一种高强度高硬度钛铜系合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度高硬度钛铜系合金及其制备方法，属于铜合金制造技术领域。本发明专利技术提供的高强度高硬度钛铜系合金，按质量百分比计，包括以下化学成分：Ti：2.5～3.5％，Fe：0.15～0.25％，Co：0.05～0.1％，Si：0.012～0.024％，微合金元素：0.1～0.5％和余量的Cu。实施例的结果显示，本发明专利技术提供的高强度高硬度钛铜系合金的抗拉强度达到1080MPa，屈服强度达到990MPa，硬度≥330HV，断后伸长率A

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高硬度钛铜系合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铜合金制造
，尤其涉及一种高强度高硬度钛铜系合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铍铜由于其优异的弹性和导电性能，被广泛应用在各类电子接触弹簧片及弹性元件中。但是铍铜在生产和使用过程中，会释放对人体及环境有害的氧化铍，长期接触有致癌风险，也不利于生态环境保护。钛青铜作为一种典型的时效强化型高强高弹合金，在环境友好的研究要求背景下，被认为是最有希望取代传统铍铜的一种合金。但是随着工业的发展，电子电气、精密仪器和高铁器件等领域对于铜合金的性能要求越来越高，钛青铜的抗拉强度、硬度及延伸率等已经难以满足工业的需求。
[0003]因此，提供一种抗拉强度、硬度及延伸率性能优异的钛铜合金，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高强度高硬度钛铜系合金及其制备方法，本专利技术提供的高强度高硬度钛铜系合金的抗拉强度达到1000MPa以上，高于现有的钛铜合金，同时具有很高的屈服强度和硬度，且具有很好的抗软化性能、电磁屏蔽性能和抗应力松弛性能，能够满足现有技术的要求。
[0005]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：
[0006]本专利技术提供了一种高强度高硬度钛铜系合金，按质量百分比计，包括以下化学成分：Ti：2.5～3.5％，Fe：0.15～0.25％，Co：0.05～0.1％，Si：0.012～0.024％，微合金元素：0.1～0.5％和余量的Cu。/>[0007]优选地，所述微合金元素包括Sn、In和P中的一种或多种。
[0008]优选地，所述高强度高硬度钛铜系合金还包括稀土元素：0～0.2％。
[0009]本专利技术提供了上述技术方案所述高强度高硬度钛铜系合金的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将合金原料依次进行熔炼和浇铸，得到铸坯；
[0011](2)将所述步骤(1)得到的铸坯依次进行锻造、热轧、淬火处理和冷轧，得到轧制铜合金；
[0012](3)将所述步骤(2)得到的轧制铜合金进行第一次钟罩退火，得到第一次退火板带材；所述第一次钟罩退火的温度680～730℃，第一次钟罩退火的保温时间为6～10h；
[0013](4)将所述步骤(3)得到的第一次退火板带材进行第一次冷轧，得到第一次冷轧板带材；所述第一次冷轧总变形量为50～60％；
[0014](5)将所述步骤(4)得到的第一次冷轧板带材进行第一次连续化退火，得到第二次退火板带材；所述第一次连续化退火的温度为800～850℃，所述第一次连续化退火的速度
为10～15m/min；
[0015](6)将所述步骤(5)得到的第二次退火板带材进行第二次冷轧，得到第二次冷轧板带材；所述第二次冷轧的总变形量为60～70％；
[0016](7)将所述步骤(6)得到的第二次冷轧板带材进行第二次连续化退火，得到第三次退火板带材；所述第二次连续化退火的温度为800～850℃，第二次连续化退火的速度为20～25m/min；
[0017](8)将所述步骤(7)得到的第三次退火板带材进行第三次冷轧，得到第三次冷轧板带材；所述第三次冷轧的总变形量为70～80％；
[0018](9)将所述步骤(8)得到的第三次冷轧板带材进行第三次连续化退火，得到第四次退火板带材；所述第三次连续化退火的温度为800～850℃，第三次连续化退火的速度为50～55m/min；
[0019](10)将所述步骤(9)得到的第四次退火板带材进行第四次冷轧，得到第四次冷轧板带材；所述第四次冷轧的总变形量为20～35％；
[0020](11)将所述步骤(10)得到的第四次冷轧板带材进行第二次钟罩退火，得到高强度高硬度钛铜系合金；所述第二次钟罩退火的温度为350～450℃，第二次钟罩退火的保温时间为5～10h。
[0021]优选地，所述步骤(1)中熔炼的温度为1250～1400℃，熔炼的真空度为1
×
10
‑2～5
×
10
‑2Pa。
[0022]优选地，所述步骤(2)中热轧的初轧温度为780～800℃，热轧的终轧温度≥530℃，热轧的总变形量为85～90％。
