【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于銅合金材料，具體涉及一種鈦青銅合金材料及其制備方法。
技術介紹
1、鈦青銅合金具有高強高彈等優異綜合性能，被廣泛應用于航空航天、高端電子連接器、框架材料等領域。在目前已知的1000?mpa級導電用銅合金中，鈦青銅合金具有變形加工性能優異、綠色環保、原料成本較低等特性，并逐漸成為超高強導電用銅合金的研究重點。ti元素的添加在時效過程中形成納米級的β'-cu4ti相，為鈦青銅提供了出色的沉淀強化效果。與此同時，以固溶體形式存在的ti原子加劇了基體的晶格畸變，在常見的合金化方式中，ti元素對導電性能的影響也十分顯著。在鈦青銅合金的時效析出過程中，ti原子首先轉變為富ti區和貧ti區，并隨著ti原子擴散逐漸轉變為亞穩態的β'-cu4ti相。而隨著時效溫度的升高和保溫時間的延長，鈦青銅合金內的第二相組織逐漸發生不連續析出轉變，形成穩態的β-cu4ti相。
2、隨著先進電子及導體材料的輕薄化和輕量化發展，同步提高合金的強度及導電性能是超高強導電用銅合金發展的研究重點。然而，ti原子的不充分擴散極大的限制了鈦青銅合金的綜合性能。時效溫度的提高促進了β'-cu4ti相的析出，但也加劇了不連續析出相的轉變，并顯著降低合金的強度及導電性能。
3、因此，針對鈦青銅合金強度及導電性能的協同提升，仍然是目前制備綜合性能優異的超高強導電用銅合金亟需解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種鈦青銅合金材料及其制備方法，本專利技術提供的制備方法得到的鈦青銅合
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、本專利技術提供了一種鈦青銅合金材料的制備方法，所述鈦青銅合金材料包括以下質量百分含量的組分：ti?1.5~5wt.%，fe?0.06~0.5wt.%，余量為cu；
4、包括以下步驟：
5、將所述鈦青銅合金材料的制備原料進行真空鑄造，得到鈦青銅合金鑄錠；
6、將所述鈦青銅合金鑄錠進行熱軋處理，所述熱軋處理的熱初軋溫度大于熱終軋溫度，得到熱軋態的鈦青銅合金；
7、將所述熱軋態的鈦青銅合金進行冷軋處理，得到冷軋態的鈦青銅合金；
8、將所述冷軋態的鈦青銅合金進行時效處理，得到所述鈦青銅合金材料。
9、優選的，所述真空鑄造包括以下步驟：
10、將所述鈦青銅合金材料的制備原料進行熔煉，得到熔體；所述鈦青銅合金材料的制備原料包括純銅、純鈦和銅鐵中間合金，所述熔煉的溫度為1150~1250℃；
11、將所述熔體依次進行保溫處理、澆鑄處理和在水中淬火冷卻，得到鈦青銅合金鑄錠；所述保溫處理的溫度為1200~1250℃，保溫時間為20~30min。
12、優選的，所述熱軋處理為多道次熱軋處理，首道次熱軋處理（熱初軋）的溫度為800~850℃，最后一道次熱軋處理（熱終軋）的溫度為400~650℃。
13、優選的，所述熱軋處理的總變形量為60~75%；
14、所述熱軋處理結束后的冷卻方式為：在水中淬火冷卻至室溫。
15、優選的，所述冷軋處理的總真應變量為1.8~5；每道次冷軋處理的變形量為15~50%。
16、優選的，所述冷軋處理為不含中間時效處理的一步冷軋處理或者含中間時效處理的多步冷軋處理。
17、優選的，所述冷軋處理為多為含中間時效處理的多步冷軋處理，首次時效處理前的冷軋真應變量大于0.8。
18、優選的，所述含中間時效處理的多步冷軋處理包括依次進行：第一步冷軋處理、中間時效處理和第二步冷軋處理。
19、優選的，所述時效處理的溫度為200~450℃，保溫時間為1~8h。
20、本專利技術提供了上述技術方案所述的制備方法制備得到的鈦青銅合金材料。
21、本專利技術提供了上述技術方案所述的鈦青銅合金材料在電子彈性元件或電子接插件中的應用。
22、本專利技術提供了一種鈦青銅合金材料的制備方法，所述鈦青銅合金材料包括以下質量百分含量的組分：ti?1.5~5wt.%，fe?0.06~0.5wt.%，余量為cu；包括以下步驟：將所述鈦青銅合金材料的制備原料進行真空鑄造，得到鈦青銅合金鑄錠；將所述鈦青銅合金鑄錠進行熱軋處理，所述熱軋處理的熱初軋溫度大于熱終軋溫度，得到熱軋態的鈦青銅合金；將所述熱軋態的鈦青銅合金進行冷軋處理，得到冷軋態的鈦青銅合金；將所述冷軋態的鈦青銅合金進行時效處理，得到所述鈦青銅合金材料。在本專利技術中，鈦青銅合金鑄錠依靠熱軋處理實現ti原子的固溶控制和成分分布。ti元素的析出是鈦青銅合金具有優異力學性能的關鍵因素。在常規的固溶-時效加工中，過飽和的ti原子經過充分的固溶處理后均勻地分布在基體中，并在時效處理后經由早期短程有序結構和富ti區和貧ti區階段，最終連續析出形成β'-cu4ti相。然而，ti在銅合金中的擴散較為緩慢，實現β'-cu4ti相的充分析出往往十分困難。在常見合金化元素中，ti元素對銅合金導電性能的影響十分顯著，因此ti原子在銅基體中的不充分析出是抑制鈦青銅合金強度及導電性能提升的關鍵因素。