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微合金化铜合金失效专利 发明

技术内容

技术领域 本发明公开了一种微合金化铜合金,用于电源插头的插脚上,属于有色金属制备技术领域。 背景技术 电源插头是小型电器设备取得电源的一种常用装置,目前国内外常用的电源插头的圆插脚,一般都采用通体铜合金制成,随着铜和锌资源消耗日益增多,世界范围内都在积极研究更廉价的材料,来替代铜和锌合金材料。虽然目前已有人尝试采用深孔冲压铜合金带材,制取与电源插头圆插脚外形基本一致的薄壁外壳,其内部填充塑料作为内芯,从而降低铜和锌的资源消耗,制成的电源插头用于小电流用电设备;另一种是在薄壁外壳内部采用铝合金制成的内芯,与薄壁外壳配制成一体,同样可降低铜和锌的资源消耗,制成的电源插头用于较大电流的用电设备。现有的试验显示,通过上述方法可以明显使电源插头轻量化、减少铜和锌资源的消耗同时,其使用效果与通体铜合金圆插脚制成的电源插头基本一致。但现有铜合金带材在深孔冲压加工薄壁外壳时,其表面往往存在较多的裂纹、起皮、斑纹等缺陷,其符合要求的薄壁外壳成品率较低,因此经济性较差。另外,销往欧美市场的电源插头,为了提高其外观的美观程度,还需对薄壁外壳外表面电镀镍,如果薄壁外壳存在裂纹、起皮、斑纹等缺陷,电镀后会出现明显的色差或桔皮状缺陷,严重影响制品的美观,不仅会进一步降低成品率,而且不利于产品的销售。 发明内容 为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种微合金化铜合金,可制成铜合金带材用于深孔冲压,制取与电源插头圆插脚外形基本一致的薄壁外壳,可以减少薄壁外壳的裂纹、起皮、斑纹等缺陷,薄壁外壳经电镀镍后,表面光洁,其色差一致美观,可以大幅度提高薄壁外壳的成品率。 本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜62~68%,镍0.05~0.15%,镁0.001~0.01%,混合稀土Re 0~0.15%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种元素锡在整个合金中的含量≤0.05%。 作为优选,本发明微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜64~66%,镍0.08~0.12%,镁0.004~0.007%,混合稀土Re 0.08~0.12%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种元素锡在整个合金中的含量≤0.05%。 作为进一步优选,本发明微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜65%,镍0.1%,镁0.005%,混合稀土Re 0.1%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种元素锡在整个合金中的含量≤0.05%。 本发明进一步设置为:所述混合稀土Re是锌基铼系混合稀土。 本发明微合金化铜合金,在铜和锌的基础上添加微量的镍后,制成的均质铜合金带材在深孔冲压时,可明显降低薄壁外壳表面的开裂、起皮和皱纹缺陷,提高成品率,大量试验表明,当镍在整个合金中的质量百分比含量小于0.05%时,外壳表面还具有开裂、起皮和皱纹等缺陷,其效果不明显,当镍在整个合金中的质量百分比含量大于0.15%时,其改善薄壁外壳表面质量的效果不再明显提高,因此镍在整个合金中的质量百分比含量在0.05~0.15%之间为佳。 本发明微合金化铜合金,在添加微量镍元素的同时,再添加微量的镁,能进一步减少深孔冲压薄壁外壳的壁厚,最大限度降低铜合金的用量,并提高薄壁外壳高温抗氧化性能。大量试验表明,当镁在整个合金中的质量百分比含量小于0.001%时,其效果不明显,当镁在整个合金中的质量百分比含量大于0.01%时,则不利于合金的深孔冲压,因此镁在整个合金中的质量百分比含量在0.001~0.01%之间为佳。 本发明微合金化铜合金,在添加微量镍和镁元素的同时,再添加适量的混合稀土RE,可进一步稳定深孔冲压制取的薄壁外壳表面质量,提高成品率。大量试验表明,当混合稀土RE在整个合金中的质量百分比含量小于0.05%时,其效果不明显,当混合稀土RE在整个合金中的质量百分比含量大于0.15%时,其改善薄壁外壳表面质量和提高成品率的效果不再明显提高,因此混合稀土RE在整个合金中的质量百分比含量在0.05~0.15%之间为佳。 本发明微合金化铜合金,所述杂质元素控制如下:大量的试验表明,本发明中锡是有害杂质,含有过量锡的铜合金带材,经深孔冲压制取的薄壁外壳,存在出现不明显的开裂和皱纹等缺陷倾向,表面经电镀镍后则表现尤为明显,因此本发明合金中锡的质量百分比在整个合金中含量要≤0.05%,那么其它非必要杂质之和要≤0.25%,为了符合欧盟RoHS环保指令,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。 本发明微合金化铜合金,可制成均质铜合金带材用于深孔冲压,制取与电源插头圆插脚外形基本一致的薄壁外壳,可以提高表面光洁程度,降低裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观,且使用性能可满足正常使用要求。 具体实施方式 下面结合表1和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 实施例1:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜62%,镍0.05%,镁0.001%,混合稀土Re 0%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.2%,薄壁外壳表面光洁,没有明显的裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例2:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜65%,镍0.1%,镁0.005%,混合稀土Re 0%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.5%,薄壁外壳表面光洁,没有明显的裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例3:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜68%,镍0.15%,镁0.01%,混合稀土Re 