一種超高強導電銅鈦合金及其制備方法技術

本發明專利技術屬于無鈹銅合金材料技術領域，提供了一種超高強導電銅鈦合金及其制備方法。本發明專利技術以Cu為基體，添加Cr、Mg，有效提高了合金的強度和導電率，Mg固溶于基體中，起到固溶強化作用，Cr和Ti能夠形成Cr2Ti金屬間化合物，從而提高合金的強度和導電率；結合組合時效處理，可以在降低生產成本的前提下，提高β

【技術實現步驟摘要】
一種超高強導電銅鈦合金及其制備方法


[0001]本專利技術涉及無鈹銅合金材料
，尤其涉及一種超高強導電銅鈦合金及其制備方法。

技術介紹

[0002]鈹青銅是典型的沉淀硬化型合金，綜合性能優良，被譽為彈性銅合金之王。它具有高強度、高彈性、高硬度、高耐磨性，以及優良的導電性、導熱性，沖擊時不產生火花等特性，被廣泛用于精密儀器制造、連接器和導電彈簧等。然而，鈹青銅在熔煉過程中易產生鈹的粉塵，嚴重危害人體健康。此外，鈹青銅在使用環境高于200℃時，應力松弛率高達40％以上，導致繼電器工作失效。另外，鈹在地殼中的儲量較少，合金成本很高。因此，亟需尋找鈹青銅的替代材料。
[0003]無鈹銅鈦合金也是典型的沉淀硬化型合金，溶質原子Ti對銅鈦合金有強烈的固溶強化效果，峰值時效α
?
Cu4Ti相與基體共格，有良好的彌散強化效果。銅鈦合金的強度與鈹銅相當，是其理想的替代材料。
[0004]銅鈦合金的力學性能與鈹銅相當，但導電率低于鈹銅。為了提高產品的性能，現有技術提出添加不同微量元素、軋制和時效的方法，常見的第三合金元素有Al、Sn、Zn、Zr、Ni、Cr。如專利CN201510108135.4公開了一種高強度銅鈦合金及其制備方法，專利CN202010620874.2公開了一種銅鈦合金及其制備方法，專利CN20201087436.3公開了一種彈性銅鈦合金及其制備方法。然而，上述專利在平衡銅鈦合金的強度和導電率方面不太理想。因此，亟需一種能夠保證銅鈦合金高強度的同時提高其導電率的方法。
專利
技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于提供一種超高強導電銅鈦合金及其制備方法，本專利技術提供的制備方法制備的超高強導電銅鈦合金具有高強度和高導電率。
[0006]為了實現上述專利技術目的，本專利技術提供了以下技術方案：
[0007]本專利技術提供了一種超高強導電銅鈦合金的制備方法，包括以下步驟：
[0008](1)將超高強導電銅鈦合金的原料依次進行熔煉和鑄造，得到銅鈦合金鑄錠；
[0009](2)將所述步驟(1)得到的銅鈦合金鑄錠依次進行固溶處理、熱軋和第一時效處理，得到銅鈦合金板；
[0010](3)將所述步驟(2)得到的銅鈦合金板依次進行第一冷軋、第二時效處理和第二冷軋，得到超高強導電銅鈦合金；
[0011]以質量百分含量計，所述超高強導電銅鈦合金包括：Ti 1～5％，Cr 0.1～3％，Mg 0.1～3％和余量的Cu。
[0012]優選地，所述步驟(1)中熔煉的溫度為1150～1350℃；所述鑄造的溫度為1100～1250℃。
[0013]優選地，所述步驟(2)中固溶處理的溫度為700～900℃，固溶處理的保溫時間為4
～8h。
[0014]優選地，所述步驟(2)中熱軋的溫度為600～850℃，熱軋的保溫時間為1～3h，熱軋的加工率為50～80％。
[0015]優選地，所述步驟(2)中第一時效處理具體為：先在550～600℃下保溫1～3h，之后在500～550℃下保溫1～3h，最后在400～450℃下保溫8～12h。
[0016]優選地，所述步驟(3)中第二時效處理具體為：先在400～450℃下保溫1～3h，之后在350～380℃下保溫1～3h，最后在320～350℃下保溫6～8h。
[0017]優選地，所述步驟(3)中第一冷軋和第二冷軋的溫度獨立地為室溫。
[0018]優選地，所述步驟(3)中第一冷軋和第二冷軋的變形量獨立地為40～70％。
[0019]本專利技術還提供了上述技術方案所述制備方法制備得到的超高強導電銅鈦合金。
