一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法及高性能铍铜合金技术

本发明专利技术提供了一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法及高性能铍铜合金，属于金属材料加工领域，包括如下步骤：(1)将合金原料进行熔炼，得到熔体；(2)将所述步骤(1)得到的熔体浇铸到处于机械振动的模具中，并保持机械振动至熔体完全凝固，得到铍铜合金铸锭；所述机械振动的幅度为1～4mm，机械振动的频率为25～75Hz；(3)将所述步骤(2)得到的铍铜合金铸锭依次进行固溶处理和分级时效处理，得到高性能铍铜合金；所述固溶处理的温度为920～950℃，固溶处理的时间为0.8～1.2h。本发明专利技术提供的方法不仅工艺简单、生产成本低廉、对熔炼设备要求较低，而且该方法制备得到的铍铜合金力学性能优异且导电性高。优异且导电性高。优异且导电性高。

【技术实现步骤摘要】
一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法及高性能铍铜合金


[0001]本专利技术涉及金属材料加工领域，具体涉及一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法及高性能铍铜合金。

技术介绍

[0002]铍铜合金是以铍为主加元素的铜基合金材料，其加工方法可锻、可铸，铍铜合金经淬火时效处理后具有高的强度、硬度和弹性极限，并且稳定性好，具有耐蚀、耐磨、耐疲劳、导电导热性好、受到冲击时不会产生火花等一系列优点，其综合性能居铜合金之首。然而，铍铜合金虽具有许多优良的性能，但其工序复杂，且在铸造情况下容易出现较多气孔、晶粒粗大且组织不均匀等严重问题，导致铸锭成品率低，性能难以获得较大提升，而且生产成本高。
[0003]目前，获得高性能铍铜合金材料的制备方法主要有合金化法、复合材料法和快速凝固法等。而机械振动作为一种简便有效的提高合金性能的方法，常用于铝合金、镁合金的制备，但是目前还鲜有采用该工艺制备可批量生产的高性能铜合金。这是由于机械振动能够使合金凝固时枝晶破碎、增加液相形核数量，容易使铍铜合金中作为第二相的形成元素铍随之形核析出，而铍铜合金主要是依靠时效热处理过程中铍的析出强化提高铍铜合金性能的，如果较多的铍元素过早地形成析出相容易使铍铜合金在后续热处理过程中晶粒粗化导致铍铜合金性能降低；而且即使可以通过固溶处理使得铸锭中的析出相重新溶解，但是固溶时间较长，不仅使得生产成本增加，而且较长时间的固溶处理也容易导致铜基体晶粒长大而粗化，从而难以有效提高铍铜合金的性能。经对现有技术的文献检索发现，虽然公开号为“CN102181744A”的专利技术专利公开了一种高性能铍铜合金及其制备方法，在浇铸时经振动金属型在铸造装置内成型，但是并未记载如何设置机械振动参数来获得高性能铍铜合金，而且后续仍需经过至少5h的长时间固溶处理，生产成本高。
[0004]因此，将机械振动应用于制备高性能铍铜合金，开发一种既简便有效、安全快速又能批量生产高性能铍铜合金的制备方法具有重大意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法及高性能铍铜合金，该方法不仅工艺简单、生产成本低廉、对熔炼设备要求较低，而且该方法制备得到的铍铜合金力学性能优异且导电性高。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法，包括如下步骤：
[0008](1)将合金原料进行熔炼，得到熔体；
[0009](2)将所述步骤(1)得到的熔体浇铸到处于机械振动的模具中，并保持机械振动至熔体完全凝固，得到铍铜合金铸锭；所述机械振动的幅度为1～4mm，机械振动的频率为25～
75Hz；
[0010](3)将所述步骤(2)得到的铍铜合金铸锭依次进行固溶处理和分级时效处理，得到高性能铍铜合金；所述固溶处理的温度为920～950℃，固溶处理的时间为0.8～1.2h。
[0011]优选的，所述步骤(1)中的合金原料，按质量百分数计，包括0.6～1.2％的纯钴片、1.5～2.0％的纯镍丝、11.6％～20.3％的铍铜中间合金和余量的电解铜。
[0012]优选的，所述铍铜中间合金为Cu
‑
3.8Be中间合金。
[0013]优选的，所述步骤(1)中熔炼的温度为1300～1350℃，熔炼的时间为60～90s。
[0014]优选的，所述步骤(2)中浇铸的温度为1200～1250℃。
[0015]优选的，所述步骤(2)中的模具在浇铸前进行预热，所述预热的温度为700～800℃。
[0016]优选的，所述步骤(3)中的分级时效处理包括低温时效处理和高温时效处理。