0%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.3%,薄壁外壳表面光洁,没有明显的裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例4:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜64%,镍0.08%,镁0.004%,混合稀土Re 0%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.4%,薄壁外壳表面光洁,没有明显的裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例5:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜66%,镍0.12%,镁0.007%,混合稀土Re 0%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.4%,薄壁外壳表面光洁,没有明显的裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例6:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜62%,镍0.05%,镁0.001%,混合稀土Re 0.05%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。所述混合稀土Re是锌基铼系混合稀土。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.6%,薄壁外壳表面通体光洁,没有裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例7:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜65%,镍0.1%,镁0.005%,混合稀土Re 0.1%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。所述混合稀土是锌基铼系混合稀土。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.8%,薄壁外壳表面通体光洁,没有裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例8:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜68%,镍0.15%,镁0.01%,混合稀土Re 0.15%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。所述混合稀土是锌基铼系混合稀土。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.7%,薄壁外壳表面通体光洁,没有裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例9:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜64%,镍0.08%,镁0.004%,混合稀土Re 0.08%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。所述混合稀土是锌基铼系混合稀土。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.6%,薄壁外壳表面通体光洁,没有裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 实施例10:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜66%,镍0.12%,镁0.007%,混合稀土Re 0.12%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%,杂质中的其中一种有害元素锡在整个合金中的含量≤0.05%,其它非必要杂质之和≤0.25%,非必要杂质的其中一种元素铅的质量百分比含量≤0.05%,镉的质量百分比含量≤0.002%。所述混合稀土Re是锌基铼系混合稀土。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.4mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率99.6%,薄壁外壳表面通体光洁,没有裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。 对比例1:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜65%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.5mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率85.3%,薄壁外壳表面具有裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,美观度差。 对比例2:看表1,一种微合金化铜合金,按质量百分比其组成为:铜68%,余量为锌以及其它不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量≤0.3%。 按上述配比制成的铜合金,由该铜合金制成的均质铜合金带材厚度在0.6mm,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率90.1%,薄壁外壳表面具有裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,美观度差。 本发明从表1中可以看出,实施例1~10与对比例1~2相比,深孔冲压而成的薄壁外壳成品率、美观度都有明显区别,本发明可以明显提高表面光洁程度,降低裂纹、起皮、皱纹等缺陷,经表面电镀镍后,色泽一致,外形美观。