[發明專利]一種彈性銅鈦合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202010874363.3
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111733372B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 劉峰;馬吉苗;雷伏慶;陳軍;陳海清;蔣志晶;王磊;鄭蕓;郁曉蕓;陳佳程
• 申請（專利權）人: 寧波興業盛泰集團有限公司
• 主分類號: C22F1/08
• 分類號: C22F1/08;C22C9/00;C22C1/02
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 任霜

本發明涉及銅合金技術領域，尤其涉及一種彈性銅鈦合金及其制備方法。所述彈性銅鈦合金的制備方法包括以下步驟：對應彈性銅鈦合金的組成，將各金屬原料進行熔煉和鑄造，得到鑄錠；將所述鑄錠依次進行熱軋、第一冷軋、固溶處理、第三冷軋、第二時效處理和退火處理，得到彈性銅鈦合金；以質量百分含量計，所述彈性銅鈦合金的元素組成包括Ti：2.4~3.5%、Cr：0.02~0.2%、Ni：0.02~0.5%、Si：0.05~0.1%、稀土元素0~0.05%，其余為Cu。本發明通過改變析出相的粒子結構配合銅鈦合金的成分，制備的彈性銅鈦合金具有高強度、高延伸率、高電導率、低應力松弛率，且具有良好的抗折彎性能。

技術領域

本發明涉及銅合金技術領域，尤其涉及一種彈性銅鈦合金及其制備方法。

背景技術

超高強彈性銅合金是精密儀器儀表和精密機械中不可缺少的材料。它廣泛應用于制造各種彈性元件，如波紋管、膜片膜盒、壓力彈簧管、諧振彈性元件、熱敏雙金屬彈簧、片簧和盤簧等。在儀器儀表及各種測量裝置中，彈性元件的性能決定著儀器整體的精度、可靠性和壽命。

超高強導電彈性合金中的代表是鈹青銅，因其導電性、強度、耐腐蝕性、耐磨性等綜合性能優異，而被廣泛應用于各個領域。目前，它仍是小型化儀表所需的最佳彈性材料。但是，鈹青銅是一種非環保型合金，其生產過程會危害人體健康，污染環境；且其生產工藝復雜、成本高，價格一直居高不下。同時，鈹青銅不具備高溫抗應力松弛能力、在較高溫度下工作穩定性差，使得其使用溫度均低于150℃；已逐步被QSn10-0.3高錫磷青銅合金代替。QSn10-0.3的強度可以達到950~1100MPa，且具有較好的延伸率和一定的折彎性能，但因其為加工硬化型合金，顯然存在加工織構，其折彎成型性能同等情況下低于沉淀強化型合金，這使得無法滿足多場景的使用需求，同時由于抗應力松弛率較低，產品使用壽命大幅度縮短，同時磷青銅合金的導電率僅為9%IACS，致使產品不能兼顧一些信號傳輸，應用場景大幅度受限；尤其是5G商用時代的到來，高錫磷青銅合金的不足被進一步放大，已經難以支撐信息技術的發展。

新一代信息技術和5G商業時代對超高強彈性材料提出了更高的要求，其合金所需性能如下：強度≥800MPa，電導率≥12%IACS，150℃/1000h應力松弛率＜18%，同時可以滿足多場景的使用要求，其折彎強度可與鈹銅相媲美。因此，研制高強度、高導電和高彈性的彈性合金已勢在必行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種彈性銅鈦合金及其制備方法，本發明的彈性銅鈦合金具有高強度和高電導率，抗應力松弛率高，且具有良好的抗折彎性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種彈性銅鈦合金的制備方法，包括以下步驟：

對應彈性銅鈦合金的元素組成，將各金屬原料進行熔煉和鑄造，得到鑄錠；

將所述鑄錠依次進行熱軋、第一冷軋、固溶處理、第三冷軋、第二時效處理和退火處理，得到彈性銅鈦合金；

以質量百分含量計，所述彈性銅鈦合金的元素組成包括Ti：2.4~3.5%、Cr：0.02~0.2%、Ni：0.02~0.5%、Si：0.05~0.1%、稀土元素0~0.05%，其余為Cu。

優選的，所述第三冷軋前，還包括將固溶處理后的坯料依次進行第二冷軋和第一時效處理。

優選的，所述熱軋前將鑄錠加熱至850~900℃保溫1~5h；所述熱軋總的軋制率為85~97%；所述熱軋最終道次的軋制溫度在700℃以上。

優選的，所述第一冷軋的軋制率為50~90%；所述第三冷軋的軋制率為15~50%。

優選的，所述固溶處理的溫度為950~1000℃，固溶速度為5~100m/min。

優選的，所述第二時效處理的溫度為300~500℃，保溫時間為3~30h。