《超細晶錫青銅合金帶箔材》編制說明（討論稿）寧波博威合金板帶有限公司2024年10月《超細晶錫青銅合金帶箔材》編制說明（討論稿）一、工作簡況1.1任務來源根據(jù)《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于印發(fā)202x年第x批行業(yè)標準制修訂和外文版項目計劃的通知》（工信廳科〔202x〕xx號）文件，《超細晶錫青銅合金帶箔材》行業(yè)標準（計劃號202x-xxxxT-YS），由寧波博威合金板帶有限公司、安徽楚江高精銅帶有限公司、中鋁洛陽銅加工有限公司、浙江惟精新材料股份有限公司，完成年限為202x年。本文件立項名稱為《超細晶錫青銅合金帶箔材》，規(guī)定了超細晶錫青銅帶箔材（以下簡稱帶箔材）的分類和標記、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存、隨行文件及訂貨單內(nèi)容。本文件制造連接器、開關(guān)、繼電器等行業(yè)用超細晶錫青銅帶箔材。1.2立項目的和意義《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，到2025年，原材料工業(yè)保障和引領(lǐng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的能力明顯增強；增加值增速保持合理水平，在制造業(yè)中比重基本穩(wěn)定；新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)提升，占原材料工業(yè)比重明顯提高。錫青銅具有高的強度，優(yōu)良的彈性、耐磨耐蝕、抗磁、易釬焊、電鍍及良好的冷加工性能，常規(guī)的錫青銅帶箔材作為國內(nèi)第二代銅及銅合金帶箔材，被廣泛地應用于各類接插件、連接器、端子、觸點、膜片和彈簧等元器件，是目前應用最廣泛的彈性材料。常規(guī)的錫青銅帶箔材，其晶粒尺寸通常在8~30μm，且存在晶粒尺寸不均勻的現(xiàn)象，導致其強度、韌性無法滿足國防等高端應用的需要。本標準規(guī)定的超細晶錫青銅，經(jīng)過特殊的生產(chǎn)工藝，晶粒尺寸為1~3μm，遠低于常規(guī)的錫青銅。所謂細晶強化，是指通過晶粒粒度的細化來提高金屬的強度，多晶體金屬的晶粒邊界通常是大角度晶界，相鄰的不同取向的晶粒受力產(chǎn)生塑性變形時，部分施密特因子大的晶粒內(nèi)位錯源先開動，并沿一定晶面產(chǎn)生滑移和增殖?；浦辆Ы缜暗奈诲e被晶界阻擋。這樣一個晶粒的塑性變形就無法直接傳播到相鄰的晶粒中去，且造成塑變晶粒內(nèi)位錯塞積。在外力作用下，晶界上的位錯塞積產(chǎn)生一個應力場，可以作為激活相鄰晶粒內(nèi)位錯源開動的驅(qū)動力。同時，相比常規(guī)的錫青銅帶箔材，在相同的狀態(tài)下，超細晶錫青銅帶箔材有以下優(yōu)點：1）因其更高的強度及彈性可在客戶端設計時保持其成型能力，利于產(chǎn)品輕薄化設計；2）彎曲性能更加優(yōu)異，其鍍錫后彎曲不會有橘皮；3）疲勞強度更高，在使用過程接觸應力更加穩(wěn)定，避免接觸不良導致的電流或信號傳輸?shù)闹袛?。通常情況下，疲勞強度約為抗拉強度值的1/3。對于該類超細晶帶箔材，疲勞強度可以提高到抗拉強度的1/2。目前國內(nèi)的常規(guī)錫青銅帶材的生產(chǎn)水平已與國際先進水平無明顯差別，中低端市場已實現(xiàn)全面量產(chǎn)甚至出口，但晶粒尺寸為1~3μm的超細晶帶材及箔材，與維蘭德、日礦等國際頂尖企業(yè)仍存在較大差距，高端產(chǎn)品需要進口替代以代替國內(nèi)生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，2021年，錫青銅帶箔材產(chǎn)量約26萬噸，同比增長18.2%；國內(nèi)超細晶錫青銅帶箔材用量約為5萬噸/年，且在穩(wěn)步上升，目前高彈性要求的連接器、開關(guān)、繼電器領(lǐng)域中約80%左右的超細晶錫青銅依賴于進口?！冻毦уa青銅帶箔材》標準的制定，可規(guī)范高彈性要求的連接器、開關(guān)、繼電器等行業(yè)的銅合金帶箔材的選材，為實現(xiàn)超細晶錫青銅帶箔材的進口替代，解決卡脖子問題提供技術(shù)支撐。