[發(fā)明專利]高彈性抗應(yīng)力松弛鈹銅合金及其制備和加工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110211250.6
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102899518A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖翔鵬;程磊;黃國杰;米緒軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;C22F1/08
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高彈性抗應(yīng)力松弛鈹銅合金及其制備和加工方法，屬于有色金屬加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈹青銅具有高的彈性、強度，以及優(yōu)良的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、耐蝕性、耐磨性、耐疲勞性，由鈹銅制造的彈性元件的彈性滯后、彈性后效及彈性不完整性較小，是綜合性能最好的重要彈性銅合金材料。特別是耐疲勞、沖擊時不產(chǎn)生火花等特性為其他導(dǎo)電彈性材料所不能比擬，堪稱導(dǎo)電彈性材料之“王牌”。因而被廣泛地用來制造電子、電氣、通訊、儀器、儀表、電訊、輕工、機械、化工、煤炭行業(yè)中的彈性元件，廣泛地應(yīng)用于制造各種彈性簧片、電觸點、點焊極點、防爆工具等，且由于其性能穩(wěn)定、使用壽命長、而被作為高級彈性材料用于航空、航天、兵器、船舶、雷達系統(tǒng)等重要軍工部門中的特殊部件，主要為電接觸元器件、接插元器件及繼電器器件等。在計算機、高檔家用電器、防爆工具、化工、煤炭等行業(yè)中也有其巨大的潛在市場。

但目前在使用過程中，存在該合金材料發(fā)生嚴重應(yīng)力松弛的現(xiàn)象，有的材料在條件苛刻時應(yīng)力松弛率可達80%以上，嚴重影響了使用的安全性、可靠性。為了提高鈹青銅材的性能，特別是鈹青銅帶材的應(yīng)力松弛穩(wěn)定性能和抗疲勞性能，需要研究一種高彈性抗應(yīng)力松弛鈹銅合金來適應(yīng)現(xiàn)在市場的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是克服現(xiàn)有上述已有技術(shù)的不足，提供一種抗應(yīng)力松弛、導(dǎo)電、導(dǎo)熱良好、耐磨、耐蝕、耐疲勞的高彈性鈹銅合金。

為了達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種高彈性抗應(yīng)力松弛鈹銅合金，它含有如下重量百分數(shù)的化學(xué)成分：Be?0.2～0.7%，Co?0.5～2.0%?，Ni?0.2～2.0%，其余為Cu，所述鈹銅合金中的成分需要滿足：(a)?0.7%≤Ni+Co≤4%；(b)2≤(Ni+Co)?Be≤7。

一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于：所述鈹銅合金中還包含選自Mg、Ag、Ti和Zr中的至少一種微合金化附帶元素，其含量為Mg?0.1%～0.5%，Ag?0.1%～1%，Ti?0.1%～1%，Zr?0.1%～1%，總量應(yīng)滿足0.1%≤Mg+Ag+Ti+Zr≤1%。

所添加元素的作用：

鎳和鈷：鎳和鈷與鈹結(jié)合，形成對時效硬化有效的鈹化合物，抑止晶粒長大和提高抗應(yīng)力松弛能力。鎳的含量應(yīng)控制在0.2%～2%。當鎳的含量過低時，上述益處不明顯。當鎳的含量超過2%時，電導(dǎo)率和加工性能下降。鈷的含量應(yīng)控制在0.5%～2.0%，當鈷的含量低于0.5%時，不能充分析出鈷的鈹化物第二相粒子，所述益處也不明顯。當鈷的含量超過2%時，會導(dǎo)致析出鈷的鈹化物第二相粒子過多，影響合金的加工性能。

鎂、銀、鈦和鋯：少量添加，總量低于1%的鎂、銀、鈦和鋯以及這些合金的組合能夠改善屈服強度/導(dǎo)電性的組合。添加銀也能夠改善應(yīng)力松弛性能。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述的高彈性抗應(yīng)力松弛鈹銅合金的制備方法和加工方法。

為實現(xiàn)上述目的，采取以下技術(shù)方案：

一種高彈性抗應(yīng)力松弛鈹銅合金的制備和加工方法，包括以下工藝流程：a.按照質(zhì)量百分比進行配料、投料、熔煉及澆鑄，b.銑面，c.熱軋，d.固溶處理，e.?一次冷軋，f.一次時效，g.?二次冷軋，h.二次時效。

步驟a中，所述投料的具體順序為：先加入銅（Cu），熔化后，再加入鎳（Ni）和鈹（Be），鈹（Be）要用銅包裹入爐，出爐前加入鈷粉。

步驟a中，合金中還加入銅銀中間合金、銅鈦中間合金、銅鋯中間合金和/或鎂，其中，銅銀中間合金、銅鈦中間合金和/或銅鋯中間合金在銅熔化后加入，鎂在出爐前加入。

步驟a中，所述熔煉的溫度為1150～1300℃，所述澆鑄的溫度控制在1100～1200℃。

步驟c中，所述熱軋的溫度為800～1000℃，時間為1～10h。

步驟d中，所述的固溶處理的溫度為850～1000℃，時間為1～5h。

步驟f中，所述一次時效的溫度為400～500℃，時間為1～16h，冷卻方式為空冷或隨爐冷卻。

步驟h中，所述二次時效的溫度為200～350℃，時間為1～16h，冷卻方式為空冷或隨爐冷卻。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：與其他彈性銅合金相比，本發(fā)明的高彈性鈹銅合金無論在強度、導(dǎo)電性還是彈性、耐腐蝕、可加工性能方面都是非常優(yōu)良的，同時還具有優(yōu)良的抗應(yīng)力松弛性能。并且，該合金材料的制備過程比較簡單，工藝流程短，解決了熔煉鑄造過程中的極易吸氣從而導(dǎo)致鑄錠內(nèi)部存在大量的氣孔的問題和鑄錠在壓力加工過程中易開裂不利于后續(xù)加工處理的問題等。