铍青铜制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了铍青铜制备工艺，包括以下步骤：第一、在低铍青铜合金液浇铸凝固过程中以超声波处理；第二、在真空固溶处理后进行冷变形加工；第三、对冷变形加工后的物料进行时效处理，包括低温时效处理，高温时效处理，本方案制备的低铍铜合金在强度、导电方面取得大的突破。破。

【技术实现步骤摘要】
铍青铜制备工艺


[0001]本专利技术涉及铍铜合金
，具体涉及铍青铜制备工艺。

技术介绍

[0002]铍青铜(又称铍铜)合金为典型的时效析出强化型铜合金，在航空航天级高端领域应用广泛，如作为电连插件的首选材料，该应用环境要求其兼具优良的电学性能、力学性能。
[0003]目前，国内外开发的铍青铜多集中在Be含量1.6
‑
2.0wt.％的高强铍青铜，强度硬度高，但导电性差，导电率≤30％IACS，不能满足上述应用要求。近年来由于环保理念的增加，而Be元素及其氧化物因具备有毒，易污染环境的特征，对此市面上出现低铍青铜合金，存在问题如：降低Be含量会导致强度大幅下降，而导电导热性能显著提高，强度的降低同样不能满足上述的应用需求。
[0004]因此，在最大限度降低Be含量以满足基本力学性能的前提下，如何开发出具有更高导电导的新型低铍高导铍青铜合金为目前的研发热点，如申请公布号为CN107805733A的中国专利技术专利申请公开了一种多元高导铍青铜合金，其通过工艺与组分的优化制备低铍青铜合金，缺点在于，其牺牲了强度等力学性能，换来了导电率的提升，难以满足性能需求，需改进。