1.3主要參加單位和工作成員所作的工作本標準的負責起草單位寧波博威合金板帶有限公司（簡稱：博威板帶）創(chuàng)建于1993年，2011年1月博威合金在上交所主板上市（股票代碼：601137）。經(jīng)過近30年快速健康發(fā)展，在全球擁有中國、德國、加拿大、越南等九大專業(yè)化制造基地，成為集新材料、新能源等產(chǎn)業(yè)于一體的科技型、國際化公司。博威是“創(chuàng)新型企業(yè)”、“國家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)”，擁有“國家認定企業(yè)技術(shù)中心”、“國家博士后科研工作站”、“國家認可實驗室”、“國家地方聯(lián)合工程研究中心”研發(fā)創(chuàng)新平臺，是“高新技術(shù)企業(yè)”、國際有色金屬加工協(xié)會（IWCC）技術(shù)委員會委員。2019年與全球咨詢公司——埃森哲全面合作，開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推進數(shù)字化營銷、數(shù)字化研發(fā)、數(shù)字化制造、數(shù)字化供應鏈、數(shù)字化服務等項目建設，全面打造數(shù)字化生態(tài)圈，建立具有持續(xù)創(chuàng)新能力的自進化型的數(shù)字化企業(yè)。博威站在科技前沿，積極開展市場研究和產(chǎn)品研發(fā)，近年來完成新材料創(chuàng)新項目50多項，擁有185件發(fā)明專利，主導或參與制訂標準制定，為客戶創(chuàng)造價值，推動時代進步。標準的主要起草人工作分工如下：表1標準編制組成員及職責序號起草人姓名職責及分工1.4主要工作過程1.4.1預研階段根據(jù)客戶市場端的需求，寧波博威合金板帶有限公司自2015年起開始對超細晶錫青銅帶箔材的綜合性能優(yōu)異的銅合金進行立項研究，滿足連接器、開關(guān)、繼電器等行業(yè)的發(fā)展需求。1.4.2標準立項標準項目于2022年11月廈門會議上提交全體委員會議討論、申請立項，并與20xx年x月下達標準計劃。二、編制原則本標準起草單位自接受起草任務后，成立了本標準編制工作組負責收集該測試方法的相關(guān)信息。確定了《超細晶錫青銅帶箔材》標準起草所遵循的基本原則和編制依據(jù)：1）查閱相關(guān)標準和國內(nèi)外客戶的相關(guān)技術(shù)要求；2）根據(jù)國內(nèi)銅及銅合金板帶材生產(chǎn)企業(yè)具體情況，力求做到標準的合理性與實用性；3）完全按照GB/T1.1和有色加工產(chǎn)品標準和國家標準編寫示例的要求進行格式和結(jié)構(gòu)編寫。三、標準主要技術(shù)內(nèi)容的確定依據(jù)及主要試驗和驗證情況分析1標準題目與適用范圍本文件立項名稱為《超細晶錫青銅帶箔材》，規(guī)定了超細晶錫青銅帶箔材（以下簡稱帶箔材）分類和標記、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志、包裝、運輸、貯存、隨行文件和訂貨單等內(nèi)容。本文件適用于制造連接器、開關(guān)、繼電器的超細晶錫青銅銅合金帶箔材。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T351金屬材料電阻系數(shù)測量方法GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T5121（所有部分）銅及銅合金化學分析方法GB/T5231加工銅及銅合金牌號和化學成分GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T8888重有色金屬加工產(chǎn)品的包裝、標志、運輸、貯存和質(zhì)量證明書GB/T26303.3銅及銅合金加工材外形尺寸檢測方法第3部分：板帶材GB/T32791銅及銅合金導電率渦流測試方法GB/T34505銅及銅合金材料室溫拉伸試驗方法YS/T347銅及銅合金平均晶粒度測定方法YS/T482銅及銅合金分析方法光電發(fā)射光譜法YS/T483銅及銅合金分析方法X射線熒光光譜法(波長色散型)YS/T668銅及銅合金理化檢測取樣方法YS/Txxxx銅及銅合金帶箔材彎曲試驗方法3要求3.1產(chǎn)品分類產(chǎn)品分類是對超細晶錫青銅帶箔材的牌號、代號、狀態(tài)、規(guī)格和規(guī)定同時規(guī)定了產(chǎn)品標記方法。