[發明專利]超高強CuNiSn系彈性銅合金的多級組合形變熱處理方法

有效

• 申請號: 201711352543.X
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108060325B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 李周;周科朝;姜業欣;肖柱;龔深;甘雪萍;張縣委
• 申請（專利權）人: 中南大學;中色奧博特銅鋁業有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22F1/08;C22C1/03
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

一種超高強CuNiSn系彈性銅合金的多級組合形變熱處理制備方法，包括：鑄件依次進行兩級均勻化處理、熱軋、固溶、預時效、一次冷軋、一次時效、二次冷軋、二次時效；所述預時效工藝參數為：350?380℃時效30?60分鐘。本發明合金的多級組合形變熱處理工藝，能夠有效避免合金時效過程中發生胞狀析出，調控CuNiSn系合金的析出相的分布，顯著提高合金的耐蝕、耐磨性能，并能提高電導率和強塑積(強度和塑性的乘積)。本發明的熱處理工藝所制備的CuNiSn系彈性銅合金具有超高強度、高抗應力松弛等特性、安全可靠性大，可適用于航天、航空、航海以及電子工業對高性能導電彈性材料的需求。

技術領域

本發明涉及一種超高強CuNiSn系彈性銅合金制備方法，特別是指一種超高強CuNiSn系彈性銅合金的多級組合形變熱處理制備方法。主要應用于航天、航空、航海和電子等工業所需的高端導電彈性材料的制備。

背景技術

隨著航空、航天、艦船、兵器和電子等工業的發展，對彈性銅合金材料的性能提出了更高的要求。高可靠性、高使用壽命、高負載、高環境適應能力和綠色環保已成為彈性銅合金材料的主要方向。高端彈性銅合金領域的最典型的彈性銅合金是Cu-Be合金。它們具有高強度、高彈性、高硬度、高耐磨性、抗疲勞和優良的導電性能。但該合金含有Be這一劇毒元素而對人們的健康造成威脅，而且其在高于150℃環境下使用，材料彈性、強度急劇降低，導致繼電器在工作狀態下的滅弧能力、反力特性改變，致使繼電器工作失效，從而不能滿足高端需求。

CuNiSn系合金不含劇毒元素Be,且該合金具有成本低、無毒、抗蝕性和焊接性好、高溫下有較高的強度和熱穩定性好等諸多優點，在250℃以上性能優于鈹青銅等。該合金在繼電器、電位器、開關、接插件以及高精度儀器儀表傳感器中的敏感元件中均有非常廣泛的應用。

CuNiSn系合金是典型的時效強化合金。合金時效過程中，過飽和固溶體脫溶初期是產生調幅分解相變，形成溶質原子富集區和溶質原子貧乏區交替排列的調幅結構，隨時效時間的延長,調幅結構粗化。調幅結構發展到一定程度,在基體內和晶界處析出納米級Ni_XSn金屬間化合物，進一步延長時效時間或升高時效溫度，在原固溶體的晶粒邊界處形成層片狀的α+γ不連續沉淀物(胞狀析出),其后α+γ不連續沉淀物自晶界開始向晶內地區生長、發展,數量不斷增多。合金時效處理后的性能,取決于調幅結構、納米級Ni_XSn金屬間化合物和α+γ不連續沉淀物的分布及相對數量，α+γ的出現和增多將對合金的塑韌性和強度帶來不利的影響。

現有的CuNiSn合金的制備工藝主要是采用形變熱處理的方法，技術路線為：熔鑄→均勻化處理→固溶→冷軋→時效。通過冷軋的量和時效溫度以及時間的控制來調控合金的性能，但是在形變熱處理中，為了得到較高的導電性能，必須延長時效時間或者提高時效溫度，這會導致晶界α+γ不連續沉淀物增多，使合金耐蝕性能、強度和塑性均降低。

因此，亟需發明一種新的熱處理工藝，使CuNiSn合金的綜合性能得到提高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足而提供一種新型的熱處理工藝，通過控制合金的微觀組織結構，提高CuNiSn系合金的綜合性能，滿足航天、航空、航海以及電子工業對高性能導電彈性材料的需求。

本發明一種超高強CuNiSn系彈性銅合金的多級組合形變熱處理方法，包括以下步驟：

將鑄件依次進行兩級均勻化處理、熱軋、固溶、預時效、一次冷軋、一次時效、二次冷軋、二次時效；所述預時效工藝參數為：350-380℃時效30-60分鐘；二次時效結束，坯件采用10％硫酸酸洗、剪切包裝。

本發明一種超高強CuNiSn系彈性銅合金的多級組合形變熱處理方法，所述預時效工藝參數為：370-380℃時效30-60分鐘。