钴基高弹性合金及其制造方法,由该合金制成的超薄带材及其制造方法技术

一种钴基高弹性合金，其化学成分（按％重量计）如下：Ｃｏ：３８～４２％，Ｎｉ：１４～１７％，Ｃｒ：１８～２２％，Ｍｏ：３～７％，Ｗ：４．０～６．５％，Ｓｉ＜１．０％，Ｍｎ＜２．５％，Ｎｂ＜１．０％，Ｚｒ≤０．５％，Ｂ＜０．１％，Ｃ＜０．１２％，Ｓ＜０．００４％，Ｐ＜０．０２％，余量Ｆｅ。

【技术实现步骤摘要】
,由该合金制成的超薄带材及其制造方法
本专利技术涉及一种高弹性合金及其制造方法，由该合金制成的带材及其制 造方法，具体说是、该合金制成的薄带及其 制造方法。
技术介绍
弹性合金按用途可分为一般用途的和特殊用途的两大类，本专利技术涉及 的弹性合金是一种具有特殊机械物理性能的金属功能材料，并属于该功能 材料中的高弹性合金，它们广泛用于制作航空航天、精密机械和精密仪器 仪表等中的弹性元件。高弹性合金应具有高的弹性模量、高的抗拉强度、 高的弹性极限，高的硬度，有时还要求耐腐蚀、耐高低温、无磁、导电性 等性能，目前应用的高弹性合金主要有铁基、铜基、镍基和钴基等几大类， 钴基高弹性合金是高弹性合金中综合性能最好的一种，具有优异高强硬 度、无磁、耐蚀等性能。表1本专利技术合金带桐〖与国外同类合金的性能比较<table>table see original document page 3</column></row><table>钴基高弹性合金是CoNiCrMoFe系合金，是通过固溶强化、冷加工强 化和时效强化等方式来提高合金的强韧性，这些强化方式与合金成分、加 工工艺技术及组织结构等有密切关系。由于该合金材料弹性好、强度高、加工硬化快、冷加工变形抗力大、 难加工且易碎边等，因而国内外现有技术生产的钴基高弹性合金带材厚度 均为0.05mm以上，合金材料的主要性能参见表1 。现有钴基高弹性合金带材主要成分为Co40Nil5Cr20Mo7Fe余，采用单 真空冶炼技术、带坯1100 118(TC固溶处理后，小于60%冷加工率及 400 50(TC时效热处理的加工工艺制造。钴基高弹性合金薄带的性能和加 工需要低的S、 P、 N2、 H2、 02等有害元素含量，要求S<0.004%,P<0.02%， H2、 O2<10PPm， N2<20PPm。现有的单真空冶炼不利于消除合金中的气 体和夹杂含量对合金薄带加工和性能的影响，其制备合金的N2、 H2、 02 气体含量除H2〈10PPm外，O2<20PPm， N2<50PPm，不能达到要求；带 坯组织中的夹杂物和沉淀相等在连续炉固溶处理时受温度和冷速影响难 以充分溶解，获得良好的单相固溶体，增加后续薄带冷加工的困难；冷加 工时的加工硬化速率快使得高强度薄带加工难且易碎边断带、板形控制难 等问题，这些技术难点的存在使得现有技术不能生产0.05mm厚以下的钴基高弹性合金带材。纯净的合金组织是解决上述技术难点的关键之一。解决钴基高弹性合金 超薄带材的性能和加工技术难点，即气体和夹杂含量对合金薄带加工和性 能的影响。查阅到钴基高弹性合金带材的相关资料文献如下，德国VAC公司 DURATHERM 600合金带材的厚度为0.1 3mm;法国IMPHY公司 PHYNOX合金带材的厚度为0.05~1.9mm;美国合金ASTM F 1058-02(AMS 5875C、 AMS 5876C)标准规定最薄带材的厚度为0.1 lmm;俄罗斯 rOCT14117 40KXHM标准规定带材厚度为0.1 2.0mm;我国YB/T5253弹 性元件用3J21技术标准规定带材厚度大于O.lmm。专利检索到JP 59169602是与本专利技术相关的钴基高弹性合金材料，该专利技术的钴基高弹性合 金是关于冷加工率90%以上的丝材；冷轧带材厚度为0.08 ~ 0.1 mm，宽度 仅为0.96~1.08 mm。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种钴基高弹性合金、由该合金制成的超薄带材及制造方法。