高强钛青铜合金带材及其制备方法与流程

本发明涉及铜合金，尤其是涉及一种高强钛青铜合金带材及其制备方法。

背景技术：

1、高强高弹铜合金由于具有高强度、高弹性以及良好的导电、导热、无磁等性能被广泛应用于高端电子通讯、航空航天等领域。在各类载流导电弹性材料领域，铍铜合金一直占据主导地位，号称“弹性材料之王”，但铍金属作为战略金属，资源宝贵，获取困难。随着环保要求越来越严苛，铍铜合金缺点日益突出，具体表现为：生产过程中存在毒性粉尘，严重污染环境；抗高温应力松弛性能差、高温导电稳定性低，难以满足高温环境下的使用要求；生产周期长、成品率低、产品价格高等。因此，开发新型绿色环保高强高弹铜合金势在必行。

2、开发新型高强高弹钛青铜替代铍铜合金已成一种趋势。钛青铜合金具有高强度、高弹性及优良的耐磨性、耐疲劳性、耐腐蚀性、可焊性以及机械加工性，可与铍铜合金相媲美，并且钛青铜合金原材料丰富、成本低廉。因此，钛青铜合金成为替代铍铜合金最有潜力的材料之一。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种高强钛青铜合金带材，以解决上述技术问题。

2、本发明的第二目的在于提供上述高强钛青铜合金带材的制备方法。

3、为了实现以上目的，特采用以下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种高强钛青铜合金带材，按质量百分比计，包括：ti2.5%~4.5%、sn 0.05%~3.0%、mg 0.02%~0.5%、fe 0.06%~0.5%、稀土元素0.015%~0.1%，余量为铜以及不可避免的杂质；

5、所述稀土元素包括la或者y中的至少一种；

6、所述高强钛青铜合金带材中，铜基体晶粒粒径不超过10.8μm。

7、第二方面，本发明提供了上述高强钛青铜合金带材的制备方法，包括以下步骤：

8、按照质量百分比配料，然后依次进行熔炼、铸造、热轧、第一次固溶处理、铣面、第一次冷轧、第二次固溶处理、第二次冷轧、再结晶退火处理、第三次冷轧和时效处理，制备得到高强钛青铜合金带材。

9、作为进一步技术方案，所述熔炼的温度为1150~1350℃；

10、所述铸造的温度为1100~1250℃。

11、作为进一步技术方案，所述热轧的开轧温度为800~900℃；

12、所述热轧的终轧温度为750~850℃；

13、所述热轧的总加工率为90%~97%。

14、作为进一步技术方案，所述第一次固溶处理的温度为750~850℃，保温时间为1~3h。

15、作为进一步技术方案，所述第一次冷轧的加工率为80%~90%，采用多道次小变形工艺，每道次轧制比为10%~20%；

16、所述第二次冷轧的加工率为62%~75%，采用多道次小变形工艺，每道次轧制比为10%~20%；

17、所述第三次冷轧的加工率为30%~60%。

18、作为进一步技术方案，所述第二次固溶处理为将第一次冷轧后的合金材料进行连续退火；

19、所述连续退火的温度为820~1040℃，速度为15~25m/min。

20、作为进一步技术方案，所述再结晶退火为在保护气氛下进行，再结晶退火处理的温度为600~700℃，速度为40~60m/min。

21、作为进一步技术方案，所述时效处理为将第三次冷轧后的合金材料在保护气氛下在钟罩式退火炉种进行退火处理，退火处理的温度为300~450℃，保温时间为4~6h。

22、作为进一步技术方案，所述时效处理之后还包括对合金材料依次进行脱脂、酸洗、钝化、清洗、研磨和再清洗工序；

23、采用酸洗剂进行酸洗，所述酸洗剂包括：h2o24.8~5.2g/l；h2so49.1~10.8g/l和hcl4.3~5.5g/l。

24、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

25、本发明提供的高强钛青铜合金带材，在cu-ti二元合金的基础上，添加sn、mg、fe和稀土元素等微量元素，其中，sn以第二相形式析出，可以有较好的沉淀强化效果；mg的少量添加可以细化晶粒，而且会使质点细小且均匀分布，提高材料的力学性能及稳定性；fe/稀土元素少量添加有利于细化晶粒，促进析出相弥散析出。该带材抗拉强度≥1000 mpa，断后延伸率≥8%，导电率≥15% iacs，180°弯曲（弯芯直径等于厚度）无裂纹，可满足高端电子通讯、航空航天等领域用关键元器件。

技术特征：

1. 一种高强钛青铜合金带材，其特征在于，按质量百分比计，包括：ti 2.5%~4.5%、sn0.05%~3.0%、mg 0.02%~0.5%、fe 0.06%~0.5%、稀土元素0.015%~0.1%，余量为铜以及不可避免的杂质；

2.权利要求1所述的高强钛青铜合金带材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为1150~1350℃；

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热轧的开轧温度为800~900℃；

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一次固溶处理的温度为750~850℃，保温时间为1~3h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一次冷轧的加工率为80%~90%，采用多道次小变形工艺，每道次轧制比为10%~20%；

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二次固溶处理为将第一次冷轧后的合金材料进行连续退火；

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述再结晶退火为在保护气氛下进行，再结晶退火处理的温度为600~700℃，速度为40~60m/min。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述时效处理为将第三次冷轧后的合金材料在保护气氛下在钟罩式退火炉种进行退火处理，退火处理的温度为300~450℃，保温时间为4~6h。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述时效处理之后还包括对合金材料依次进行脱脂、酸洗、钝化、清洗、研磨和再清洗工序；

技术总结
本发明提供了一种高强钛青铜合金带材及其制备方法，涉及铜合金技术领域。本发明提供的高强钛青铜合金带材，按质量百分比计，包括：Ti 2.5%~4.5%、Sn 0.05%~3.0%、Mg 0.02%~0.5%、Fe 0.06%~0.5%、稀土元素0.015%~0.1%，余量为铜以及不可避免的杂质；稀土元素包括La或者Y中的至少一种；高强钛青铜合金带材中，铜基体晶粒粒径不超过10.8μm。该带材抗拉强度≥1000 MPa，断后延伸率≥8%，导电率≥15%IACS，180°弯曲，无裂纹，可满足高端电子通讯、航空航天等领域用关键元器件。

技术研发人员：谢龙龙,马万军,徐顺雨,杨李教,朱阳啸,洪松柏,陈永满,陈佳程,庞永杰,张佳俐,范远博,冷融
受保护的技术使用者：宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23