[发明专利]一种Cu-Ni-Si-Co-Ti-RE铜合金及其制备方法

说明书

本申请公开了一种Cu‑Ni‑Si‑Co‑Ti‑RE铜合金，包括以下重量百分数的组分：0.5％～2.0％的Ni，0.2％～0.9％的Si，0.5％～2.0％的Co，0.1％～0.5％的Ti，0.05％～0.2％的RE，其余为Cu，其中RE为Ce、La以及Y中的一种或几种。其抗拉强度σb可达到800～1000MPa，塑性延伸率δ为3～10％，电导率为45～55％IACS，抗应力松弛性能(在200℃工作1000h)≥80％。本发明还公开了一种Cu‑Ni‑Si‑Co‑Ti‑RE铜合金的制备方法。

技术领域

本发明涉及铜合金材料技术领域，尤其是涉及一种Cu-Ni-Si-Co-Ti-RE铜合金及其制备方法。

背景技术

高强度高弹性铜合金具有强度高、弹性好、耐疲劳、弹性滞后小、耐腐蚀等优良特性，被广泛地用来制造电子、电气、通讯、仪器、仪表、电讯、轻工、机械、化工、煤炭行业中，广泛地应用于制造各种弹性簧片、电触点、点焊极点、防爆工具等。且由于其性能稳定、使用寿命长、而被广泛用于航空、航天、兵器、船舶、雷达系统等重要军工部门中的特殊部件，主要为电接触器件、接插件元器件及继电器器件等。在计算机、高档家用电器、防爆工具、化工、煤炭等行业中也有其巨大的潜在市场，所以高强高弹铜合金是和人民生活水平日益提高有着密切联系的重要材料，也是国防建设和科学进步不可缺少的战略物资。

应力松弛是许多弹性元件和紧固件失效的直接原因。抗应力松弛性能是弹性元件的一个重要的机械性能指标。有关部门统计，家用电器有80％的维修故障是由弹性零件松弛，弹力降低甚至失效而引发的。研究表明，压缩螺旋弹簧和紧固螺钉(螺栓)长期贮存中的应力松弛导致对接密封结构的失效，直接影响导弹武器系统的可靠性。因此，现代工业的发展，要求弹性铜材料在高温工作能够保持较高的强度和弹性，高的抗应力松弛性能，同时具备较好的导电性能。

现阶段国内外使用的最多的高强高弹材料是铍青铜，铍青铜具有高强度、高弹性、高硬度、高耐磨性和优良的导电性能，而且在加工及电冲击时不产生火花，被称为“王牌”弹性簧片材料。但铍青铜由于含铍这一剧毒元素，在生产过程中严重危害人的健康。铍尘埃对工作人员的健康影响很大，铍的化合物会在动物的组织和血浆中形成可溶性的胶状物质，使人体组织器官产生病变。若铍及铍的化合物进入到人体的肺和骨骼中，还可能引起癌症。另外，铍青铜在高于200℃环境下使用时，其强度、弹性急剧降低，应力松弛率高达40％以上。

由于铍青铜对环境保护要求比较高、生产工艺流程长、能耗大，导致生产成本较高。针对这种情况，在中高端应用领域急需研制一种新型高强高弹铜合金材料进行替代，目前此研究在国内相对落后，并没有任何一种材料可以进行合理替代。所以，通过研究开发进行对铍青铜材料的合理替代，迫在眉睫。

因此，如何提供一种能够替代铍青铜的、且同时具有较高的抗应力松弛性能，以及较高的导电性能的铜合金，以适应现阶段的工业发展需要是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种Cu-Ni-Si-Co-Ti-RE铜合金，该铜合金具有高强度、高弹性、高硬度以及高耐磨性，能够替代铍青铜，且同时具有较高的抗应力松弛性能，以及较高的导电性能，能够适应现阶段的工业发展需要。本发明的另外一个目的是提供一种Cu-Ni-Si-Co-Ti-RE铜合金的制备方法。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种Cu-Ni-Si-Co-Ti-RE铜合金，包括以下重量百分数的组分：0.5％～2.0％的Ni，0.5％～2.0％的Co，0.2％～0.9％的Si，0.1％～0.5％的Ti，0.05％～0.2％的RE，其余为Cu，其中RE为Ce、La以及Y中的一种或几种。

优选的，2≤(Ni的重量百分数+Co的重量百分数)/(Si的重量百分数+Ti的重量百分数)≤5。