在已有的高弹性CoNiCrMo系合金基础上，通过添加合金强 化、细化晶粒和强化合金组织等元素、采用真空熔炼加真空自耗双真空冶 炼工艺净化合金组织及独特的冷轧工艺等独有技术，解决合金冷加工变形 抗力大、超薄带材难加工且易碎边断带、板形控制难等技术难题，制造出 0.02 0.05mm士0.002mm厚度的高精度、高性能钴基高弹性超薄带材。表2本专利技术合金钢锭成分表(％Wt)<table>table see original document page 5</column></row><table>*Zr、 B元素含量是以配入量计。 本专利技术具体包括如下四部分内容 1.本专利技术提供的一种钴基高弹性合金，其化学成分(按％重量计)如下Co:38 42%，Ni:14~17%,Cr:18~22%， Mo:3~7%,W:4,0 6.5%,Si< 1.0%, Mn < 2.5%，Nb < 1.0%，Zr^0.5%,B < 0.1 %,C < 0.12%, S < 0 004%,P< 0.02%;余Fe。本专利技术的合金化学成分配方实例见表2。这是在Co40Nil5Cr20Mo7Fe余钴基高弹性合金的基础上调整合金强化、 细化晶粒和强化合金组织等元素形成的；Co、 Ni 、 Cr是形成钴基无磁弹 性合金的基本元素；Mo是本合金的固溶强化元素，添加W部分替代Mo， 既降低成本，又与Mo共同形成更好的固溶强化和沉淀强化(M23C6)效 果，W+Mo<10%;添加细化晶粒的Nb、 Zr、 B元素、改善合金加工性能、 强化合金组织，B还能强化晶界；控制极低S、 P等杂质含量，有利于组 织纯净、大大改善加工性能、提高合金的强韧性。添加Nb、 Zr、 B元素和 控制极低S、 P等杂质含量可以在原有固溶强化和沉淀强化的基础上增加 细化晶粒的组织强化和晶界强化。2、本专利技术还提供该钴基高弹性合金的制造方法。采用真空熔炼加真空 自耗熔炼双真空冶炼工艺。合金采用真空炉冶炼，熔炼的合金经精炼后浇 注成自耗用的电极圆棒，去帽口剥皮后采用真空自耗炉冶炼成钢锭。S、 P 可以通过选择合适的原材料来控制其含量。在主成份Co, Ni, Cr, Mo， W， Fe 完全熔化、精炼后，Ar保护下加入Si、 Mn、 Nb、 Zr、 B等元素。3、 本专利技术还提供的一种包含上述成分的钴基高弹性合金超薄带材，带 材厚度为0.02~0.05mm。4、 上述钴基高弹性合金超薄带材的制造方法，对包括上述合金成分的 钢锭去帽口剥皮后，采用热锻轧加工、表面处理、多次冷轧和中间退火开 坯；成品坯料固溶处理后，采用一定的冷加工工艺技术、冷轧成薄带；最 后在还原性气氛或高真空中通过时效热处理来提高薄带性能，最终制造出 0.02 0.05mm士0.002mm厚度的高精度、高性能钴基高弹性超薄带材。具 体制造步骤如下第一步冷轧坯料准备自耗钢锭剥皮后经热锻、热轧、坯料表面处理，多次冷轧开坯和在还6原性气氛保护下连续炉中间退火后，在多辊机上冷轧加工到所需厚度的成 品冷轧坯料。坯料表面处理工序可以是酸洗和表面抛光，冷轧开坯的中间 退火温度可以是IIO(TC; 第二步固溶处理成品冷轧坯料在还原性气氛保护下1100 115(TC连续炉进行固溶处理；第三步冷加工工艺技术固溶处理后的带坯冷变形总量为65% 80% (而现有技术中是小于 60%的冷加工变形量)，先大变形量后小变形量，采用多棍轧机经多个冷 轧道次冷轧出所需厚度的成品薄带。例如不是将总冷加工变形量均匀的分 配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钴基高弹性合金，其化学成分（按％重量计）如下：Ｃｏ：３８～４２％，Ｎｉ：１４～１７％，Ｃｒ：１８～２２％，Ｍｏ：３～７％，Ｗ：４．０～６．５％，Ｓｉ＜１．０％，Ｍｎ＜２．５％，Ｎｂ＜１．０％，Ｚｒ≤０．５％，Ｂ＜０．１％，Ｃ＜０．１２％，Ｓ＜０．００４％，Ｐ＜０．０２％，余量Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张甫飞，王明海，黄剑，胡弘剑，徐恒，杨桦，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31