一种高强高弹耐折弯铜合金及其制备方法和应用

摘要

本发明属于合金技术领域，特别涉及一种高强高弹耐折弯铜合金及其制备方法和应用。本发明提供的高强高弹耐折弯铜合金，以质量百分含量计，包括以下元素：Zn 0.02～3.2％、Mg 0.01～2.2％、Sn 1.5～2.0％、Fe 0.05～0.3％、Ni 0.05～0.19％、Pb 0.001～0.003％、P 0.01～0.05％、强化元素0.01～0.1％和余量的Cu；所述强化元素为Ti、Co和V中的一种或多种。实施例表明，本发明提供的高强高弹耐折弯铜合金抗拉强度为280～680MPa，延伸率为3～40％，电导率为30～35％IACS，弹性模量为108～113GPa且耐折弯。

权利要求

1.一种高强高弹耐折弯铜合金，其特征在于，以质量百分含量计，由以下元素组成：Zn 0.02 3.2%、Mg 0.01 2.2%、Sn 1.5 2.0%、Fe 0.05 0.3%、Ni 0.05 0.19%、Pb 0.001~ ~ ~ ~ ~

0.003%、P 0.01 0.05%、强化元素0.01 0.1%和余量的Cu；

~ ~ ~

所述强化元素为Ti、Co和V中的一种或多种；

所述高强高弹耐折弯铜合金中含有纳米针状析出物；所述纳米针状析出物的尺寸为

120 500nm；

~

所述高强高弹耐折弯铜合金的抗拉强度为280 680MPa，伸长率为3 40%，电导率为30~ ~ ~

35%IACS，弹性模量为108 113GPa，在R/T为2、折弯90°和R/T为0.5、折弯180°时均无断裂。

~

2.权利要求1所述高强高弹耐折弯铜合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将合金原料依次进行熔炼和拉铸，得到合金带材；

将所述合金带材依次进行初轧、中轧、第一退火、第一冷精轧、第二退火和第二冷精轧，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为1200 1300℃；

~

所述拉铸的温度为1150 1180℃，所述拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为~

450 480℃。

~

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述初轧的总变形率为80 90%。

~

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述中轧的总变形率为60 80%。

~

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一退火的保温温度为400 650~

℃，保温时间为3 7h；

~

所述第一冷精轧的总变形率为65 85%。

~

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二退火的保温温度为350 550~

℃，保温时间为4 8h；

~

所述第二冷精轧的总变形率为20 60%。

~

8.权利要求1所述高强高弹耐折弯铜合金或权利要求2 7任一项所述制备方法制备的~

高强高弹耐折弯铜合金作为电器连接用零部件合金的应用。

说明书

一种高强高弹耐折弯铜合金及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于合金技术领域，特别涉及一种高强高弹耐折弯铜合金及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 高强高弹铜合金材料具有强度高、弹性好、耐疲劳、弹性滞后小和耐腐蚀的优良特性，广泛应用于制造信息产业、通讯工程、仪器仪表和汽车工业领域中，尤其是作为电器连
接用零部件合金。目前，对于弹性要求高的元器件，一般都采用铍青铜合金，但铍青铜中的
铍对人体有害；另外一种广泛使用的是锡磷青铜，锡磷青铜具有优良的加工性能、延展性、
耐蚀性和耐疲劳性，常规生产的锡磷青铜有QSn10‑0.3、QSn9‑0.3、QSn8‑0.3和QSn6.5‑0.1，
但锡磷青铜中Sn含量较高，导致成本高，而且锡磷青铜抗折弯性能差。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高强高弹耐折弯铜合金及其制备方法，本发明提供的高强高弹耐折弯铜合金Sn含量低，具有强度和弹性高、耐弯折性能优良的特点。

[0004] 为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

[0005] 本发明提供了一种高强高弹耐折弯铜合金，以质量百分含量计，包括以下元素：

[0006] Zn 0.02～3.2％、Mg 0.01～2.2％、Sn 1.5～2.0％、Fe 0.05～0.3％、Ni 0.05～0.19％、Pb 0.001～0.003％、P 0.01～0.05％、强化元素0.01～0.1％和余量的Cu；

