一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电弹性Cu‑Ti‑Mg合金，按质量百分比由以下组分组成：Cu93‑97％、Ti2‑4％和Mg1‑3％，以上各组分质量百分比之和为100％。本发明专利技术还公开了一种导电弹性Cu‑Ti‑Mg合金的制备方法，该合金采用纯度不小于99.9％的T2铜、铜镁中间合金和海绵钛为原料，在真空感应熔炼炉内进行熔炼、浇注，去除表面杂质，进行均匀化处理，在一定温度下进行固溶处理，随后对合金进行冷轧和时效处理，随炉冷却，即可获得新型高性能弹性铜合金。通过上述方法，与现有弹性铜合金制备相比较，本发明专利技术的制备方法简单可行，合金组织更加均匀，降低了钛在铜基体的固溶度，获得了综合性能优异的导电弹性Cu‑Ti‑Mg合金。

【技术实现步骤摘要】
一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金及其制备方法
本专利技术属于金属材料
，具体涉及一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金，本专利技术还涉及该导电弹性合金的制备方法。
技术介绍
铜合金因其优异的导电、导热性，较高的强度、弹性模量等性能，广泛应用于高端导电弹性元器件领域。最具代表性的Cu-Be合金拥有良好的力学性能和电导率，但铍的氧化物和粉尘颗粒等有毒物质对人体健康和环境造成危害。Cu-Ti合金具有生产工艺简单，较高的强度和硬度，良好的耐磨性、耐蚀性和高温抗应力松弛等优点，但存在Ti原子在铜基体的固溶导致导电率不高的缺点。因此，开发一种新型环保电学和力学综合性能良好的弹性铜合金具有重要的工程意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金，解决了现有Cu-Ti-Mg合金材料无法实现导电率高和强度高同时兼备的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金的制备方法。本专利技术所采用的第一种技术方案是，一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金，包括Cu、Ti和Mg三种组分，Cu、Ti和Mg的质量百分比分别为93-97％、2-4％、1-3％，以上组分质量百分比之和为100％。本专利技术所采用的第二种技术方案是，一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金的制备方法，具体步骤如下：步骤1，按质量百分比称取以下材料：T2铜80-85％、含15％Mg的铜镁合金13-15％、海绵钛2-5％，以上各组分质量百分比之和为100％；步骤2，将T2铜、海绵钛和铜镁合金放入镁砂坩埚中，在真空感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后放入水冷铜坩埚中浇注，得到合金铸锭；步骤3，将合金铸锭放入开启式真空-气氛管式炉中，通入保护气体，先进行均匀化处理，随后进行固溶处理，固溶处理完成后取出，再进行水淬处理，即得到固溶处理后的合金铸锭；步骤4，将固溶处理后的合金铸锭放在冷轧机上进行冷轧，得到轧制后Cu-Ti-Mg合金材料；步骤5，将轧制后Cu-Ti-Mg合金置入开启式真空-气氛管式炉中，从室温以10℃/min的升温速度升至350-550℃，随后在该温度下保温2-8小时，保护气氛为氩气，保温结束后随炉自然冷却至室温。本专利技术的特点还在于，步骤1的T2铜纯度不小于99.9％，镁含量为15％的铜镁中间合金，海绵钛纯度不小于99.9％。步骤2的熔炼真空度为不小于10-3Pa。步骤3的均匀化处理温度为750-850℃，保温时间为9-12小时；固溶处理温度为600-800℃，保温3-6小时，水淬水温为20-30℃。步骤4的冷轧是在室温下控制压下量，进行多道次轧制。步骤5的从室温以10℃/min的升温速度升至350-550℃，随后在该温度下保温2-8小时，保温结束后随炉自然冷却至室温。本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金的制备方法，通过采用形变和热处理相结合的方法，改善了Cu-Ti-Mg合金组织的均匀性，提高了Cu-Ti-Mg合金的电导率、硬度、强度和耐磨损性能，使Cu-Ti-Mg合金具有优良的综合性能。附图说明图1是本专利技术一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金制备流程图；图2是本专利技术一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金显微组织照片。具体实施方式本专利技术提供的一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金，按质量百分比由以下组分组成：Cu93-97％、Ti2-4％、Mg1-3％，以上各组分质量百分比之和为100％。本专利技术提供的一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金的制备方法具体流程如图1所示，具体操作步骤如下：步骤1，按质量百分比称取以下材料：纯度不小于99.9％的T2铜80-85％、纯度不小于99.9％的铜镁合金13-15％、纯度不小于99.9％的海绵钛2-5％，以上各组分质量百分比之和为100％，其中铜镁合金中镁的质量占比为10-20％。