[0017]优选的，所述低温时效处理的温度为420～440℃，低温时效处理的时间为1～2h。
[0018]优选的，所述高温时效处理的温度为450～480℃，高温时效处理的时间为1～2h。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述的方法制备得到的高性能铍铜合金。
[0020]本专利技术提供了一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法，包括如下步骤：(1)将合金原料进行熔炼，得到熔体；(2)将所述步骤(1)得到的熔体浇铸到处于机械振动的模具中，并保持机械振动至熔体完全凝固，得到铍铜合金铸锭；所述机械振动的幅度为1～4mm，机械振动的频率为25～75Hz；(3)将所述步骤(2)得到的铍铜合金铸锭依次进行固溶处理和分级时效处理，得到高性能铍铜合金；所述固溶处理的温度为920～950℃，固溶处理的时间为0.8～1.2h。本专利技术基于机械振动处理，通过在凝固过程中对模具施加振动，从而改善凝固组织来提高铜合金性能；同时本专利技术通过控制机械振动台的振动参数如振动频率、振动幅度，能够避免较多的析出相过早析出，并配合后续热处理，使铍铜合金铸锭在较短的固溶热处理过程中充分溶解析出相的同时，避免晶粒粗化，同时在分级时效处理后获得的析出相晶粒更细小、弥散分布更均匀，更有利于获得高性能铍铜合金，而且工艺简单，生产成本低，适于大规模生产。实施例结果表明，本专利技术实施例1～2制备得到的高性能铍铜合金，其抗拉强度为728～773MPa，电导率为58.7～70％IACS，硬度97～113HRB，延伸率为21～22％。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例2高性能铍铜合金样品的金相显微照片；
[0022]图2为本专利技术实施例2高性能铍铜合金样品的透射电镜图。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法，包括如下步骤：
[0024](1)将合金原料进行熔炼，得到熔体；
[0025](2)将所述步骤(1)得到的熔体浇铸到处于机械振动的模具中，并保持机械振动至熔体完全凝固，得到铍铜合金铸锭；所述机械振动的幅度为1～4mm，机械振动的频率为25～75Hz；
[0026](3)将所述步骤(2)得到的铍铜合金铸锭依次进行固溶处理和分级时效处理，得到
高性能铍铜合金；所述固溶处理的温度为920～950℃，固溶处理的时间为0.8～1.2h。
[0027]本专利技术提供的制备方法适用的铍铜合金种类优选为包括如下质量百分数组分的铍铜合金：Co 0.6～1.2％、Ni 1.5～2.0％、Be 0.4～0.7％和余量的Cu；更优选为：Co 0.7～1.0％、Ni 1.8～2.0％、Be 0.45～0.65％和余量的Cu。
[0028]本专利技术将合金原料进行熔炼，得到熔体。
[0029]在本专利技术中，所述合金原料，按质量百分数计，优选包括0.6～1.2％的纯钴片、1.5～2.0％的纯镍丝、11.6％～20.3％的铍铜中间合金和余量的电解铜；更优选包括0.7～1.2％的纯钴片、1.5～2.0％的纯镍丝、13％～18％的铍铜中间合金和余量的电解铜。本专利技术通过调控合金原料的添加量，能够使铍铜合金中的各元素配比更有利于提高铍铜合金的性能；其中添加纯钴片和纯镍丝引入的C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将合金原料进行熔炼，得到熔体；(2)将所述步骤(1)得到的熔体浇铸到处于机械振动的模具中，并保持机械振动至熔体完全凝固，得到铍铜合金铸锭；所述机械振动的幅度为1～4mm，机械振动的频率为25～75Hz；(3)将所述步骤(2)得到的铍铜合金铸锭依次进行固溶处理和分级时效处理，得到高性能铍铜合金；所述固溶处理的温度为920～950℃，固溶处理的时间为0.8～1.2h。2.根据权利要求1所述的机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的合金原料，按质量百分数计，包括0.6～1.2％的纯钴片、1.5～2.0％的纯镍丝、11.6％～20.3％的铍铜中间合金和余量的电解铜。3.根据权利要求2所述的机械振动处理制备高性能铍铜合金的方法，其特征在于，所述铍铜中间合金为Cu
‑
3.8Be中间合金。4.根据权利要求1所述的机械振动处理制备高性能铍铜合金的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐平，方森鹏，周全，徐勇，周水军，袁源平，
申请(专利权)人：新余市长城铜产品开发有限公司，
类型：发明
国别省市：