[發明專利]一種高強高彈性Cu－Ti合金及其制造方法

無效

• 申請號: 200710025144.2
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101086044A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 曹興民;郭富安;向朝建;楊春秀;慕思國;湯玉瓊
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;B22D21/00;B21B37/74;C22F1/08
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術領域

本發明涉及Cu-Ti合金，尤其涉及一種高強高彈性Cu-Ti合金及其制造方法，屬于有色金屬技術領域。

背景技術

如今，電子產品體積變得越來越小，重量也越來越輕，電子元件也隨之小型化、輕型化。因此，接插件的厚度越來越薄，接觸面積越來越小。這就要求接插件材料的強度和電導率越來越高。一些常用的接插件如錫磷青銅、黃銅已不能滿足高端電子產品的要求。另外，由于鈹青銅在熔煉時會產生有毒的粉塵，而且價格昂貴。因此，與鈹青銅具有相當強度的Cu-Ti合金將受到廣泛關注。

一般來說，Cu-Ti合金的生產過程包括：真空熔煉-固溶-熱軋-冷軋-中間退火-精軋-時效等。由于Cu-Ti合金的相變過程非常復雜，在低溫時效將產生調幅分解組織，在過時效和高溫情況下將發生胞狀反應，生成魏氏片層組織。當生成片層組織時，合金的性能下降。因此，在生產過程中如何避免和抑制片層組織的生長，將是提高合金性能的一個關鍵環節。

然而，采用真空熔煉Cu-Ti合金的方法存在以下問題：①由于真空爐熔煉過程中需要很高的真空度，對爐體的密封性要求很高，熔煉時不能進行成分測量、成分調整和扒渣等操作，因此對原料的成分和雜質含量要求很高；②真空熔煉一般不能采用快速冷卻的方法，鑄錠易發生晶粒粗化，在變形工藝中很容易出現裂紋，降低了板帶成品率；③真空爐本身的不連續操作，使其只能進行小規模生產，不能進行連續化大規模生產，限制了其產業化前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強高彈性Cu-Ti合金及其制造方法，從控制合金的相結構和晶粒尺寸出發，提高Cu-Ti合金綜合性能。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種高強高彈性Cu-Ti合金，其特征在于：其成分的質量百分含量如下——

Ti?????????????????????????????????3.0～4.0wt％，

第3元素群??????????????????????????0.01～0.5wt％，

該合金其余組分為Cu和不可避免的雜質。

進一步地，上述的高強高彈性Cu-Ti合金，所述第3元素群為Cr、Co、V、Zr、B、Ni、P中的至少一種。

更進一步地，一種高強高彈性Cu-Ti合金的制造方法，其特征在于包括以下步驟——

①首先將主原料及輔原料投入非真空中頻感應爐中，在惰性氣體保護條件下進行熔鑄；

②將得到的鑄坯進行軋制，熱軋過程中的終軋溫度和冷軋過程中的中間退火溫度高于合金的固溶線，在750℃～850℃進行固溶處理或再結晶退火處理；

③在350℃～450℃時效處理5～20小時，獲得成品。

再進一步地，上述的高強高彈性Cu-Ti合金的制造方法，步驟②制造過程中控制晶粒直徑在2～10μm。

再進一步地，上述的高強高彈性Cu-Ti合金的制造方法，步驟③時效工藝，使垂直于軋制方向截面上Cu-Ti金屬間化合物相的直徑控制在0.02～0.2μm。

本發明技術方案的突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：

(1)本發明技術方案采用非真空熔煉技術，制造出成分合格、雜質含量低、質量優良的高強高彈性Cu-Ti合金；

(2)本發明通過合適的生產工藝，控制合金的相組織結構和晶粒尺寸，明顯提高了合金綜合性能，大大降低了生產成本，優化了生產工藝，其經濟效益十分顯著。

附圖說明

下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明：

圖1：生成1％TiCu₃相片層組織的TTT曲線圖。

具體實施方式

本發明技術方案，用惰性氣體保護進行熔鑄，避免合金元素與空氣中的氧、氮的作用；在熔煉和澆注過程中都有氣體保護實現了Cu-Ti合金的連續生產。在軋制過程中，熱軋的終軋溫度和冷軋過程中的中間退火溫度略高于合金的固溶線，有效避免合金在此過程中生成片層組織，通過控制中間退火的時間使晶粒尺寸控制在2～10μm。通過合適的時效工藝，使在垂直于軋制方向的截面上Cu-Ti金屬間化合物相的直徑控制在0.02～0.2μm之間。通過加入適量的第3元素群，達到延緩過時效的發生，抑制胞狀反應的發生，在不降低合金強度的情況下，提高合金的電導率。

1)非真空熔煉