本專利技術采用熱軋處理，在鈦青銅合金的熱軋加工過程中，熱軋處理的高溫變形可以有效促進初生相斷裂回溶，以及鑄態晶內偏析的消除。與此同時，隨著熱軋處理過程鈦青銅錠坯的逐漸溫降，ti元素逐漸沿著晶界分布，并在高溫相區下傾向于以穩態β-cu4ti相的形式析出。然而，熱變形過程抑制了過飽和的ti元素在晶界的析出，隨著熱軋溫度的逐漸降低，本專利技術中ti原子的擴散能力逐漸減弱，ti元素僅在晶界處形成成分富集，然后在后續冷軋過程中，晶粒被逐漸拉長，ti元素在時效處理后在纖維狀變形晶粒外富集，形成ti元素的條帶狀分布。由此，本專利技術有效改善了ti元素在合金中的分布，形成ti元素的條帶狀分布。而且，本專利技術中fe元素的添加可以通過形成初生ti-fe相有效細化鈦青銅合金的鑄態晶粒尺寸，并在熱軋過程中抑制晶界的遷移。與此同時，熱軋也可以有效避免固溶處理后的晶粒粗化，進一步提高鈦青銅合金的組織均勻性。本專利技術所得到的熱軋態鈦青銅合金平均晶粒尺寸小于5?μm；更優地，平均晶粒尺寸僅有3.5?μm。綜上所述，本專利技術顯著提高鈦青銅合金材料的綜合性能；本專利技術中的鈦青銅合金在形變熱處理加工后抗拉強度和電導率分別可以達到1100?~?1300?mpa和15~19?%iacs，廣泛適用于超高強度導電用連接器、彈性元件等領域。同時，本專利技術縮短工藝流程、提高生產效率；本專利技術不需經過固溶處理，可顯著縮短鈦青銅合金的生產周期，促進鈦青銅帶材的短流程化生產。劇烈冷塑性變形顯著加快了ti元素形核及析出過程，這使得鈦青銅合金的沉淀強化速率提高、峰時效速率加快，有助于進一步改善鈦青銅合金的生產效率。
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1.一種鈦青銅合金材料的制備方法，其特征在于，所述鈦青銅合金材料包括以下質量百分含量的組分：Ti?1.5~5wt.%，Fe?0.06~0.5wt.%，余量為Cu；
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述真空鑄造包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱軋處理為多道次熱軋處理，首道次熱軋處理的溫度為800~850℃，最后一道次熱軋處理的溫度為400~650℃。
4.根據權利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，所述熱軋處理的總變形量為60~75%；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述冷軋處理的總真應變量為1.8~5；每道次冷軋處理的變形量為15~50%。
6.根據權利要求1或5所述的制備方法，其特征在于，所述冷軋處理為不含中間時效處理的一步冷軋處理或者含中間時效處理的多步冷軋處理。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述冷軋處理為含中間時效處理的多步冷軋處理，首次時效處理前的冷軋真應變量大于0.8。
8.根據權利要求6所述的制備方法，
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述時效處理的溫度為200~450℃，保溫時間為1~8h。
10.權利要求1~9任一項所述的制備方法制備得到的鈦青銅合金材料。
...【技術特征摘要】
1.一種鈦青銅合金材料的制備方法，其特征在于，所述鈦青銅合金材料包括以下質量百分含量的組分：ti?1.5~5wt.%，fe?0.06~0.5wt.%，余量為cu；
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述真空鑄造包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱軋處理為多道次熱軋處理，首道次熱軋處理的溫度為800~850℃，最后一道次熱軋處理的溫度為400~650℃。
4.根據權利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，所述熱軋處理的總變形量為60~75%；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述冷軋處理的總真應變量為1.8~5；每道次冷軋處理的變形量為1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：彭麗軍，朱云卿，解浩峰，楊振，羅威，
申請(專利權)人：有研工程技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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