
根据本发明的铜基合金主要组成为锡含量约为1.0-11.0％，磷含量约为0.01-0.35％，优选的约为0.01-0.1％，铁含量约0.01-约0.8％，优选的约为0.05-0.25％，和余量基本是铜。该合金含有最高含量分别约为0.5％，优选的含量各约为0.001-0.5％的镍和/或钴是特别有利的。根据本发明的合金也可含有锌量为0.1-15％，铅量最高为0.05％，和铝、银、硼、铍、钙、铬、铟、锂、镁、锰、铅、硅、锑、钛和锆，每种含量最高为0.1％。
在本发明的一个实施方案中，铜基合金的含锌量约9.0-15.0％。
在本发明的合金中含有均匀分布于整个基体的铁和/或镍和/或镁或其组合的磷化物颗粒是可以形成的和有益的，因为这些颗粒起着提高合金的强度、传导性和应力松弛性能的作用。磷化物颗粒可具有50埃-约0.5μ的粒径并且可含有较细的组分和较粗的组分。较细组分的粒径约为50埃-250埃，优选的约为50埃-200埃。较粗组分的粒径一般为0.075μ-0.5μ，优选的为0.075μ-0.125μ。
整个本申请所用的百分数都为重量百分数。
本发明的合金具有各种优良的性能，其极适合用作插接件、引线座、弹簧和其它的电气应用。本发明合金具有融机械强度、成形性、热和电的传导性及应力松弛性为一体的优异而独特的性能。
本发明的生产方法包括铸造具有前面所述组成的铜基合金，然后，至少一次在温度约1000-1450°F下均化至少两小时。轧制至最终尺寸时，其中包括至少一次在温度650-1200°F下至少一小时的中间退火过程；任选以每小时20-200°F的速率缓慢冷却；最后在温度300-600°F间应力消除退火至少一小时，由此获得含有均匀分布于整个基体的磷化物颗粒的铜合金。该合金中也可含有镍和/或钴。优选的实施方案的详细说明本发明的合金是改良的磷青铜合金。该合金以其更高的强度、更好的成形性、更高的传导性和应力松弛性为特征，这些性能体现了对未改良的原磷青铜合金各种性能的重大改进。
根据本发明实施方案改良的磷青铜合金包括本铜基合金的主要组成为锡含量约为1.5-11％，磷含量约为0.01-0.35％，优选的约为0.01-0.1％，铁合量约为0.01-0.8％，优选的约为0.05-0.25％，和余量主要为铜的那些铜基合金。这些合金的独特之处是具有均匀分布于整个基体的磷化物颗粒。
这些合金也可含有含量各自最高约0.5％的镍和/或钴，优选的其中一种或二者组合的含量约为0.001-0.5％，锌含量最高约0.3％，铅含量最高约0.05％。本发明合金在合金组合中也可含有下列元素中的一种或多种铝、银、硼、铍、钙、铬、铟、锂、镁、锰、铅、硅、锑、钛和锆。这些元素的含量总和小于0.1％，一般每种元素的含量高于0.001％。利用这些元素中的一种或多种来改进其机械性能比如应力松弛性。但是，较大的含量会影响传导性和成形性能。
前面所说的磷添加剂能使金属保持脱氧状态从而在磷含量限定的范围内使之能铸造成优质金属，对其予以热处理，磷与铁和/或铁和镍和/或铁和镁和/或这些元素的组合形成磷化物，如果是这样的话，就会显著减少合金在传导性方面的损失，这取决于这些元素在基体中是否完全呈固溶体态。特别是可形成均匀分布于整个基体中的磷化铁颗粒，因为这有助于通过阻塞位错移动来改进合金的应力松弛性能。
铁含量在0.01-0.8％，特别是在0.05-0.25％的范围内时能提高合金的强度，铁通过作为晶粒生长抑止剂促进形成细晶粒的结构，并在该含量范围内与磷结合有助于改进应力松弛性能而对电和热导性没有负面影响。
含量各为约0.001-0.5％的镍和/或钴是理想的添加剂，因为它们可通过再细化晶粒和完全分布于整个基体来改进应力松弛性能和强度，对传导性具有正面的影响。