[0007] 所述强化元素为Ti、Co和V中的一种或多种。

[0008] 优选的，所述高强高弹耐折弯铜合金中含有纳米针状析出物；所述纳米针状析出物的尺寸为120～500nm。

[0009] 优选的，所述高强高弹耐折弯铜合金的抗拉强度为280～680MPa，伸长率为3～40％，电导率为30～35％IACS，弹性模量为108～113GPa。

[0010] 本发明还提供了上述技术方案所述高强高弹耐折弯铜合金的制备方法，包括以下步骤：

[0011] 将合金原料依次进行熔炼和拉铸，得到合金带材；

[0012] 将所述合金带材依次进行初轧、中轧、第一退火、第一冷精轧、第二退火和第二冷精轧，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0013] 优选的，所述熔炼的温度为1200～1300℃；

[0014] 所述拉铸的温度为1150～1180℃，所述拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为450～480℃。

[0015] 优选的，所述初轧的总变形率为80～90％。

[0016] 优选的，所述中轧的总变形率为60～80％。

[0017] 优选的，所述第一退火的保温温度为400～650℃，保温时间为3～7h；

[0018] 所述第一冷精轧的总变形率为65～85％。

[0019] 优选的，所述第二退火的保温温度为350～550℃，保温时间为4～8h；

[0020] 所述第二冷精轧的总变形率为20～60％。

[0021] 本发明还提供了上述技术方案所述高强高弹耐折弯铜合金或上述技术方案所述制备方法制备的高强高弹耐折弯铜合金作为电器连接用零部件合金的应用。

[0022] 本发明提供了一种高强高弹耐折弯铜合金，以质量百分含量计，包括以下元素：Zn 0.02～3.2％、Mg 0.01～2.2％、Sn 1.5～2.0％、Fe 0.05～0.3％、Ni 0.05～0.19％、Pb 
0.001～0.003％、P 0.01～0.05％、强化元素0.01～0.1％和余量的Cu；所述强化元素为Ti、
Co和V中的一种或多种。在本发明中，铜为基体元素；锌有利于提高铜合金的焊接性能，增加
合金的加工性能；镁可以与锌形成纳米针状析出物，有利于提高铜合金的抗弯折性能；锡有
利于提高铜合金的铸造质量，增加铜合金的流动性，提高铜合金的加工性能；铁有利于细化
铜合金的晶粒，延缓铜合金的再结晶过程，提高铜合金的强度、硬度，改善铜合金的机械性
能；镍有利于提高铜合金强度、耐蚀性、硬度、电阻和热电性，并降低铜合金电阻率温度系
数；磷和铁可以形成强化相，有利于增强铜合金的力学性能；铅在铜中不固溶，在含有镍的
情况下，铅会弥散均匀分布，有利于提高铜合金的机械加工性能；强化元素钛、钴和钒有利
于提高铜合金的抗应力松弛能力，在提升力学性能的基础上，提高铜合金的抗弯折性能。此
外，锌与锡在提高加工性能的基础上，可以降低锡的用量，协同降低铜合金的成本。

[0023] 实施例测试结果表明，本发明提供的高强高弹耐折弯铜合金抗拉强度为280～680MPa，延伸率为3～40％，电导率为30～35％IACS，弹性模量为108～113GPa，在R/T为2、折
弯90°和R/T为0.5、折弯180°时均无断裂，耐折弯性能优良。

[0024] 本发明还提供了一种高强高弹耐折弯铜合金的制备方法，包括以下步骤：将合金原料依次进行熔炼和拉铸，得到合金带材；将所述合金带材依次进行初轧、中轧、第一退火、
第一冷精轧、第二退火和第二冷精轧，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。本发明提供的制备
方法，有利于提高高强高弹耐折弯铜合金的加工硬化率，提高铜合金的强度、弹性和耐折弯
性能。