相關(guān)情況分別說明如下：本標準根據(jù)我國超細晶錫青銅帶箔材應用的實際情況，選取了QSn4-0.3、QSn6-0.2、QSn8-0.3、QSn10-0.2共4個牌號；1）根據(jù)GB/T29094-2012及客戶實際使用情況，確定該4個牌號的訂貨狀態(tài)；2）規(guī)格范圍：本標準根據(jù)超細晶錫青銅帶箔材的要求，及實際生產(chǎn)控制水平和目前客戶的使用要求，規(guī)定了帶箔材的厚度（0.080～0.400）、寬度（8.500～850.000）；3）產(chǎn)品標記方法：按照GB/T1.1-2009的規(guī)定，標準中分別給出了帶材、箔材的典型標記示例。3.2化學成分本標準中的牌號都是來自GB/T5231《加工銅及銅合金牌號和化學成分》中的牌號，化學成分應符合GB/T5231的規(guī)定。3.3尺寸及尺寸允許偏差3.3.1尺寸及尺寸允許偏差對每一批產(chǎn)品，企業(yè)都要在出廠前對產(chǎn)品的外形尺寸進行嚴格的抽樣檢測。本標準尺寸及尺寸允許偏差根據(jù)超細晶錫青銅帶箔材的要求制定的。部分帶箔材規(guī)格段產(chǎn)品規(guī)格實際偏差如表2、表3所示：表2厚度的尺寸及其實測偏差牌號規(guī)格mm實測偏差普通級（mm）高精級（mm）QSn4-0.3、QSn6-0.2、QSn8-0.3、QSn10-0.20.080～0.150-0.004～0.005-0.003～0.003＞0.150～0.200-0.007～0.007-0.003～0.004＞0.200～0.300-0.008～0.009-0.005～0.004＞0.300～0.400-0.013～0.014-0.007～0.007表3寬度的尺寸及其實測偏差牌號規(guī)格mm實測偏差mmQSn4-0.3、QSn6-0.2、QSn8-0.3、QSn10-0.28.5～100-0.04～0.05＞100～300-0.07～0.06＞300～600-0.09～0.08＞600～850-0.14～0.153.3.2側(cè)邊彎曲度帶箔材的側(cè)邊彎曲度應符合表4的規(guī)定。表4側(cè)邊彎曲度寬度mm側(cè)邊彎曲度mm/m不大于8.50～50.002.5＞50.00～100.002.0＞100.00～200.001.5＞300.00～850.001.03.3.3邊緣毛刺帶箔材的邊緣毛刺應符合表5的規(guī)定。表5邊緣毛刺單位為毫米厚度邊緣毛刺不大于0.080～0.4000.033.3.4扭曲度帶箔材的扭曲度應符合表6的規(guī)定。表6扭曲度寬度mm扭曲度（°）不大于普通級高精級8.50～30.003010＞30.00～850.002053.3.5平整度參考其他相關(guān)銅合金帶箔材標準的平整度，平整度應不大于0.5mm。3.3.6力學性能材料的力學性能按照GB/T4340.1《金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法》及GB/T34505-2017《銅及銅合金材料室溫拉伸試驗方法》進行檢驗，并符合下表的規(guī)定。表7帶箔材的力學性能牌號狀態(tài)拉伸試驗硬度試驗抗拉強度（Rm）MPa規(guī)定塑性延伸強度（Rp0.2）MPa斷后伸長率（A50mm）%維氏硬度HVQSn4-0.3H06580～680≥530≥13170～230H08660～760≥630≥7180～240H10700～800≥690≥3190～250QSn6-0.2H04550～650≥500≥16170～230H06670～780≥660≥7200～260QSn8-0.3H04590～705≥540≥20185～235H06685～785≥650≥15210～260H08735～835≥700≥9230～270H10800～900≥775≥5250～290QSn10-0.2H04650～750580～690≥11200～240H06750～850650～790≥9230～270H08850～950780～920≥5250～290H10950～1050900～1030≥1270～310H121000～1200950～1190-≥2903.3.7彎曲性能彎曲性能是描述帶箔材沖壓性能的重要指標，按照YS/Txxxx-2024《銅及銅合金帶箔材彎曲試驗方法》進行試驗，彎曲試驗條件見下表，試驗后彎曲外不應有肉眼可見的裂紋。