生产这些合金的方法包括铸造具有前面所述组成的铜基合金。在已知技术中任何一种适宜的铸造方法比如水平连铸法都可用来生产厚度约为0.500-0.750英寸的带材。工艺设计包括至少一次在温度约1000-1450°F之间的均化，时间至少两小时，优选的时限约2-24小时。在轧制步骤之后，至少进行一次均化步骤。均化之后，带材可铣削一或两次，由带材的每面去除约0.020-0.100英寸的表皮材料。
然后，带材被轧制至最终尺寸，这其中包括至少一次在650-1200°F下的中间退火过程，每次至少一小时，优选的时限约1-24小时，随后以每小时20-200°F的速率缓慢冷至室温。
再使带材以最终尺寸在温度300-600°F之间进行应力消除退火至少一小时，优选的时限为约1-20小时，这有利于改进合金的成形性和应力松弛性能。
热处理本发明的合金有利于和最易形成均匀分布于整个基体的铁和/或镍和/或镁或其组合的磷化物颗粒。磷化物颗粒能提高合金的强度、传导性和应力松弛性能。这种磷化物颗粒的粒径可为约50埃-0.5μ，并可能包含较细的组分和较粗的组分。较细组分可能具有的粒径约50-250埃，优选的为约50-200埃。较粗组分可能具有的粒径一般为0.075-0.5μ，优选的为0.075-0.125μ。
根据本发明的方法所生产的并具有前面所述组成的合金，能够达到的电导率约12-35％IACS。上述和所得到的冶金结构必将赋予合金以高的应力保持性能，例如对平行轧制方向切割的样品，在应力等于基屈服强度75％下1000小时之后，其应力在150℃时仍超过60％，因而使这类合金非常适宜于要求高应力保持能力的各种各样用途。此外，本发明合金不要求用锤击机进一步的处理。
本发明的合金通过改变其锡的含量而保持其它组分在前述的范围内来满足提供所需的性能，合金的处理方式如前面所述。下表说明不同的锡含量可获得不同的性能。
表1屈服强度序号 锡含量(wt％) 拉伸强度(ksi)0.2％剩余变形(ksi)19-11 130-150 125-14527-9 120-140 115-13535-7 110-130 105-12543-5 100-120 95-11551.5-390-110 85-105根据本发明的合金，也可以通过改变其锡的含量维持其它组分在前述范围内来达到极为希望规定的机械性能和成形性能，合金的加工处理如前所述。下表说明可达到的各种性能。
表2锡合量 拉伸强度屈服强度延伸率严重180°弯曲0.2％剩余变形 的弯曲性能(wt％)(ksi)(ksi) ％宽度对厚度比最高为10∶17-9 110-130 105-1255-10半径与厚度比=15-7 100-120 96-1165-10半径与厚度比=13-5 92-112 88-1085-10半径与厚度比=11.5-385-105 80-1005-10半径与厚度比=1从上面的表中可以看到，根据本发明的合金不仅具有更高的强度，而且还具有特别理想的强度和成形性的综合性能。所述性能在许多应用中能使本发明的合金可以取代铍铜和含有镍硅的铜合金如CDA7025和7026。由于本发明的合金成本低于所取代的合金成本，所以这对于插接件的制造者们是特别有用的。
根据本发明改良的磷青铜的另一实施方案包括铜基合金，其主要组成为锡含量约为1.0-4.0％，锌含量约为9.0-15.0％，磷含量约为0.01-0.2％，铁含量约为0.01-0.8％，镍和/或钴的含量约为0.001-0.5％和余量主要为铜。