[0020]本專利技術提供了一種超高強導電銅鈦合金的制備方法，包括以下步驟：(1)將超高強導電銅鈦合金的原料依次進行熔煉和鑄造，得到銅鈦合金鑄錠；(2)將所述步驟(1)得到的銅鈦合金鑄錠依次進行固溶處理、熱軋和第一時效處理，得到銅鈦合金板；(3)將所述步驟(2)得到的銅鈦合金板依次進行第一冷軋、第二時效處理和第二冷軋，得到超高強導電銅鈦合金；以質量百分含量計，所述超高強導電銅鈦合金包括：Ti 1～5％，Cr 0.1～3％，Mg 0.1～3％和余量的Cu。本專利技術以Cu為基體，通過添加合金元素Cr、Mg，可以有效提高合金的強度和導電率，其中的Mg元素固溶于基體中，起到固溶強化作用，Cr和Ti能夠形成Cr2Ti金屬間化合物，降低了固溶Ti含量，提高了合金的導電率，并且金屬間化合物在后期軋制過程中阻礙位錯運動，提高位錯密度，從而提高了合金的強度和導電率；結合組合時效處理，可以在降低生產成本的前提下，提高β
?
Cu4Ti析出相的體積分數，從而大幅提高合金的導電率；再結合熱軋和冷軋，有利于獲得高密度、均勻分布的β
?
Cu4Ti相，從而提高銅鈦合金的強度和導電率。實施例的結果顯示，本專利技術提供的制備方法制備的超高強導電銅鈦合金的硬度可達310HV，導電率可達35％IACS。
附圖說明
[0021]圖1為本專利技術實施例1制備的超高強導電銅鈦合金的SEM圖；
[0022]圖2為本專利技術對比例1制備的銅鈦合金的SEM圖；
[0023]圖3為本專利技術實施例2制備的超高強導電銅鈦合金的SEM圖；
[0024]圖4為本專利技術對比例2制備的銅鈦合金的SEM圖；
[0025]圖5為本專利技術實施例3制備的超高強導電銅鈦合金的SEM圖；
[0026]圖6為本專利技術對比例3制備的銅鈦合金的SEM圖。
具體實施方式
[0027]本專利技術提供了一種超高強導電銅鈦合金的制備方法，包括以下步驟：
[0028](1)將超高強導電銅鈦合金的原料依次進行熔煉和鑄造，得到銅鈦合金鑄錠；
[0029](2)將所述步驟(1)得到的銅鈦合金鑄錠依次進行固溶處理、熱軋和第一時效處理，得到銅鈦合金板；
[0030](3)將所述步驟(2)得到的銅鈦合金板依次進行第一冷軋、第二時效處理和第二冷軋，得到超高強導電銅鈦合金；
[0031]以質量百分含量計，所述超高強導電銅鈦合金包括：Ti 1～5％，Cr 0.1～3％，Mg 0.1～3％和余量的Cu。
[0032]本專利技術將超高強導電銅鈦合金的原料依次進行熔煉和鑄造，得到銅鈦合金鑄錠。
[0033]本專利技術對所述熔煉和鑄造的操作沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的熔煉和鑄造的技術方案即可。
[0034]在本專利技術中，所述熔煉的溫度優選為1150～1350℃，更優選為1150～1250℃。在本專利技術中，所述熔煉的設備優選為真空感應爐。
[0035]在本專利技術中，所述熔煉的加料順序優選為：先加入Cu，然后依次加入Ti、Cr和Mg。
[0036]在本專利技術中，所述鑄造的溫度優選為1100～1250℃，更優選為1150～1200℃。
[0037]鑄造完成后，本專利技術優選將所述鑄造后的產品進行銑面。本專利技術對所述銑面的操作沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的銑面的技術方本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種超高強導電銅鈦合金的制備方法，包括以下步驟：(1)將超高強導電銅鈦合金的原料依次進行熔煉和鑄造，得到銅鈦合金鑄錠；(2)將所述步驟(1)得到的銅鈦合金鑄錠依次進行固溶處理、熱軋和第一時效處理，得到銅鈦合金板；(3)將所述步驟(2)得到的銅鈦合金板依次進行第一冷軋、第二時效處理和第二冷軋，得到超高強導電銅鈦合金；以質量百分含量計，所述超高強導電銅鈦合金包括：Ti1～5％，Cr0.1～3％，Mg0.1～3％和余量的Cu。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中熔煉的溫度為1150～1350℃；所述鑄造的溫度為1100～1250℃。3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中固溶處理的溫度為700～900℃，固溶處理的保溫時間為4～8h。4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中熱軋的溫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：衛英慧，衛歡，蔚宏利，侯利鋒，杜華云，劉笑達，王騫，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發明
國別省市：