表8彎曲試驗牌號狀態(tài)最大彎曲內(nèi)側(cè)半徑（90°）垂直于軋制方向（GW）平行于軋制方向（BW）QSn4-0.3H060×t0×tH080.5×t2.5×tH101.0×t4.0×tQSn6-0.2H040×t0×tH061.0×t2.0×tQSn8-0.3H040×t0×tH060×t0.5×tH080×t2.0×tH101.0×t4.0×tQSn10-0.2H04--H060×t0×tH080.5×t1.0×tH102.0×t3.0×tH124.0×t-3.3.8電性能電性能是衡量連接器材料導電能力的重要指標，采用GB/T351《金屬材料電阻系數(shù)測量方法》或GB/T32791《銅及銅合金導電率渦流測試方法》進行檢測，帶箔材的導電率應符合下表的規(guī)定，仲裁時用GB/T351《金屬材料電阻系數(shù)測量方法》進行檢測。表9線材的導電率牌號導電率（C20）%IACS不小于QSn4-0.319QSn6-0.214QSn8-0.312QSn10-0.293.3.9晶粒度晶粒度對材料的韌性、塑性變形、加工成型均有重要影響，帶箔材的晶粒度按照YS/T347《銅及銅合金平均晶粒度測定方法》進行檢驗，帶箔材應在軟化退火狀態(tài)下進行晶粒度測試，測試結(jié)果應為1～3μm。本標準規(guī)定的超細晶錫青銅，經(jīng)過特殊的生產(chǎn)工藝，晶粒尺寸遠低于常規(guī)的錫青銅。3.3.10表面質(zhì)量根據(jù)超細晶錫青銅帶箔材行業(yè)的要求，帶箔材的表面應光滑、清潔，不應有影響使用的缺陷。四、標準中涉及專利的情況無。五、達到的社會效益等情況項目的必要性闡述《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，到2025年，原材料工業(yè)保障和引領(lǐng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的能力明顯增強；增加值增速保持合理水平，在制造業(yè)中比重基本穩(wěn)定；新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)提升，占原材料工業(yè)比重明顯提高。錫青銅具有高的強度，優(yōu)良的彈性、耐磨耐蝕、抗磁、易釬焊、電鍍及良好的冷加工性能，常規(guī)的錫青銅帶箔材作為國內(nèi)第二代銅及銅合金帶箔材，被廣泛地應用于各類接插件、連接器、端子、觸點、膜片和彈簧等元器件，是目前應用最廣泛的彈性材料。常規(guī)的錫青銅帶箔材，其晶粒尺寸通常在8～30μm，且存在晶粒尺寸不均勻的現(xiàn)象，導致其強度、韌性無法滿足國防等高端應用的需要。本標準規(guī)定的超細晶錫青銅，經(jīng)過特殊的生產(chǎn)工藝，晶粒尺寸為1～3μm，遠低于常規(guī)的錫青銅。《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，到2025年，原材料工業(yè)保障和引領(lǐng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的能力明顯增強；增加值增速保持合理水平，在制造業(yè)中比重基本穩(wěn)定；新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)提升，占原材料工業(yè)比重明顯提高。錫青銅具有高的強度，優(yōu)良的彈性、耐磨耐蝕、抗磁、易釬焊、電鍍及良好的冷加工性能，常規(guī)的錫青銅帶箔材作為國內(nèi)第二代銅及銅合金帶箔材，被廣泛地應用于各類接插件、連接器、端子、觸點、膜片和彈簧等元器件，是目前應用最廣泛的彈性材料。常規(guī)的錫青銅帶箔材，其晶粒尺寸通常在8～30μm，且存在晶粒尺寸不均勻的現(xiàn)象，導致其強度、韌性無法滿足國防等高端應用的需要。本標準規(guī)定的超細晶青銅，經(jīng)過特殊的生產(chǎn)工藝，晶粒尺寸為1～3μm，遠低于常規(guī)的錫青銅。同時，相比常規(guī)的錫青銅帶箔材，在相同的狀態(tài)下，超細晶錫青銅帶箔材有以下優(yōu)點：1）因其更高的強度及彈性可在客戶端設計時保持其成型能力，利于產(chǎn)品輕薄化設計；2）彎曲性能更加優(yōu)異，其鍍錫后彎曲不會有橘皮；3）疲勞強度更高，在使用過程接觸應力更加穩(wěn)定，避免接觸不良導致的電流或信號傳輸?shù)闹袛?。