前述的磷添加剂能使金属保持脱氧状态从而在限定的磷含量范围内使其能够铸造成优质的金属，对合金进行热处理，磷与铁和/或铁和镍和/或铁和镁或这些元素的组合可形成磷化物，如果是这样的话，就会显著降低合金在传导性方面的损失，这取决于这些元素在基体中是否完全呈固溶体态。特别理想的是能形成均匀分布于整个基体中的磷化铁颗粒，因为这有助于通过阻塞位错移动来改进合金的应力松弛性能。
铁含量在0.01-0.8％的范围内时能提高合金的强度，铁作为晶粒生长抑止剂可促进形成细晶粒结构，并且铁在此含量范围内与磷结合有助于改进合金的应力松弛性能，对合金的电和热的传导性没有负面影响。
含量为9.0-15.0％的锌有助于金属脱氧，有利于铸件的优质而不用能损害传导性的过量磷。锌也有助于防止金属氧化，使其在镀覆时具有良好的粘结性和提高合金的强度。
各自含量约0.001-0.5％的镍和/或钴是理想的添加剂，因为它们通过再细化晶粒和完全分布在整个基体来改进合金的应力松弛性能和强度，对合金的传导性具有正面影响。
合金在其组合中可含下列元素中的一种或多种铝、银、硼、铍、钙、铬、钴、铟、锂、镁、锰、锆、铅、硅、锑和钛。这些元素的含量总合不超过0.1％，通常每种元素的含量超过0.001％。利用这些元素的一种或多种来改进合金的机械性能比如应力松弛性能，但是，大的含量会影响合金的传导性和成形性。
这种可替换的合金可用前面所述的方法来加工处理。采用这样一种技术，此合金能够达到下列的性能拉伸强度范围在90-105ksi,0.2％剩余变形的屈服强度范围在85-100ksi，延伸率范围在5-10％和半径厚度比等于1的180°，严重弯曲(宽度∶厚度比高达10∶1)的弯曲性能。此合金也以具有前面所说的理想的均匀分布于整个基体的磷化物颗粒为其特征。
根据本发明的又一种合金和第三实施方案，包括合金含锡2.5-4％，磷0.01-0.20％，铁0.05-0.80％，锌0.3-5％，余量主要为铜，具有均匀分布于整个基体的磷化物颗粒。本发明的这些合金0.2％剩余变形的屈服强度为80-100ksi，同时合金具有以半径不大于合金带材的厚度能180°严重弯曲的性能。另外，合金的电导率可达到约为30％IACS或更高，这使合金适用于大电流的场合。前述75BTU/SQ FT/FT/HR/DEGREE F的优良热导率和冶金结构，赋予合金以高的应力保持能力，例如对沿平行轧制方向切割的样品，在具有应力等于其屈服强度75％下1000小时后，在150℃时其应力仍超过60％，这就使这些合金非常适宜于汽车发动机罩以及其它要求高传导性与高应力保持能力相结合的场合高温条件下的应用。另外，本发明的合金不要求通过锤击机进一步的处理并且较便宜。
第三实施方案合金的变更可包括锡的含量大于2.5％并且最高达4.0％，磷含量为0.01-0.2％，尤其是0.01-0.05％。磷使金属保持脱氧状态从而使其在限定的磷含量范围内铸造成优质金属成为可能，并对合金进行热处理，磷与铁和/或铁和镍和/或铁和镁或这些元素组合可形成磷化物，假如是这样的话，将显著减低含金在传导性方面的损失。这将取决于这些元素在基体中能否完全呈固溶体态。特别是能形成均匀分布于整个基体中的磷化铁颗粒，因为这有助于通过阻塞位错移动来改进合金的应力松弛性能。
向第三实施方案合金中添加0.05-0.8％，特别是0.05-0.25％的铁能提高合金的强度，铁作为晶粒生长抑止剂促进形成细晶粒结构，并且铁在这个含量范围内与磷相结合，有助于改进合金的应力松弛性能而对其电和热的传导性没有负面影响。
向第三实施方案合金中添加0.3-5.0％的锌，有助于金属的脱氧，有助于合金铸件的优质而不用能损害传导性的过量磷。锌也有助于防止金属氧化以便镀覆时有良好的粘结力。为了保持合金的高传导性，可限定锌含量的上限为5.0％以下，特别是在2.5％以下。锌含量在该范围的含量下限时，合金会达到更高的传导性。
