[發明專利]一種碲鈹銅合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201710136978.4
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106834794A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 韓坦;朱戴博;陳紅
• 申請（專利權）人: 蘇州金江銅業有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C9/06;C22C1/03;C22F1/08;C22B9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種合金的制備方法，尤其是一種易切削碲鈹銅合金及其制備方法。

背景技術

鈹銅是以鈹為基本合金元素的銅基合金材料，屬于時效析出強化的銅基合金。材料經固溶和時效熱處理后，具有高的強度、硬度和彈性極限，彈性滯后小，穩定性好，并且具有耐疲勞、耐腐蝕、耐磨、耐低溫、無磁性、高導電導熱性、沖擊時不產生火花等一系列優良的綜合性能，被譽為“有色彈性材料之王”，被廣泛應用于電子、電氣、通訊、儀器、儀表、電訊、輕工、機械、化工、煤炭等領域。鈹銅材料分為兩大類，第一類為含鈹量1.6～2.1％的高強鈹銅合金，如美國ASTM牌號C17200、C17300，第二類為含鈹量為0.2～0.7％的高導電鈹銅合金，如美國ASTM牌號C17500、C17510等。

隨著電子元器件小型化的趨勢，對用鈹銅合金棒、線、管材料為原料進行車削加工的電子元器件的尺寸要求小微型化、尺寸精度要求到微米級，為控制尺寸精度，要求鈹銅合金的車削加工時的車削力提出以下要求：

1、材料的車削力必須減少到不足以導致小微尺寸零件的變形。

2、材料的易車削能力能夠滿足高速自動機床車削速度的要求，提高車削效率。

基于滿足以上兩點的同時必須保證和提高鈹銅的固有一系列優良的綜合性能。

為提高鈹銅合金車削加工性能，常用的方法是在鈹銅合金中添加鉛，但是存在以下弊端：

(1)含鉛銅合金在生產和使用過程中會造成環境污染，在飲用水中的雜質及有機酸等的作用下含鉛銅合金中的鉛會緩慢析出，危害人體健康，這限制了含鉛鈹銅合金在家電、兒童玩具、電子元器件、汽車等零配件中的使用，歐盟對鉛在銅合金中的含量的豁免規定正在逐步取消，但是目前尚無一種不含鉛的優秀車削性能的鈹銅合金來替代含鉛鈹銅合金的市場需求，本發明解決了這個問題。x

(2)鉛既不固溶于銅，也不與銅形成金屬間化合物，鉛的熔點低(327℃)，含鉛的鈹銅合金易在熱加工過程中容易造成鈹銅合金開裂，因此含鉛鈹銅合金熱加工性能較差；

近幾年，有為改善銅合金切削加工性能而添加鉍的文獻報道，但是實際運用受到限制，原因是鉍的添加對銅合金的塑性影響較大，在塑性加工過程中容易造成合金開裂，從而不能加工成型，鉍的添加造成材料使用中的疲勞應力開裂及腐蝕開裂，因此鉍元素一直是作為一種對銅合金性能嚴重危害的雜質元素而在冶煉和加工中進行嚴格的含量控制。

綜上所述，研究出一種易于切削的鈹銅合金是目前需要解決的重要問題之一。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種易切削碲鈹銅合金及其制備方法。

技術方案：為了實現以上目的，本發明提供一種碲鈹銅合金，包括鈹Be 0.2～2.1wt.％，碲Te 0.1～0.7wt.％，其他元素：鈷Co、鎳Ni、磷P、稀土元素及雜質元素，總和≤4wt.％，其余為Cu。

所述碲鈹銅合金的制備方法為：

a.按照重量百分比進行配料、投料、熔煉及鑄造得到錠坯；

熔煉過程中投料順序依次為:陰極銅，銅-鎳中間合金和(或)銅-鈷中間合金和(或)稀土中間合金，銅鈹中間合金，純碲或銅碲中間合金，，熔煉的溫度為1100～1300℃，至溶體溶化后，保溫10-30min，經過除氣、除雜工序后，靜置5-20min，后進行非真空或真空澆鑄或半連續或連續鑄造；

b.將步驟a得到的錠坯依次進行：為實現成分均勻化目的的擴散退火、塑性熱加工、塑性冷加工和退火、固溶、時效熱處理工藝，加工制得碲鈹銅合金的棒、線、管材料；

c.或者，將步驟a得到的錠坯依次進行：為實現成分均勻化目的的擴散退火、直接進行冷加工和退火、固溶、時效熱處理工藝加工制得碲鈹銅合金的棒、線、管材料。

步驟a所述的熔煉為采用真空或非真空感應電爐熔煉。

步驟b所述的塑性熱加工工藝為擠壓、軋制、鍛造加工工藝。

步驟b所述的冷加工工藝為軋制、拉拔、旋鍛加工工藝。

步驟c具體為將步驟a得到的錠坯在進行成分均勻化擴散退火后直接進行包括軋制、拉拔、旋鍛加工工藝的冷加工，加工流程中加入退火、固溶、時效熱處理工藝。

步驟a所述的熔煉，在真空熔煉條件下，可以一次性投料或分兩次投料。

所述的分兩次投料具體為第一次加入陰極銅、銅-鎳中間合金和(或)銅-鈷中間合金和(或)稀土中間合金等，第二次加銅鈹中間合金和純碲。

所添加元素的作用：