技术实现思路

[0005]为解决上述至少一个技术缺陷，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]本申请文件公开铍青铜制备工艺，包括以下步骤：
[0007]第一、在低铍青铜合金液浇铸凝固过程中以超声波处理；
[0008]第二、在真空固溶处理后进行冷变形加工，变形量在50
‑
70％，固溶温度840
‑
875℃且在固溶后在空中停留时间≤6s，以660
‑
720℃/s的冷却速度降温；
[0009]第三、对冷变形加工后的物料进行时效处理，其中先进行160
‑
190℃，保温时间的40
‑
60min的低温时效处理，之后进行300
‑
360℃，保温时间30
‑
50min的高温时效处理。
[0010]本方案在铍铜的制备中引入超声处理，在浇铸凝固过程中以超声波处理，通过空化效应等促使等轴晶增加，凝固组织明显细化，宏观、微观的偏析改善，溶体组织的改善为其在高温固溶处理打下基础，在共晶温度左右使铍充分溶解，快速降温避免其析出，大变形量的冷加工处理促使合金内形成空位及位错，冷变形与高低温的分级时效处理配合促使第二相析出速度加快、析出增加，则制备的低铍铜合金在强度、导电方面取得大的突破。
[0011]进一步，在第一步骤中，在铸锭模底部及侧壁引入600
‑
700W、30
‑
35KHz的超声波进行处理。双向超声处理有助进一步改善凝固组织形貌。
[0012]进一步，以发出超声波的工具头抵接铸锭模侧壁或底壁，通过侧壁或底壁传导超声波，有助减轻金属溶体的剧烈震荡，提升溶体质量。
[0013]进一步，在第二步骤中真空固溶处理的时间为0.5
‑
2h。
[0014]进一步，以质量计，低铍青铜合金液的组分如下：0.5
‑
0.6％的铍、0.15
‑
0.3％的钴、0.5
‑
0.6％的钛、0.1
‑
0.15％的锡、0.05
‑
0.10％的铌，余量为铜及不可避免的杂质。本方案优化了低铍青铜合金的组分，低含量的铍与低含量的钴、钛、锡、铌等配合，配合上述工艺使合金在强度、导电上表现优异。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0016]1、本专利技术引入超声波处理工艺并针对性搭配固溶、冷加工、时效处理等工艺，相配合下制备的合金在强度、导电上表现优异，适合推广应用。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0018]以下制备例中低铍青铜合金液的制备如下：将所需组分按量加入并熔化，在1160℃下熔炼40min，升温至1260℃后浇注。对于组分的添加形式，如中间合金等，参考行业常识即可。
[0019]以下实施例中在铸锭模的侧壁及底壁处安装35KHz、600W的超声波工具头，以在凝固过程中施加超声波进行处理。
[0020]以下制备例中合金的组分质量占比(％)参见表1：
[0021]表1
[0022][0023]实施例1
[0024]铍青铜制备工艺，包括以下步骤：
[0025]第一、以表1中所示的实施例1中组分占比的低铍青铜合金液向铸锭模浇铸，凝固过程中以超声波持续处理。
[0026]第二、对第一步骤中凝固的铸锭进行真空固溶处理，固溶温度865℃，时间1h，之后在5s内从固溶处理设备中快速取出放置于冷却机构中，冷却降温温度680℃/s；
[0027]在真空固溶处理后进行冷变形加工，变形量在60％。
[0028]第三、对冷变形加工后的物料进行时效处理，其中一段时效处理：温度170℃，保温时间的45min，二段时效处理：温度320℃，保温时间35min。
[0029]第四、将时效处理后的合金物料放置在空气中冷却至室温即可。
[0030]实施例2
[0031]铍青铜制备工艺，包括以下步骤：
[0032]第一、以表1中所示的实施例2中组分占比的低铍青铜合金液向铸锭模浇铸，凝固
过程中以超声波持续处理。
[0033]第二、对第一步骤中凝固的铸锭进行真空固溶处理，固溶温度870℃，时间1h，之后在5s内从固溶处理设备中快速取出放置于冷却机构中，冷却降温温度660℃/s；
[0034]在真空固溶处理后进行冷变形加工，变形量在70％。
[0035]第三、对冷变形加工后的物料进行时效处理，其中一段时效处理：温度160℃，保温时间的50min，二段时效处理：温度340℃，保温时间30min。
[0036]第四、将时效处理后的合金物料放置在空气中冷却至室温即可。
[0037]对比例1
[0038]与实施例1相比，本例中铍青铜的制备工艺中时效处理采用单一时效处理模式，在420℃下保温2h。
[0039]对比例2
[0040]与实施例1相比，本例中铍青铜的制备工艺中无超声处理。
[0041]对比例3
[0042]与实施例1相比，本例中铍青铜的制备工艺中无冷变形加工。
[0043]对比例4
[0044]与实施例1相比，本例中铍青铜的制备工艺中超声处理采用在自模口处插入超声波工具头，即上方超声处理模式。
[0045]对上方实施例及对比例制备合金进行检测，其中抗拉强度、导电率的性能参数如表2所示：
[0046]表2
[0047][0048][0049]对上述实施例及对比例的合金进行观测，发现实施例中合金在超声、冷变形处理后，位错及空位增加，时效护理过程中第二相的析出速度增加，析出物多，铜基体纯净度增加，电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铍青铜制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：第一、在低铍青铜合金液浇铸凝固过程中以超声波处理；第二、在真空固溶处理后进行冷变形加工，变形量在50
‑
70％，固溶温度840
‑
875℃且在固溶后在空中停留时间≤6s，以660
‑
720℃/s的冷却速度降温；第三、对冷变形加工后的物料进行时效处理，其中先进行160
‑
190℃，保温时间的40
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60min的低温时效处理，之后进行300
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360℃，保温时间30
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50min的高温时效处理。2.如权利要求1所述的铍青铜制备工艺，其特征在于：在第一步骤中，在铸锭模底部及侧壁引入...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯斌，杨东超，张毅，黄敏，贺官兵，
申请(专利权)人：宁波兴敖达金属新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：