向第三实施方案合金中添加各为0.001-0.5％，优选为0.01-0.3％的镍和/或钴是理想的，因为它们通过再细化晶粒和完全分布在整个基体来改进合金的应力松弛性能和强度，对合金的传导性具有正面影响。镍是优选的。
这种合金在其组合中可含有下列元素中的一种或多种铝、银、硼、铍、钙、铬、钴、铟、锂、镁、锰、锆、铅、硅、锑和钛。这些元素的含量总计低于0.1％。一般每种元素的含量超过其0.001％。使用这些元素的一种或多种来改进合金的机械性能比如应力松弛性能。但是，较高的含量会影响合金的传导性和成形性。
本发明的方法包括铸造具有如前所述组成的铜基合金，这其中包括至少一次在温度1000-1450°F之间的均化过程，每次至少一小时，优选的为2-20小时。在轧制步骤之后，至少进行一次均化步骤。铸造过程形成锡-铜化合物而均化处理分解了不稳定的锡-铜化合物并将锡置于固溶体中。
本合金被轧制至最终尺寸，这其中包括至少一次在650-1200°F下的中间退火过程，每次至少一小时，优选为2-20小时，随后以每小时20-200°F的速度缓慢冷至室温。
本合金以最终尺寸在300-600°F下进行应力消除退火至少一小时，优选2-16小时。这有益于改进其成形性和应力松弛性能。
热处理形成所需要的磷化铁或磷化镍或磷化镁或其组合的颗粒且均匀分布于整个基体中，这有助于获得本发明合金的改进性能。其磷化物颗粒的粒径是50埃-0.3μ，并且一般且有利于含有较细的组分和较粗的组分。较细组分的粒径是50-250埃，优选的是50-200埃，而较粗组分的粒径是0.075-0.3μ，优选的是0.075-0.125μ。
作为一种可替换的和第四实施方案，本发明包括的合金含锡为1.0-4.0％，锌为0.1到低于1％，余量基本为铜。磷和铁的含量如同第三实施方案，镍和/或钴的添加量如同第三实施方案，含有的磷化物颗粒如同前所述。
上述第四实施方案合金的加工处理方法，如同在第三实施方案合金一样，并且能够达到电导率约33％IACS或更高，这就使此合金适宜于大电流的各种场合。前述的82BTU/SQ FT/FT/HR/DEGREE F的良好热导率和冶金结构，赋予合金以高的应力保持性能对于平行于轧制方向切割的样品，在具有应力等于其屈服强度75％下1000小时后在150℃时，其应力仍超过60％，使这种合金象以前所述的合金一样适宜于高温条件下。
这种合金还象在第三实施方案的合金一样形成磷化物。在第三实施方案合金中所用的其它各种合金添加组分也可用于本合金中，本合金能达到下列各性能拉伸强度屈服强度延伸率严重180°弯曲0.2％剩余变形 的弯曲性能(KSI)(KSI)％ 宽∶厚比最高达10∶180-100 80-100 5-10半径∶厚度比=1作为第五实施方案合金，本发明的合金含锡量为1.0％-4.0％，含锡和锌为1.0-6.0％，余量基本为铜。磷和铁的含量如同第三实施方案合金，镍和/或钴的添加量各为0.11-0.50％，磷化物颗粒的存在形式与第三实施方案相同。
上述的第五实施方案合金的加工处理方法与第三实施方案相同且能达到电导性约为32％或更高，这就使该合金适宜于大电流条件下应用。前面所述和80 BTU/SQ FT/FT/HR DEGREE F的良好热导率及冶金结构，赋予该合金以高的应力保持能力，对于平行于轧制方向上切割的样品，在具有应力等于其屈服强度75％下1000小时后，在150℃时，其应力仍超过60％，这就使该合金象前面所述的合金一样适宜于高温的条件下。
