[发明专利]高强高弹导电铜钛合金棒材及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高弹导电铜钛合金棒材的制备方法，其特征在于：该高强高弹导电铜钛合金棒材是由以下化学成分组成：Ti:1.0-6.0％、Ni：0.1～3.0％、Al:0.1-2.0％、Si:0.1-1.0％、Cr:0.1～1.0％，Zr:0.1～1.0％，B：0.01～0.2％、Mg:0.01-0.5％、P:0.01-0.1％，余量为Cu以及总量不大于0.3％的杂质，上述百分比为质量百分比；

且包括以下步骤：

1)配料：首先按高强高弹导电铜钛合金棒的化学成分以及质量百分比称取电解铜Cu、金属镍Ni、金属Cr、金属Zr，金属Al、金属Si、金属镁，Cu-Ti中间合金，Cu-P中间合金，Al-B中间合金；

2)熔炼：将电解铜Cu和金属镍放入熔化炉中加热熔化，熔炼过程中加入木炭覆盖，待电解铜Cu和金属镍Ni熔化后保温30～60min，升温到1350～1400℃后加入以紫铜管包覆的金属Cr，保温15～30min，随后加入金属Si和一定量的冰晶石，加快熔化速度，测量熔体温度，温度在1200～1300℃时，加入金属Al以及Al-B合金，保温10～20min，随后开始捞渣，加入覆盖剂后，充气，升温到1250～1350℃，加入Cu-Ti中间合金，保温5～45min；随后加入以紫铜管包覆的金属Zr，保温4～6min；测量温度在1250～1350℃之间，加入金属镁，保温5～10min，再加入Cu-P中间合金，保温5～10min；

3)半连铸铸造：控制熔体温度在1350～1450℃之间，开始控制铜液流出至结晶器三分之二左右时，启动牵引机，以40～60mm/min开始拉铸工作，开启震动，震动器的频率20～50次/min，振幅2～5mm，然后逐步提高拉铸速度和增大冷却水强度，直至进入稳速阶段，稳速阶段的铸造速度控制在80-120mm/min，水压控制在70～170kPa之间；整个过程结晶器液面高度维持在距结晶器上口10-20mm，得到半连铸圆坯；

4)半连铸圆坯经带保护气体炉中加热至850～950℃，保温60～120min后进行挤压，得到挤压棒坯，挤压棒坯经剥皮得到表面光洁、无气孔、夹渣的棒坯，棒坯经固溶→冷拉→固溶-冷拉→成品→时效工艺得到最终产品；

所述步骤4)的固溶的温度为860～880℃，时间为1.5～2.5h；冷拉工艺的道次冷加工量不大于21％，总变形量不大于85％；时效工艺为：带Ar气保护的退火炉370～450℃下保温1h～7h后空冷。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的覆盖剂为质量比为1:1的玻璃和硼砂，覆盖剂加入前需预先烘烤，预先烘烤温度为340～360℃，预先烘烤时间为0.5～1.5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)的半连铸铸造的半连铸炉带保护气体。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4)的挤压棒坯的直径为28-33mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4)的固溶的温度为870℃，时间为2h；冷拉工艺的道次冷加工量不大于20％，总变形量不大于80％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述化学成分组成：Ti:2.0-4.0％、Ni：0.5～3.0％、Al:0.1-1.5％、Si:0.3-0.8％、Cr:0.1～1.0％，Zr:0.3～0.6％，B：0.01～0.1％、Mg:0.05-0.1％、P:0.01-0.05％，余量为Cu以及总量不大于0.3％的杂质，上述百分比为质量百分比。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铜钛合金中的Ti含量为50％～70％，加入量为原料总量的3.0％～8％；P-Cu合金中P含量为10～15％，加入量为原料总量的0.1-0.5％，Al-B中间合金中B的含量为3％～8％，加入量为原料总量的0.03-0.3％。