附图说明

[0025] 图1为实施例10所得高强高弹耐折弯铜合金的光学显微图。

具体实施方式

[0026] 本发明提供了一种高强高弹耐折弯铜合金，以质量百分含量计，包括以下元素：

[0027] Zn 0.02～3.2％、Mg 0.01～2.2％、Sn 1.5～2.0％、Fe 0.05～0.3％、Ni 0.05～0.19％、Pb 0.001～0.003％、P 0.01～0.05％、强化元素0.01～0.1％和余量的Cu；

[0028] 所述强化元素为Ti、Co和V中的一种或多种。

[0029] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括0.02～3.2％的Zn，优选为0.04～3.1％，更优选为0.05～3.0％。在本发明中，Zn有利于提高铜合金的焊接性能，
增加合金的加工性能；而且，Zn与Sn在提高加工性能的基础上，可以降低Sn的用量，协同降
低铜合金的成本。

[0030] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括0.01～2.2％的Mg，优选为0.02～2.0％，更优选为0.03～1.5％。在本发明中，Mg可以与锌形成纳米针状析出物，
有利于提高铜合金的抗弯折性能。

[0031] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括1.5～2.0％的Sn，优选为1.55～1.95％，更优选为1.6～1.9％。在本发明中，Sn有利于提高铜合金的铸造质量，
增加铜合金的流动性，提高铜合金的加工性能。

[0032] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括0.05～0.3％的Fe，优选为0.07～0.28％，更优选为0.08～0.25％。在本发明中，Fe有利于细化铜合金的晶粒，延
缓铜合金的再结晶过程，提高铜合金的强度、硬度，改善铜合金的机械性能。

[0033] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括0.05～0.19％的Ni，优选为0.06～0.185％，更优选为0.08～0.18％。在本发明中，Ni有利于提高铜合金强度、耐
蚀性、硬度、电阻和热电性，并降低铜合金电阻率温度系数。

[0034] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括Pb0.001～0.003％，优选为0.0013～0.003％，更优选为0.0015～0.003％。在本发明中，Pb在铜中不固溶，在含
有镍的情况下，铅会弥散均匀分布，有利于提高铜合金的机械加工性能。

[0035] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括0.01～0.05％的P，优选为0.01～0.045％，更优选为0.01～0.04％。在本发明中，P和Fe可以形成强化相，有利于
增强铜合金的力学性能。

[0036] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括0.01～0.1％的强化元素，优选为0.02～0.1％，更优选为0.04～0.1％。在本发明中，所述强化元素为Ti、Co和V
中的一种或多种。在本发明中，所述强化元素有利于提高铜合金的抗应力松弛能力，在提升
力学性能的基础上，提高铜合金的抗弯折性能。

[0037] 以质量百分含量计，本发明所述高强高弹耐折弯铜合金包括余量的Cu。在本发明中，Cu为基体元素。

[0038] 在本发明中，所述高强高弹耐折弯铜合金中优选含有纳米针状析出物；所述纳米针状析出物的尺寸优选为120～500nm，更优选为220～500nm。

[0039] 在本发明中，所述高强高弹耐折弯铜合金的抗拉强度优选为280～680MPa，更优选为320～680MPa；伸长率优选为3～40％，更优选为19～40％；电导率优选为30～35％IACS，
更优选为31～35％IACS，弹性模量优选为108～113GPa，更优选为110～113GPa。在本发明
中，所述高强高弹耐折弯铜合金在R/T为0.2、折弯90°和R/T为0.5、折弯180°时均无断裂。

[0040] 本发明还提供了上述技术方案所述高强高弹耐折弯铜合金的制备方法，包括以下步骤：

[0041] 将合金原料依次进行熔炼和拉铸，得到合金带材；

[0042] 将所述合金带材依次进行初轧、中轧、第一退火、第一冷精轧、第二退火和第二冷精轧，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0043] 本发明将合金原料依次进行熔炼和拉铸，得到合金带材。