该合金也同第三实施方案合金一样，形成磷化物。第三实施方案合金所提到的其它合金添加组分也可用于该合金。该合金能达到下列的各性能拉伸强度屈服强度延伸率严重180°弯曲0.2％剩余变形 的弯曲性能(KSI)(KSI)％ 宽∶厚比最高达10∶185-100 85-100 5-10 半径∶厚度比=1作为第六实施方案合金，本发明的合金含锡量为1.0％-4.0％，锌含量为6.0-12.0％，余量主要为铜。磷和铁的含量如同第三实施方案，镍和/或钴的添加量如同第三实施方案，而磷化物颗粒的存在形式与第三实施方案相同。
加工处理上面所说的合金方法与第三实施方案相同且该合金能达到约30％的电导率，这就使该合金适宜于大电流的场合。前面所述和75BTU/SQ FT/FT/HR/DEGREE F的良好热导率和冶金结构，能赋予该合金以高的应力保持能力，对于平行于轧制方向上切割的样品，在具有应力等于其屈服强度75％下1000小时后，在150℃时，其应力仍超过60％，这就使该合金象前所述的合金一样适宜于高温的条件下。
该合金也象在第三实施方案合金那样形成磷化物。第三实施方案合金所提到的其它合金添加组分也用于该合金。该合金能达到下列的各性能拉伸强度屈服强度延伸率严重180°弯曲0.2％剩余变形 的弯曲性能(KSI)(KSI)％宽∶厚比最高达10∶190-105 85-100 5-10 半径∶厚度比=1作为第七实施方案合金，本发明的合金含锡量为1.0％-4.0％，含锌量为1.0-6.0％，含铁量为0.01-0.05％，余量主要为铜。磷含量如同第三实施方案合金、镍和/或钴的添加量如同第三实施方案，而磷化物颗粒的存在形式与第三实施方案相同。
加工处理上述合金的方法与第三实施方案相同并且能够达到电导率约33％，这使该合金适宜于大电流的应用。前述再结合82BTU/SQFT/FT/HR/DEGREE F的良好热导率和冶金结构，可以赋予该合金以高的应力保持能力，对于平行于轧制方向上切割的样品，在具有应力等于其屈服强度75％下1000小时后，在150℃时，其应力仍超过60％，这使该合金象前述的合金一样适宜于高温的条件。
该合金如同在第三实施方案合金那样，也形成磷化物。第三实施方案合金中提到的其它合金添加组分，也可用于该合金。该合金能达到下列的各性能拉伸强度屈服强度延伸率严重180°弯曲0.2％剩余变形 的弯曲性能(KSI) (KSI) ％ 宽∶厚比最高达10∶180-100 80-100 5-10 半径∶厚度比=1从下列的实施例中考虑，本发明将更容易理解。实施例1具有下列组成的合金锡-2.7％，磷-0.04％，铁-0.09％，锌-2.2％，镍-0.12％，余量基本为铜，用水平连铸机铸成厚为0.620″和宽为15″。使该材料在1350F下进行热处理14小时，随后进行铣削以除去各面0.020″。然后使该合金冷轧至0.360″，后面是在1350°F下进行另一次热处理12小时和再一次每面铣削0.20″以提高其表面质量。然后使该材料在一个两辊的自动轧管机上冷轧至0.120″。随后在1000°F下钟罩退火12小时。然后对该合金材料进一步地冷加工和分别在750°F和690F下热处理8和11小时，随后缓慢冷却，接着精轧至0.0098″的最终尺寸。最后该合金材料的样品分别在425°F下和500°F下各进行4小时的应力消除退火。
测试该合金材料的机械性能和成形性以确定其以不同的半径能弯曲最高达180°的能力。结果示于下面的表Ⅲ。样品以分布于整个基体的铁-镍-磷化物颗粒为其特征。
表3拉伸强度屈服强度 延伸率严重180°弯曲时(KSI) 0.2％剩余变形 2″标距最小宽∶厚比(KSI)轧制过 96 93 21425°F下92 91.5 7 ＜1应力消除退火500°F下90 87 11 ＜1应力消除退火*样品宽度等于10倍的厚度实施例2重复例1的程序，用500°F应力消除退火和具有下列组成的合金锡 - 2.7％磷 - 0.03％铁 - 0.09％锌 - 1.9％镍 - 0.08％铜 - 基本余量结果示于下表4。样品以具有分布于整个基体的铁-镍-磷化物颗粒为特征。
