[发明专利]一种碲铍铜合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碲铍铜合金，其成分包括：铍Be 0.2～2.1wt.％，碲Te 0.1～0.7wt.％，其他元素：钴Co、镍Ni、铅Pb、稀土元素及杂质元素，其中铅Pb≤0.6wt.％，其他元素总和≤4wt.％，其余为Cu；制备方法为a.按照重量百分比进行配料、投料、熔炼及铸造得到锭坯；b.将步骤a得到的锭坯依次通过均匀化热处理、热加工工艺、冷加工工艺及退火、固溶、时效热处理，制得碲铍铜合金。本发明通过在铍铜合金中添加碲，使其与铜基体形成化合物Cu₂Te，碲铍铜合金具备比铍铜合金更优异的热加工性能，同时兼有铍铜合金的物理、力学与耐腐蚀性能，且碲的添加能在环保的前提下提高铍铜合金的切削性能。

技术领域

本发明涉及一种合金的制备方法，尤其是一种易切削碲铍铜合金及其制备方法。

背景技术

铍铜是以铍为基本合金元素的铜基合金材料，属于时效析出强化的铜基合金。该材料经固溶和时效热处理后，具有高的强度、硬度和弹性极限、弹性滞后小、稳定性好，并且具有耐疲劳、耐腐蚀、耐磨、耐低温、无磁性、高导电导热性、冲击时不产生火花等一系列优良的综合性能，被誉为“有色弹性材料之王”，被广泛应用于电子、电气、通讯、仪器、仪表、电讯、轻工、机械、化工、煤炭等领域。铍铜合金分为两大类，第一类为铍含量为1.6～2.1％的高强铍铜合金，如美国ASTM牌号C17200、C17300，第二类为铍含量为0.2～0.7％的高导电铍铜合金，如美国ASTM牌号C17500、C17510等。

铍铜合金是电子元器件的常用原材料，为满足电子元器件小型化要求，其尺寸精度要求控制到微米级，这对铍铜合金的车削加工性能提出了以下要求：

1.车削力不能导致小微尺寸零件变形；

2.材料的车削能力能够满足高速自动机床车削速度的要求，并尽可能提高车削效率。

3.在满足车削要求的同时，材料本身固有的力学性能不能改变。

为达到上述要求，常用的方法是在铍铜合金中添加铅，但铅的添加存在以下弊端：

1.含铅铜合金在生产和使用过程中会造成环境污染，在饮用水中的杂质及有机酸等的作用下合金中的铅会缓慢析出，危害人体健康，这限制了含铅铍铜合金在家电、儿童玩具、电子元器件、汽车等零配件中的使用。例如，欧盟正在逐步限制铅在铜合金中的使用，但是目前尚无一种不含铅的优秀车削性能的铍铜合金来替代含铅铍铜合金的市场需求(本发明解决了这个问题)；

2.铅既不固溶于铜，也不与铜形成金属间化合物，铅的熔点低(327℃)，含铅的铍铜合金易在热加工过程中造成开裂，因此含铅铍铜合金热加工性能较差。

近几年，有为改善铜合金切削加工性能而添加铋的文献报道，但铋的添加能极大降低铜合金塑性，在塑性加工过程中容易造成开裂，从而不能加工成型；铋的添加可造成材料在使用过程中疲劳开裂或应力腐蚀开裂，因此铋作为一种对铜合金性能严重危害的杂质元素在冶炼和加工中必须进行严格的控制，这些原因限制了铋在铜合金中的实际运用。

综上所述，研究出一种不含铅与铋同时满足车削要求的铍铜合金是解决铍铜合金电子元器件小型化的关键问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提出一种易切削碲铍铜合金及其制备方法。

技术方案：为了实现以上目的，本发明提出一种碲铍铜合金及其制备方法，其成分包括：铍Be 0.2～2.1wt.％，碲Te 0.1～0.7wt.％，其他元素：钴Co、镍Ni、铅Pb、稀土元素及杂质元素，其中铅Pb≤0.6wt.％，其他元素总和≤4wt.％，其余为Cu。

所述碲铍铜合金的制备方法为：

a.按照重量百分比进行配料、投料、熔炼及铸造得到锭坯；