[0023]优选地，所述步骤(3)中钟罩式退火的温度为680～730℃，钟罩式退火的时间为6～10h，钟罩式退火的气氛为纯氮气气氛。
[0024]优选地，所述步骤(3)中第一次连续化退火的温度为800～850℃，第一次连续化退火的速度为10～15m/min。
[0025]优选地，所述步骤(3)中第二次连续化退火的温度为800～850℃，第二次连续化退火的速度为20～25m/min。
[0026]优选地，所述步骤(3)中第三次连续化退火的温度为800～850℃，第三次连续化退火的速度为50～55m/min。
[0027]本专利技术提供了一种高强度高硬度钛铜系合金，按质量百分比计，包括以下化学成分：Ti：2.5～3.5％，Fe：0.15～0.25％，Co：0.05～0.1％，Si：0.012～0.024％，微合金元素：0.1～0.5％和余量的Cu。本专利技术的高强度高硬度钛铜系合金中Ti元素能细化晶粒，并且能和铜结合形成稳定的弥散析出物，从而起到提高合金强度的作用，通过控制Ti元素的含量，既可以保证Ti元素能够提高合金的强度，同时可以防止Ti元素含量过高对合金的延伸率和导电率造成影响；Fe元素与钛元素能够形成Fe2Ti相，抑制不连续析出，进一步提高合金强度，并且Fe元素能够增强该合金材料的电磁屏蔽性能；将Fe元素的含量控制在上述范围内，既可以使铁元素含量充足，形成足够的第二相，并且抑制不连续析出效果明显，提高合金的强度，同时能够避免由于Fe元素过剩，形成脆性相，影响合金的加工性能；Co元素不仅能够提高铜合金的抗压强度和抗疲劳强度，同时还有很好的耐高温作用，并且Co元素能够与Si元素形成钴二硅的形式(即两个钴和一个硅相结合的形式)，钴二硅在铜合金中以支点的形
式存在，能够起到很好的固溶强化功能，从而提高铜合金的强度和弹性；微合金元素既能增加固溶效果，又能减小晶粒尺寸，同时抑制不连续析出，在不损害合金导电性的情况下使合金的强度得到提升；将微合金元素的用量控制在上述范围内，能够进一步提高合金的强度。实施例的结果显示，本专利技术提供的高强度高硬度钛铜系合金的抗拉强度达到1080MPa，屈服强度达到990MPa，硬度≥330HV，断后伸长率A
11.3
≥12％，抗软化性能：450℃/h硬度不低于原始硬度的98％，抗应力松弛性能：在150℃初始弯曲40mm的情况下保持500h后剩余应力99.75％。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种高强度高硬度钛铜系合金，按质量百分比计，包括以下化学成分：Ti：2.5～3.5％，Fe：0.15～0.25％，Co：0.05～0.1％，Si：0.012～0.024％，微合金元素：0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度高硬度钛铜系合金，按质量百分比计，包括以下化学成分：Ti：2.5～3.5％，Fe：0.15～0.25％，Co：0.05～0.1％，Si：0.012～0.024％，微合金元素：0.1～0.5％和余量的Cu。2.根据权利要求1所述的高强度高硬度钛铜系合金，其特征在于，所述微合金元素包括Sn、In和P中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的高强度高硬度钛铜系合金，其特征在于，所述高强度高硬度钛铜系合金还包括稀土元素：0～0.2％。4.权利要求1～3任意一项所述高强度高硬度钛铜系合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将合金原料依次进行熔炼和浇铸，得到铸坯；(2)将所述步骤(1)得到的铸坯依次进行锻造、热轧、淬火处理和冷轧，得到轧制铜合金；(3)将所述步骤(2)得到的轧制铜合金进行第一次钟罩退火，得到第一次退火板带材；所述第一次钟罩退火的温度680～730℃，第一次钟罩退火的保温时间为6～10h；(4)将所述步骤(3)得到的第一次退火板带材进行第一次冷轧，得到第一次冷轧板带材；所述第一次冷轧总变形量为50～60％；(5)将所述步骤(4)得到的第一次冷轧板带材进行第一次连续化退火，得到第二次退火板带材；所述第一次连续化退火的温度为800～850℃，所述第一次连续化退火的速度为10～15m/min；(6)将所述步骤(5)得到的第二次退火板带材进行第二次冷轧，得到第二次冷轧板带材；所述第二次冷轧的总变形量为60～70％；(7)将所述步骤(6)得到的第二次冷轧板带材进行第二次连续化退火，得到第三次退火板带材；所述第二次连续化退火的温度为800～850℃，第二次连续化退火的速度为20～25m/min；(8)将所述步骤(7)得到的第三次退火板带材进行第三次冷轧，得到第三次冷轧板带...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩淑敏，娄行，吴存慧，李凌锋，廖骏骏，郭月光，于海玲，
申请(专利权)人：上饶舜兴新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：