表4拉伸强度延伸率2″标距(KSI)在500°F应力消除退火90 10％本发明可以其它的形式实施或以另外的方式进行而不脱离其精神实质或基本特征。因此本发明实施方案被认为在各个方面都是说明而非限制，本发明的范围由附加的权利要求书所指出，并且所有在含义和等价范围内的变化，都被确认为包含在权利要求之中。
权利要求
1．铜基合金，其主要组成为锡含量约1.0-11.0％(重量)，磷含量约0.01-0.35％(重量)，铁含量约0.01-约0.8％(重量)和余量基本为铜，所述合金含有均匀分布于整个基体的磷化物颗粒。
2．铜基合金，其主要组成为锡含量为1.0-4.0％(重量)，磷含量为0.01-0.20％重量)，铁含量为0.01-0.80％(重量)，锌含量为0.1-12.0％(重量)和余量基本为铜，所述合金含有均匀分布于整个基体的磷化物颗粒，其粒径为50埃-0.3μ。
3．根据权利要求2所述的铜基合金，其中所述磷化物颗粒含有细颗粒和粗颗粒，细颗粒的粒径为50-250埃，粗颗粒的粒径为0.075-0.3μ。
4．根据权利要求1或2所述的铜基合金，含有选自于镍、钴及其混合物的材料，其含量各为约0.001-0.5％(重量)。
5．根据权利要求3所述的铜基合金，其中所述合金还含有最高量达0.1％(重量)的镁，并且所述磷化物颗粒选自于铁镍磷化物颗粒、铁镁磷化物颗粒、磷化铁颗粒、镁镍磷化物颗粒、二磷化三镁颗粒及其混合物。
6．根据权利要求1所述的铜基合金，还含有锌，其含量最高约0.3％(重量)和含有铅，其含量最高约0.05％(重量)。
7．根据权利要求1所述的铜基合金，其中所述锡含量为1.5-11.0％(重量)，所述磷含量为0.01-0.10％(重量)和所述铁含量为0.05-0.25％(重量)。
8．根据权利要求1所述的铜基合金，其中所述锡含量为1.0-4.0％(重量)，所述磷含量为0.01-0.2％(重量)，并且其中所述合金进一步含有锌量为9.0-15.0％(重量)和选自于镍、钴及其混合物的材料，其含量各为0.001-0.5％(重量)。
9．根据权利要求1所述的铜基合金，其中所述锡含量为1.5-3.0％(重量)。
10．根据权利要求1所述的铜基合金，其中所述锡含量为3.0-5.0％(重量)。
11．根据权利要求1所述的铜基合金，其中所述锡含量为5.0-7.0％(重量)。
12．根据权利要求1所述的铜基合金，其中所述锡含量为7.0-9.0％(重量)。
13．根据权利要求1所述的铜基合金，其中所述锡含量为9.0-11.0％(重量)。
14．根据权利要求2所述的铜基合金，其中所述锡含量为2.5％-4％(重量)，所述铁含量为0.05-0.80％(重量)，和所述锌含量为0.3-5.0％(重量)。
15．根据权利要求2所述的铜基合金，其中所述锌含量自0.1到低于1％(重量)，所述铁含量为0.05-0.80％(重量)。
16．根据权利要求2所述的铜基合金，其中所述铁含量为0.05-0.80％(重量)，所述锌含量为1.0-6.0％(重量)。
17．根据权利要求2所述的铜基合金，其中所述铁含量为0.05-0.80％(重量)，所述锌含量为6.0-12.0％(重量)。
18．根据权利要求2所述的铜基合金，其中所述铁含量为0.01-0.05％(重量)，所述锌含量为1.0-6.0％(重量)。
19．根据权利要求4所述的铜基合金，含镍量为0.01-0.3％(重量)。