通常情況下，疲勞強度約為抗拉強度值的1/3。對于該類超細晶帶箔材，疲勞強度可以提高到抗拉強度的1/2。目前國內(nèi)的常規(guī)錫青銅帶材的生產(chǎn)水平已與國際先進水平無明顯差別，中低端市場已實現(xiàn)全面量產(chǎn)甚至出口，但晶粒尺寸為1～3μm的超細晶帶材及箔材，與維蘭德、日礦等國際頂尖企業(yè)仍存在較大差距，高端產(chǎn)品需要進口替代以代替國內(nèi)生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，2021年，錫青銅帶箔材產(chǎn)量約26萬噸，同比增長18.2%；國內(nèi)超細晶錫青銅帶箔材用量約為5萬噸/年，且在穩(wěn)步上升，目前高彈性要求的連接器、開關(guān)、繼電器領(lǐng)域中約80%左右的超細晶錫青銅依賴于進口。《超細晶錫青銅帶箔材》標準的制定，可規(guī)范高彈性要求的連接器、開關(guān)、繼電器等行業(yè)的銅合金帶箔材的選材，為實現(xiàn)超細晶錫青銅帶箔材的進口替代，解決卡脖子問題提供技術(shù)支撐。項目的可行性闡述——企業(yè)技術(shù)儲備與技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)化情況、滿足用戶需求情況、市場規(guī)模；寧波博威合金材料股份有限公司是我國高精度、高性能銅合金線材研發(fā)制造領(lǐng)域龍頭企業(yè)，研發(fā)的系列高性能銅合金材料，成功應用于航空航天、5G通訊及新能源汽車等領(lǐng)域。先后承擔國家重點研發(fā)計劃和地方科技項目課題10余項，在國家“十三五”重點研發(fā)計劃項目的資助下，研發(fā)了系列接插件用高性能銅合金板帶材，獲有色金屬工業(yè)科學技術(shù)一等獎1項，課題結(jié)題驗收評價為優(yōu)秀。博威擁有國家認定企業(yè)技術(shù)中心、國家地方聯(lián)合工程研究中心、國家認可實驗室、國家級博士后科研工作站等平臺；其研發(fā)平臺配置了電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、SEM、EBSD、XRD、原子吸收分光光度計、碳硫分析儀等完整的理化、組織、摩擦磨損檢測儀器設備，完全能滿足本項目研發(fā)需求。在本標準立項前，博威合金聯(lián)合下游驗證客戶對該標準做了大量的驗證工作，積累了大量數(shù)據(jù)。——擬要解決的主要問題，相關(guān)標準情況，存在的問題，研制標準的意義。本標準的制定可解決電子元器件行業(yè)因選材不當導致的電流、信號傳輸不穩(wěn)定等問題，有利于供應鏈的自主可控。通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，國外美標ASTMB103/B103M-2015《StandardSpecificationfor-Phosphor-BronzePlate,Sheet,Strip,andRolledBar》(錫青銅厚板、薄板、帶材和軋制條材)及日標JISH3110-2018《錫青銅和鎳銀合金薄板、板材和帶材》、JISH3130-2018《彈簧用銅鈹合金、銅鈦合金、錫青銅、銅鎳錫合金和鎳銀薄板材、板材和帶材》標準中未對超細晶錫青銅的性能及晶粒度進行規(guī)定，但國外知名企業(yè)如維蘭德、日礦等公司，已開發(fā)相應產(chǎn)品滿足日益增長的高彈性性能要求。相對于常規(guī)的錫青銅帶箔材，相同狀態(tài)的超細晶錫青銅帶箔材有以下特點：1）強度更高，更利于客戶輕薄化設計；2）更優(yōu)異的彎曲性能；3）使用過程接觸應力更加穩(wěn)定，電流、信號傳輸更加穩(wěn)定。國內(nèi)GB/T34497-2017《端子連接器用銅及銅合金帶箔材》及GB/T26007-2017《彈性元件和接插件用銅合金帶箔材》為端子連接器、彈性元件、接插件等的通用標準，包含的錫青銅為普通錫青銅，在相同狀態(tài)下，與本標準規(guī)定的超細晶錫青銅的性能指標差異大(如力學性能、硬度、折彎性能、疲勞)等。GB/T34497-2017《端子連接器用銅及銅合金帶箔材》及GB/T26007-201