步骤2，将T2铜、海绵钛和铜镁合金放入镁砂坩埚中，在真空感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼真空度不小于10-3Pa，熔炼完成后浇注到水冷铜坩埚中，得到合金铸锭；步骤3，将合金铸锭表面去除杂质、清理干净，放入开启式真空-气氛管式炉中依次进行均匀化处理和固溶处理，通入氩气，均匀化处理温度为750-850℃，保温时间为9-12小时；固溶处理温度为600-800℃，保温3-6小时；固溶处理完成后再进行水淬处理，水淬水温为20-30℃，即得到固溶处理后的合金铸锭；步骤4，将固溶处理后的合金铸锭放在冷轧机上，在室温下控制压下量，进行多道次轧制后得到轧制块体；步骤5，随后将轧制块体置入开启式真空-气氛管式炉中，通入氩气，以10℃/min的升温速率升温至350-550℃，保温2-8小时，保温结束后随炉自然冷却至室温。下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1步骤1，称取以下材料：纯度不小于99.9％的T2铜80kg、纯度不小于99.9％的铜镁合金15kg、纯度不小于99.9％的海绵钛5kg；其中铜镁合金中镁的质量占比为10％；步骤2，将所述T2铜、海绵钛和铜镁合金放入镁砂坩埚中，在真空感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼真空度为0.3×10-3Pa，熔炼完成后浇注到水冷铜坩埚中，得到合金铸锭；步骤3，将所述合金铸锭表面去除杂质、清理干净，放入开启式真空-气氛管式炉中依次进行均匀化处理和固溶处理，通入氩气，均匀化处理温度为750℃，保温时间为9小时；固溶处理温度为600℃，保温3小时；固溶处理完成后再进行水淬处理，水淬水温为20℃，得到过饱和固溶体；步骤4，将所述固溶处理后的合金铸锭放在冷轧机上，在室温下控制压下量，进行多道次轧制后得到轧制块体；步骤5，将所述轧制块体置入开启式真空-气氛管式炉中，通入氩气，以10℃/min的升温速率升温至350℃，保温2小时，保温结束后随炉自然冷却至室温。实施例2步骤1，称取以下材料：纯度不小于99.9％的T2铜85kg、纯度不小于99.9％的铜镁合金13kg、纯度不小于99.9％的海绵钛2kg；其中铜镁合金中镁的质量占比为20％；步骤2，将所述T2铜、海绵钛和铜镁合金放入镁砂坩埚中，在真空感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼真空度0.5×10-3Pa，熔炼完成后浇注到水冷铜坩埚中，得到合金铸锭；步骤3，将所述合金铸锭表面去除杂质、清理干净，放入开启式真空-气氛管式炉中依次进行均匀化处理和固溶处理，通入氩气，均匀化处理温度为850℃，保温时间为12小时；固溶处理温度为800℃，保温6小时；固溶处理完成后再进行水淬处理，水淬水温为30℃，得到固溶处理后的合金铸锭；步骤4，将所述固溶处理后的合金铸锭放在冷轧机上，在室温下控制压下量，进行多道次轧制后得到轧制块体；步骤5，将所述轧制块体置入开启式真空-气氛管式炉中，通入氩气，以10℃/min的升温速率升温至550℃，保温8小时，保温结束后随炉自然冷却至室温。实施例3步骤1，称取以下材料：纯度不小于99.9％的T2铜83kg、纯度不小于99.9％的铜镁合金14kg、纯度不小于99.9％的海绵钛3kg；其中铜镁合金中镁的质量占比为15％；步骤2，将所述T2铜、海绵钛和铜镁合金放入镁砂坩埚中，在真空感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼真空度0.8×10-3Pa，熔炼完成后浇注到水冷铜坩埚中，得到合金铸锭；步骤3，将所述合金铸锭表面去除杂质、清理干净，放入开启式真空-气氛管式炉中依次进行均匀化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电弹性Cu‑Ti‑Mg合金，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：Cu 93‑97％、Ti 2‑4％和Mg 1‑3％，以上各组分质量百分比之和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：Cu93-97％、Ti2-4％和Mg1-3％，以上各组分质量百分比之和为100％。2.一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：步骤1，按质量百分比称取以下材料：T2铜80-85％、含15％Mg的铜镁合金13-15％、海绵钛2-5％，以上各组分质量百分比之和为100％；步骤2，将所述T2铜、海绵钛和铜镁合金放入镁砂坩埚中，在真空感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后浇注到水冷铜坩埚中，得到合金铸锭；步骤3，将合金铸锭放入开启式真空-气氛管式炉中，通入保护气体，先进行均匀化处理，随后进行固溶处理，固溶处理完成后取出，再进行水淬处理，即得到固溶处理后的合金铸锭；步骤4，将所述固溶处理后的合金铸锭放在冷轧机上进行冷轧，得到轧制块体；步骤5，将所述轧制块体置入开启式真空-气氛管式炉中，通入保护气体，升温至350-550℃，保温2-8小时，保温结束后随炉自然冷却至室温。3.根据权利要求2所述的一种导电弹性Cu-Ti-Mg合金的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王献辉，李聪，刘佳，冉倩妮，张会，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61