20．铜基合金，其主要组成为锡含量为1.0-4.0％(重量)，锌含量为9.0-15.0％(重量)，磷含量为0.01-0.2％(重量)，铁含量为0.01-0.48％(重量)，选自于镍、钴及其混合物的材料，其含量各为0.001-0.5％(重量)，和余量基本为铜。
21．制备铜基合金的方法，该法包括铸造铜基合金，其主要组成为锡含量为1.5-11.0％(重量)，磷含量为0.01-0.35％(重量)，铁含量为0.01-0.8％(重量)，和余量基本为铜；在温度1000-1450°F之间均化至少一次，每次至少两小时；轧制至最终尺寸，其中包括在温度为650-1200°F下中间退火至少一次，每次至少一小时，随后缓慢冷却；和在温度300-600°F下以最终尺寸进行应力消除退火至少一小时，由此获得含有均匀分布于整个基体的磷化物颗粒的铜基合金。
22．制备铜基合金的方法，该法包括铸造铜基合金，其主要组成为锡含量为1.0-4.0％(重量)，磷为0.01-0.20％(重量)，铁为0.01-0.80％(重量)，锌为0.1-12.0％(重量)，和余量基本为铜；在1000-1450°F下均化至少一次，每次至少一小时；轧制至最终尺寸，包括至少一次在650-1200°F下中间退火至少一小时，随后缓慢冷却；和在300-600°F下以最终尺寸进行至少一小时的应力消除退火，由此获得含有均匀分布于整个基体的磷化物颗粒的铜基合金。
23．根据权利要求21或22所述的方法，其中所述被铸造的铜基合金含有选自于镍、钴及其混合物的材料，其含量各为0.001-0.5％(重量)。
24．根据权利要求23所述的方法，其中所述被铸造的铜基合金含有镁和选自于铁镍磷化物颗粒、铁镁磷化物颗粒、磷化铁颗粒、镁镍磷化物颗粒、二磷化三镁颗粒及其混合物的所述磷化物颗粒。
25．根据权利要求24所述的方法，其中所述磷化物的粒径为50埃-0.5μ。
26．根据权利要求21或22所述的方法，包含两次均化步骤，其中至少一次均化是接在轧制步骤的后面和其中均化步骤每次持续2-24小时。
27．根据权利要求21或22所述的方法，其中所述中间退火持续1-24小时。
28．根据权利要求21或22所述的方法，其中所述应力消除退火持续1-20小时。
29．根据权利要求21或22所述的方法，其中所述冷却步骤是以每小时20-200°F的冷却速度来完成的。
30．制备铜基合金的方法，该法包括铸造铜基合金，其主要组成为锡含量为1.0-4.0％(重量)，锌含量为9.0-15.0％(重量)，磷含量为0.01-0.2％(重量)，铁含量为0.01-约0.8％(重量)，选自于镍、钴及其混合物的材料，其含量各为0.001-0.5％(重量)，和余量基本为铜；在温度1000-1450°F下均化至少一次，每次至少两小时；轧制至最终尺寸，其中包含在650-1200°F下中间退火至少一次，每次至少一小时，随后缓慢冷却；和在300-600°F下以最终尺寸进行应力消除退火至少一小时，由此获得含有均匀分布于整个基体的磷化物颗粒的铜基合金。
全文摘要
一种铜基合金,其主要组成为锡含量约1.0—11.0%(重量),磷含量约0.01—0.35%(重量),铁含量约0.01—约0.8%(重量),任选锌含量最高达15%(重量),和余量基本为铜,包含均匀分布于整个基体的磷化物颗粒。本发明合金特征为具有优良的综合物理性能。所述铜基合金的生产方法包括铸造、均化、轧制、中间退火和应力消除退火。
文档编号H01B1/02GK1234837SQ97199178
公开日1999年11月10日 申请日期1997年8月5日 优先权日1996年11月7日
发明者阿肖克·K·巴尔加瓦 申请人:沃特伯里轧机公司