[发明专利]一种CuTi系弹性铜合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高强导电性能优良CuTi系弹性铜合金及其制备方法，特别涉及一种具有优良导电性能、抗应力松弛性能优良的超高强CuTi系弹性铜合金及其制备方法；属弹性合金制备技术领域。

背景技术

弹性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。随着现代工业和科学技术的发展，新一代电器工业中对簧片材料提出了更高的要求，其合金所需性能如下：强度≥1000MPa，电导率≥18％IACS，200℃/100h应力松弛率＜15％。因此，研制高精度、耐高温、耐腐蚀、高导电和高弹性的弹性合金已势在必行。

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℃。

Cu-Ti系合金作为能够取代铍青铜的弹性材料受到了广泛的关注，目前广泛应用的Cu-Ti系合金牌号主要有HPTC、NKT322、YCuT-M、YCuT-F，但它们的导电率都低于15％IACS，NKT180的导电率可以达到20％但是其抗拉强度仅有870MPa。专利CN 101144128A所述的铜钛合金具有优良的综合性能但其导电率均小于16％，专利CN 1384216A发明中的具有1000MPa以上抗拉强度的铜钛合金其导电率均低于16％。上述国内外专利报道的铜合金弹性材料均未能达到新型大功率继电器用簧片材料高强度、高抗应力松弛、高导电率的性能要求。

现有的铜钛合金的制备工艺主要是采用形变热处理的方法，即在合金固溶后冷轧，接着时效，通过冷轧的量和时效温度以及时间的控制来调控合金的性能，但是在形变热处理中，为了得到较高的导电性能必须延长时效时间或者提高时效温度，这势必将明显地降低合金的强度。

由于现有弹性铜合金组分和/或制备工艺的原因，导致现有的弹性铜合金无法在拥有高强度的同时还具备优良的导电性能；而且高温工作稳定性能差。上述劣势已经严重制约了新一代电器工业的发展。因此，亟需发明一种力学性能、导电性能和抗应力松弛性能均能满足新型簧片材料需求的高温抗应力松弛性能优良的弹性铜合金。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种强度高、导电性优良、组分合理、合金化程度高、生产工艺简便、成本低廉、无毒害、抗应力松弛性能优良的CuTi系弹性铜合金及其制备方法。

本发明一种CuTi系弹性铜合金，以质量百分比计包括下述组分：

Ti：2.50-3.00％；

Mg：0.10-0.20％；

余量是Cu和不可避免的杂质。

本发明一种CuTi系弹性铜合金，以质量百分比计包括下述组分：

Ti：2.50-3.00％；

Mg：0.10-0.20％；

Zr 0.01-0.15％；

余量是Cu和不可避免的杂质。

本发明一种CuTi系弹性铜合金，以质量百分比计包括下述组分：

Ti：2.50-3.00％；

Mg：0.10-0.20％；

Ce 0.01-0.15％；

余量是Cu和不可避免的杂质。

本发明一种CuTi系弹性铜合金，以质量百分比计包括下述组分：

Ti：2.50-3.00％，优选为2.6-2.9％，进一步优选为2.7％；

Mg：0.10-0.20％，优选为0.1-0.15％，进一步优选为0.15％；

Zr 0.01-0.15％，优选为0.1-0.15％，进一步优选为0.15％；

Ce 0.01-0.15；优选为0.05-0.15％，进一步优选为0.1-0.15％；

余量是Cu和不可避免的杂质。

本发明一种CuTi系弹性铜合金的制备方法，包括所述步骤：

步骤一

将按设计的合金组分配取的原料进行熔铸处理，得到铸锭；

步骤二

将步骤一所得铸锭依次进行热轧开坯、冷轧处理、固溶处理，得到板材A；

步骤三