[0044] 本发明对所述合金原料的元素配比没有特殊限定，以能够保证高强高弹耐折弯铜合金的元素组成为准。在本发明中，所述合金原料优选包括铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、
镁块、锡块、铅块和锌块，还包括钴块、铜钛中间合金和铜钒中间合金中的一种或多种。在本
发明中，所述铜钛中间合金的元素组成优选为0.1～2wt.％的Ti和余量的Cu。在本发明中，
所述铜钒中间合金的元素组成优选为0.1～12wt.％的V和余量的Cu。

[0045] 在本发明中，所述熔炼的温度优选为1200～1300℃，更优选为1220～1280℃。在本发明中，所述熔炼的设备优选为非真空感应电炉。

[0046] 在本发明中，所述熔炼优选为将铜块进行第一熔化，得到铜液；将所述铜液、镍块、锌块、铁块混合，进行第二熔化，得到第一混合合金液；将所述第一混合合金液和磷单质混
合，进行第三熔化，得到第二混合合金液；将所述第二混合合金液和铜箔包裹的镁块混合，
进行第四熔化，得到第三混合合金液；将所述第三混合合金液、铜箔包裹的锡块和铜箔包裹
的铅块混合，进行第五熔化，得到合金熔液。在本发明中，当所述合金原料包括钴块时，所述
钴块优选在所述铜液、镍块、铁块混合的过程中同步加入。在本发明中，当所述合金原料包
括铜钛中间合金时，所述铜钛中间合金优选在所述第二混合合金液和铜箔包裹的镁块混合
的过程中同步加入。在本发明中，当所述合金原料包括铜钒中间合金时，所述铜钒中间合金
优选在所述第二混合合金液和铜箔包裹的镁块混合的过程中同步加入。本发明通个铜箔对
合金原料的包裹，降低合金原料表面的氧化。在本发明中，所述第五熔化的时间优选为5～
10min，更优选为6～9min，最优选为8min。

[0047] 将所述第一混合合金液和磷单质混合后，本发明优选向所得熔炼体系中加入覆盖剂，再进行第三熔化。在本发明中，所述覆盖剂优选为木炭。在本发明中，所述木炭优选为木
炭粉；本发明对所述木炭粉的粒径没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的木炭粉粒径
即可。本发明对所述覆盖剂的用量没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的覆盖剂用量
即可。

[0048] 在本发明中，所述第五熔化后，本发明优选将所得的熔液体系进行静置，得到合金熔液。在本发明中，所述静置的环境温度优选为1200～1250℃，静置的时间优选为5～
10min。本发明通过静置，有利于提高熔液体系温度的均匀程度。

[0049] 得到合金熔液后，本发明将所述合金熔液进行拉铸，得到合金带材。

[0050] 在本发明中，所述拉铸的温度优选为1150～1180℃，更优选为1155～1175℃。在本发明中，所述拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度优选为450～480℃，更优选为455
～475℃。本发明对所述拉铸的工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的拉铸工艺即
可。在本发明中，所述合金带材的厚度优选为14～20mm，更优选为15～19mm。

[0051] 拉铸后，本发明优选将所述合金带材降温至室温；本发明对所述降温没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的降温即可，具体的，如空冷。

[0052] 得到合金带材后，本发明将所述合金带材依次进行初轧、中轧、第一退火、第一冷精轧、第二退火和第二冷精轧，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0053] 得到合金带材后，本发明将所述合金带材进行初轧，得到初轧带材。

[0054] 在本发明中，所述初轧的轧制温度优选为20～40℃，更优选为22～35℃。在本发明中，所述初轧的总变形率优选为80～90％，更优选为83～87％，最优选为85％。在本发明中，
所述初轧的轧制道次优选为5～10次，更优选为6～8次。本发明对所述初轧中每道次轧制的
变形率没有特殊限定，以能够满足初轧的总变形率为准。在本发明中，所述初轧起到开坯的
作用。

