[发明专利]一种弹性铜钛合金及其制备方法

说明书

本发明涉及铜合金技术领域，尤其涉及一种弹性铜钛合金及其制备方法。所述弹性铜钛合金的制备方法包括以下步骤：对应弹性铜钛合金的组成，将各金属原料进行熔炼和铸造，得到铸锭；将所述铸锭依次进行热轧、第一冷轧、固溶处理、第三冷轧、第二时效处理和退火处理，得到弹性铜钛合金；以质量百分含量计，所述弹性铜钛合金的元素组成包括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%，其余为Cu。本发明通过改变析出相的粒子结构配合铜钛合金的成分，制备的弹性铜钛合金具有高强度、高延伸率、高电导率、低应力松弛率，且具有良好的抗折弯性能。

技术领域

本发明涉及铜合金技术领域，尤其涉及一种弹性铜钛合金及其制备方法。

背景技术

超高强弹性铜合金是精密仪器仪表和精密机械中不可缺少的材料。它广泛应用于制造各种弹性元件，如波纹管、膜片膜盒、压力弹簧管、谐振弹性元件、热敏双金属弹簧、片簧和盘簧等。在仪器仪表及各种测量装置中，弹性元件的性能决定着仪器整体的精度、可靠性和寿命。

超高强导电弹性合金中的代表是铍青铜，因其导电性、强度、耐腐蚀性、耐磨性等综合性能优异，而被广泛应用于各个领域。目前，它仍是小型化仪表所需的最佳弹性材料。但是，铍青铜是一种非环保型合金，其生产过程会危害人体健康，污染环境；且其生产工艺复杂、成本高，价格一直居高不下。同时，铍青铜不具备高温抗应力松弛能力、在较高温度下工作稳定性差，使得其使用温度均低于150℃；已逐步被QSn10-0.3高锡磷青铜合金代替。QSn10-0.3的强度可以达到950~1100MPa，且具有较好的延伸率和一定的折弯性能，但因其为加工硬化型合金，显然存在加工织构，其折弯成型性能同等情况下低于沉淀强化型合金，这使得无法满足多场景的使用需求，同时由于抗应力松弛率较低，产品使用寿命大幅度缩短，同时磷青铜合金的导电率仅为9%IACS，致使产品不能兼顾一些信号传输，应用场景大幅度受限；尤其是5G商用时代的到来，高锡磷青铜合金的不足被进一步放大，已经难以支撑信息技术的发展。

新一代信息技术和5G商业时代对超高强弹性材料提出了更高的要求，其合金所需性能如下：强度≥800MPa，电导率≥12%IACS，150℃/1000h应力松弛率＜18%，同时可以满足多场景的使用要求，其折弯强度可与铍铜相媲美。因此，研制高强度、高导电和高弹性的弹性合金已势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性铜钛合金及其制备方法，本发明的弹性铜钛合金具有高强度和高电导率，抗应力松弛率高，且具有良好的抗折弯性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种弹性铜钛合金的制备方法，包括以下步骤：

对应弹性铜钛合金的元素组成，将各金属原料进行熔炼和铸造，得到铸锭；

将所述铸锭依次进行热轧、第一冷轧、固溶处理、第三冷轧、第二时效处理和退火处理，得到弹性铜钛合金；

以质量百分含量计，所述弹性铜钛合金的元素组成包括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%，其余为Cu。

优选的，所述第三冷轧前，还包括将固溶处理后的坯料依次进行第二冷轧和第一时效处理。

优选的，所述热轧前将铸锭加热至850~900℃保温1~5h；所述热轧总的轧制率为85~97%；所述热轧最终道次的轧制温度在700℃以上。

优选的，所述第一冷轧的轧制率为50~90%；所述第三冷轧的轧制率为15~50%。

优选的，所述固溶处理的温度为950~1000℃，固溶速度为5~100m/min。

优选的，所述第二时效处理的温度为300~500℃，保温时间为3~30h。