[发明专利]一种高强度高弹性铜钛合金及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高强度高弹性铜钛合金及其制造方法，所述铜钛合金的各组分及质量百分比包括：Ti2.3‑3.8％、Ni≤0.3％、Fe≤0.3％、Y≤0.1％、La≤0.1％，其余为Cu和不可避免的杂质元素，Cu+Ti≥99.3％，该制造方法包括真空熔炼‑浇注为板坯‑热轧带材‑冷轧‑固溶‑时效‑精轧等步骤。本发明的有益效果是，通过真空冶炼，提供呈真空的高温冶炼环境，从而严格控制合金中的活泼钛元素，使得制得铜钛合金中的氢、氧、氮和夹杂物等含量低，使得铜钛合金的提纯度高，铜和钛金属在精炼的过程中去除气体、杂质以及非金属夹杂物，提高制得铜钛合金的质量，本发明解决了铜钛合金带材生产流程长、成材率低的问题，生产铜钛合金带材的流程更短、效率更高，利于规模化生产。

技术领域

本发明涉及铜钛合金技术领域，特别是一种高强度高弹性铜钛合金及其制造方法。

背景技术

高强弹性铜合金主要指抗拉强度超过1000Mpa的导电弹性铜合金，是导电弹性元器件的关键材料之一，广泛用于电子电工、通信导航、汽车工业和海洋工程等领域。铍铜具有高的强度和弹性极限，并且具有优异的耐蚀、耐磨、导电和导热等优点，是一种重要的高强高弹铜合金，但是铍铜合金在熔炼与铸造时，铍易挥发是一种强致癌的元素，对人体健康产生巨大的危害，且铍铜价格昂贵、抗应力松弛能力差、时效后变形大。

钛铜通过控制纳米级的沉淀相粒子的生成而具有非常高的强度，同时具有优良的弹性、导电性、耐磨性，可代替铍铜用于各种弹性导电元件的制造。铜钛合金带材一般采用熔炼-圆坯铸造-锻造开坯-热轧-冷轧-固溶-时效-轧制的工艺路线，生产工艺流程长、成材率低、不利于快速规模化生产，随着元器件的发展，对高弹铜钛合金的强度及成形性提出更高要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种高强度高弹性铜钛合金及其制造方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种高强度高弹性铜钛合金，所述铜钛合金的各组分及质量百分比包括：Ti2.3-3.8％、Ni≤0.3％、Fe≤0.3％、Y≤0.1％、La≤0.1％，其余为Cu和不可避免的杂质元素，Cu+Ti≥99.3％。

一种高强度高弹性铜钛合金的制造方法，其包括以下步骤：

(1)真空熔炼：将高纯铜、高纯钛、电解镍等干料合金按照比例装入真空感应炉中，先放入大块原料、上松下紧、避免搭桥，然后抽真空至20Pa以下送电熔炼，熔炼温度为1180-1280℃，熔清后精炼2-5分钟后加入适量Y和La，精炼总时间不少于10min；

(2)浇注为板坯：将熔炼的液态合金在气氛保护条件下浇铸成板坯，出炉温度为1150-1220℃，板坯超过3t时控制浇铸温度不低于1180℃、板坯为2t以内时不高于1170℃；

(3)热轧带材：将浇铸后的板坯清理与打磨后放入830-930℃加热炉中保温10h以上进行均匀化处理，然后在740-860℃热轧至厚度为3-10mm的板材，总变形量不少于93％、单次变形量不少于10％。

(4)冷轧：将热轧后的带材在800-900℃固溶1-3h，表面打磨处理后冷轧至厚度为0.5mm以内；

(5)固溶：将冷轧带材在加热炉中于800-900℃保温60-180s进行固溶处理；

(6)时效：将固溶处理后的带材在400-500℃保温1-20h；

(7)精轧：将时效后的带材冷轧为需要规格的带材。

作为对本发明的进一步补充，所述步骤(2)中浇铸板坯的规格为(200～850mm)×(160～260)mm。

作为对本发明的进一步补充，所述步骤(3)中轧制带材规格为(200～850mm)×(0.05～0.2)mm，并根据要求可进行去应力退火。