[0055] 所述初轧前，本发明优选将所述合金带材进行铣面。在本发明中，所述铣面优选在室温条件下进行；本发明对所述室温没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的室温温度
即可，具体的，如18～40℃。在本发明中，所述铣面优选为对所述合金带材的两面分别进行
铣面；所述合金带材单面铣面的铣除厚度优选为0.1～1mm，更优选为0.2～0.7mm，最优选为
0.3mm。

[0056] 得到初轧带材后，本发明将所述初轧带材进行中轧，得到中轧带材。

[0057] 在本发明中，所述中轧的轧制温度优选为20～40℃，更优选为22～35℃。在本发明中，所述中轧的总变形率优选为60～80％，更优选为62～78％，再优选为65～75％。在本发
明中，所述中轧的轧制道次优选为2～6次，更优选为3～5次。本发明对所述中轧中每道次轧
制的变形率没有特殊限定，以能够满足中轧的总变形率为准。

[0058] 得到中轧带材后，本发明将所述中轧带材进行第一退火，得到第一退火带材。

[0059] 在本发明中，所述第一退火的保温温度优选为400～650℃，更优选为430～620℃，再优选为450～600℃；保温时间优选为3～7h，更优选为4～6h，最优选为5h。在本发明中，所
述第一退火的保温温度优选通过中轧温度升温得到；本发明对所述升温的速率没有特殊限
定，采用任意升温速率均可。在第一退火在保温后，本发明优选还包括将所得第一退火带材
冷却至室温；所述冷却优选为随炉冷却。在本发明中，所述第一退火实现了再结晶退火，消
除加工硬化。

[0060] 得到第一退火带材后，本发明将所述第一退火带材进行第一冷精轧，得到第一冷精轧带材。

[0061] 在本发明中，所述第一冷精轧的总变形率优选为65～85％，更优选为68～83％，再优选为70～80％。在本发明中，所述第一冷精轧的轧制道次优选为2～6次，更优选为3～5
次。本发明对所述第一冷精轧中每道次轧制的变形率没有特殊限定，以能够满足第一冷精
轧的总变形率为准。在本发明中，所述第一冷精轧优选在室温的条件下进行，具体的，如18
～40℃。

[0062] 在进行所述第一冷精轧前，本发明优选将所述第一退火带材进行切边。在本发明中，所述切边中单侧切边宽度优选为1～3mm，更优选为1.5～2.5mm，最优选为2mm。

[0063] 得到第一冷精轧带材后，本发明将所述第一冷精轧带材进行第二退火，得到第二退火带材。

[0064] 在本发明中，所述第二退火的保温温度优选为350～550℃，更优选为370～530℃，再优选为400～500℃；保温时间优选为4～8h，更优选为5～7h，最优选为6h。在本发明中，所
述第二退火的保温温度优选由第一冷精轧的温度升温得到；所述升温的速率优选为40～
120℃/min，更优选为70～100℃/min。在第二退火在保温后，本发明优选还包括将所得第二
退火带材冷却至室温；所述冷却优选为随炉冷却。

[0065] 得到第二退火带材后，本发明将所述第二退火带材进行第二冷精轧，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0066] 在本发明中，所述第二冷精轧的总变形率优选为20～60％，更优选为25～55％，再优选为30～50％。在本发明中，所述第二冷精轧的轧制道次优选为1～5次，更优选为1～3
次。本发明对所述第二冷精轧中每道次轧制的变形率没有特殊限定，以能够满足第二冷精
轧的总变形率为准。在本发明中，所述第二冷精轧优选在室温的条件下进行，具体的，如18
～40℃。

[0067] 本发明还提供了上述技术方案所述高强高弹耐折弯铜合金或上述技术方案所述制备方法制备的高强高弹耐折弯铜合金作为电器连接用零部件合金的应用。

[0068] 在本发明中，所述应用优选为将所述高强高弹耐折弯铜合金直接进行加工，得到电器连接用零部件。本发明对所述加工没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的加工即
可。

[0069] 为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种高强高弹耐折弯铜合金及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限
定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中
的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，
都属于本发明保护的范围。

[0070] 实施例1

[0071] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V和余
量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0072] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1200℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块和铁块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹的镁
块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保温
8min后于1200℃下静置7min，得到合金熔液；

[0073] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1150℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为450℃，得到合金带材；

[0074] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行4道次的中轧，中轧总变形率为60％，得到中轧带材；将所得中轧带材在400℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行4道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为65％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于350℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行1道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
20％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0075] 实施例2

[0076] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块和铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0077] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1210℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块和铁块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹的镁块
和铜钛中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保温8min后于1205℃下
静置8min，得到合金熔液；

[0078] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1160℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为460℃，得到合金带材；

[0079] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行5道次的中轧，中轧总变形率为70％，得到中轧带材；将所得中轧带材在450℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行5道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为70％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于400℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行1道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
30％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0080] 实施例3

[0081] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块和钴块；合金元素配比见表1。

[0082] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1220℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保温8min后于1232℃下静置7min，
得到合金熔液；

[0083] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1170℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为470℃，得到合金带材；

[0084] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行5道次的中轧，中轧总变形率为80％，得到中轧带材；将所得中轧带材在500℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行5道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为75％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于450℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行2道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
40％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0085] 实施例4

[0086] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V
和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0087] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1230℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1245℃下静置8min，得到合金熔液；

[0088] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1180℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为480℃，得到合金带材；

[0089] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行4道次的中轧，中轧总变形率为65％，得到中轧带材；将所得中轧带材在550℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行5道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为80％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于500℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行2道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
50％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0090] 实施例5

[0091] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V
和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0092] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1240℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1208℃下静置7min，得到合金熔液；

[0093] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1150℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为455℃，得到合金带材；

[0094] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行5道次的中轧，中轧总变形率为68％，得到中轧带材；将所得中轧带材在600℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行6道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为85％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于550℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行3道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
60％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0095] 实施例6

[0096] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V
和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0097] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1250℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1235℃下静置8min，得到合金熔液；

[0098] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1165℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为465℃，得到合金带材；

[0099] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行5道次的中轧，中轧总变形率为72％，得到中轧带材；将所得中轧带材在650℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行4道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为68％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于450℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行1道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
30％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0100] 实施例7

[0101] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V
和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0102] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1260℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1241℃下静置7min，得到合金熔液；

[0103] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1175℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为475℃，得到合金带材；

[0104] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行5道次的中轧，中轧总变形率为75％，得到中轧带材；将所得中轧带材在480℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行5道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为78％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于480℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行2道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
45％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0105] 实施例8

[0106] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V
和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0107] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1270℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1235℃下静置8min，得到合金熔液；

[0108] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1165℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为464℃，得到合金带材；

[0109] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行5道次的中轧，中轧总变形率为73％，得到中轧带材；将所得中轧带材在530℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行6道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为82％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于530℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行3道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
46％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0110] 实施例9

[0111] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V
和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0112] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1280℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1240℃下静置7min，得到合金熔液；

[0113] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1168℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为472℃，得到合金带材；

[0114] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行7道次的中轧，中轧总变形率为80％，得到中轧带材；将所得中轧带材在560℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行5道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为77％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于490℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行3道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
56％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0115] 实施例10

[0116] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V
和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0117] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1290℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1230℃下静置8min，得到合金熔液；

[0118] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1162℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为456℃，得到合金带材；

[0119] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行4道次的中轧，中轧总变形率为65％，得到中轧带材；将所得中轧带材在620℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行6道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为83％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于510℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行1道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
22％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0120] 对本实施例所得高强高弹耐折弯铜合金进行光学显微观察，所得光学显微图见图1。由图1可见，高强高弹耐折弯铜合金未发现有裂纹。

[0121] 实施例11

[0122] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0123] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1300℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块和铁块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹的镁块
和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保温8min后于1237℃下
静置7min，得到合金熔液；

[0124] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1158℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为454℃，得到合金带材；

[0125] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行5道次的中轧，中轧总变形率为75％，得到中轧带材；将所得中轧带材在470℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行5道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为77％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于430℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行1道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
34％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0126] 实施例12

[0127] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、锡块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的Ti
和余量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0128] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1250℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1234℃下静置8min，得到合金熔液；

[0129] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1166℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为465℃，得到合金带材；

[0130] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行5道次的中轧，中轧总变形率为75％，得到中轧带材；将所得中轧带材在400℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行4道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为65％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于360℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行2道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
46％，得到所述高强高弹耐折弯铜合金。

[0131] 对比例1

[0132] 原料合金为：铜块、铜箔、镍块、铁块、磷单质、镁块、铅块、锌块、钴块、铜钛中间合金(元素组成为1.0wt.％的Ti和余量的Cu)和铜钒中间合金(元素组成为4.0wt.％的V和余
量的Cu)；合金元素配比见表1。

[0133] 制备方法：将铜块置于非真空感应电炉中，于1280℃熔化为铜液，向铜液中加入镍块、铁块和钴块，熔化后加入单质磷，加覆盖剂木炭粉后，向所得熔炼体系中加入铜箔包裹
的镁块、铜钛中间合金和铜钒中间合金，出炉前加入铜箔包裹的锡块和铜箔包裹的铅块，保
温8min后于1240℃下静置7min，得到合金熔液；

[0134] 得到合金熔液后，将所得合金熔液于1168℃进行拉铸，拉铸中合金带材出结晶器出口20cm处的温度为472℃，得到合金带材；

[0135] 将所得合金带材的两面均进行铣面，铣面中单面铣除厚度为0.3mm，将所得铣面带材在室温下进行7道次的初轧，初轧总变形率为85％，得到初轧带材；将所得初轧带材在室
温下进行7道次的中轧，中轧总变形率为80％，得到中轧带材；将所得中轧带材在560℃的加
热炉中保温5h进行第一退火，随炉冷却，将所得的第一退火带材进行切边，单侧切边宽度为
2mm，然后在室温下进行5道次的第一冷精轧，第一冷精轧总变形率为77％，得到第一冷精轧
带材；将所得第一冷精轧带材于490℃加热炉中保温6h进行第二退火，随炉冷却，得到第二
退火带材；将所得第二退火带材在室温下进行3道次的第二冷精轧，第二冷精轧总变形率为
56％，得到铜合金。

[0136] 表1 实施例1～12和对比例1的合金元素组成(wt.％)

[0137]

[0138]

[0139] 注：表1中的“/”表示无此元素。

[0140] 按照GB/T 34505‑2017《铜及铜合金材料室温拉伸试验方法》，对实施例1～12所得高强高弹耐折弯铜合金和对比例1所得的铜合金进行力学性能测试；按照GB/T 232‑2010
《金属材料弯曲试验方法》，对实施例1～12所得高强高弹耐折弯铜合金和对比例1所得的铜
合金进行折弯性能测试；按照YS/T 478‑2005《铜及铜合金导电率涡流检测方法》，对实施例
1～12所得高强高弹耐折弯铜合金和对比例1所得的铜合金进行电导率测试；对实施例1～
12所得高强高弹耐折弯铜合金和对比例1所得的铜合金中针状析出相的平均尺寸进行测
量，测量方法为：取平行于铜合金带材轧制方向的截面进行镶嵌、抛光处理，以25μm×40μm
为基本矩形单位，利用光学显微镜对材料进行组织观察；选取10个不同区域内进行统计计
算，最后取其平均值作为针状析出相平均尺寸数值。以上测试结果和测量结果见表2。

[0141] 表2 实施例1～12所得高强高弹耐折弯铜合金性能测试结果

[0142]

[0143]

[0144] 由表2可见，本发明提供的高强高弹耐折弯铜合金抗拉强度为280～680MPa，延伸率为3～40％，弹性模量为108～113GPa，力学性能优良；电导率为30～35％IACS，导电性优
良；在R/T为2、折弯90°和R/T为0.5、折弯180°时均无断裂，耐折弯性能优良。

[0145] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。