CN108315581B - 一种高强度高软化温度的低铍铜合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度高软化温度的低铍铜合金及其制备方法,低铍铜合金各组分的质量百分比为:Be:0.2‑0.5%,Ni:1.0‑1.8%,Co:0.15‑0.4%,Ag:0.5‑0.8%,Zr:0.05‑0.1%,Mg:0.02‑0.05%,不可避免的杂质≤0.1%,余量为Cu。本发明制备的低铍铜合金的抗拉强度可达850~1000MPa,电导率为50~60%IACS,软化温度可达600℃以上,同时还具有优良的高弹性稳定性、低弹性后效、无磁性、耐磨性、耐蚀性及塑性等综合性能,可用于轨道交通、航空、汽车、电力、电子、精密仪器仪表等行业。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料领域,具体涉及一种高强度高软化温度的低铍铜合金及其制备方法。
背景技术
我国对含铍铜合金材料的年需求量约为4000t且逐年上升,但受技术水平等限制,80%以上仍依赖进口。铍的价格昂贵且为剧毒物质,低铍铜合金的铍含量为0.2%~0.7%,具有良好的导电性能及一定的强度而被广泛应用,且铍含量较TBe2等高强度含铍铜合金低,具有成本优势并有利于环保。随着TBe0.3-1.5、TBe0.4-1.8等低铍铜合金新增到国标中,低铍铜合金受到越来越多的关注。目前,国产低铍铜合金的时效后抗拉强度约为650~750MPa,电导率为45~60%IACS,由于合金中杂质元素等含量较高,电导率一般偏下限。国际知名厂商如NGK所产低铍铜合金材料的抗拉强度为700~950MPa,电导率为50~60%IACS;高强度铍铜合金中的铍含量为1.6%~2.1%,时效后抗拉强度最高可超过1400MPa,但电导率仅为22%IACS。对于铜合金本身,任何提高其强度的方法都会导致电导率降低,因此铜合金的高强度和高导电率是一对矛盾,不可兼得。
但是,随着科技发展,轨道交通、军工、航空、电子等领域某些部件所用导体材料需同时具有高电导率和高强度。例如,强磁场技术磁体***线圈材料必须具有1GPa以上的抗拉强度以承受强洛仑兹力,又须兼有60%~75%IACS以上的相对电导率以避免产生高的焦耳热;大规模集成电路引线框架材料强度为600MPa,相对电导率80%IACS以上,以保证承载时铜合金的长期稳定性;高速铁路接触线供电电压为25~30KV,为了提高载流量通常需要减小电阻,电阻率越小,接触线单位长度导线的截面积越小,接触线体积及重量越小,这除了需要材料具有优良的机械性能外,还需要高的导电率、耐磨性、抗软化能力及耐蚀性等。此外,电阻焊电极、连铸结晶器内衬、电气工程开关触桥、大型高速涡轮发电机转子导线、大功率异步牵引电动机转子等均需要材料具有高强度及高导电率的同时,还具有抗高温软化能力。目前已经研制出的Cu-Ag原位纤维复合材料强度达1200MPa以上的同时,电导率还能保持在60%~85%,性能可以满足高强度高导电率的要求,但这种复合材料的软化温度较低约为350℃,且其生产成本高、流程长,工艺控制较难,国内还未见商业化生产应用的报道,且这种复合材料的耐蚀性及耐磨性还有待验证。
在环境温度较高或者工作过程中会产生大量焦耳热的场合,且对材料强度有较高要求的时候,须考虑导体材料性能的热稳定性。软化温度是评价材料抗高温软化能力的量化指标,自国标《GB/T 33370-2016铜及铜合金软化温度的测定方法》颁布以来,铜合金软化温度的测定有了统一执行的标准,抗高温软化能力也越来越引起重视。因此,在现有成熟工艺技术基础上,进一步控制杂质元素含量,通过多元素微合金化,在少降低(甚至不降低)低铍铜合金电导率的情况下进一步提高合金的强度和软化温度是一种可实现商业化生产进而满足实际应用需求的方式。
目前已公开的低铍铜合金相关专利中,如CN1616691A公开了一种低铍铜合金,硬度高、耐磨性好,但其Mn、Fe、Al总含量超过15%,电导率低,只用作模具等材料。CN101981211B公开了一种铍铜锻造块材料,通过塑性加工及热处理提高了材料性能的均匀性,强度可达1100MPa以上,且中心、表面及个方向上性能偏差较小,但其Be含量控制范围较大,上限为2.0%,且并未提及电导率,这类锻造块体较适用于轴承、箱体、模具等对电导率无要求或要求较低的结构材料领域。CN102383078B公开了一种高强度高导电率的低铍铜合金,加入一定量的Nb形成强化粒子,其抗拉强度为1200~1400MPa,CN102719699B公开以一种高弹性低铍铜合金,抗拉强度为800~1010MPa,这两种合金材料的电导率为45~60%IACS,其强度和电导率都基本满足高强度高电导率材料领域的要求,但热稳定性特别是抗高温软化性能并未得到评价。目前铍铜合金的最高软化温度约为520℃。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种高强度高软化温度的低铍铜合金和制备方法,这种低铍铜合金的抗拉强度可达850~1000MPa,电导率为50~60%IACS,软化温度可达600℃以上,同时还具有优良的高弹性稳定性、低弹性后效、无磁性、耐磨性、耐蚀性及塑性等综合性能,可用于轨道交通、航空、汽车、电力、电子、精密仪器仪表等行业。
本发明的技术方案是:
一种高强度高软化温度的低铍铜合金,各组分的质量百分比为:Be:0.2-0.5%,Ni:1.0-1.8%,Co:0.15-0.4%,Ag:0.5-0.8%,Zr:0.05-0.1%,Mg:0.02-0.05%,不可避免的杂质≤0.1%,余量为Cu。
优选的,各组分的质量百分比为:Be:0.3-0.4%,Ni:1.4-1.6%,Co:0.3-0.4%,Ag:0.6-0.8%,Zr:0.05-0.09%,Mg:0.03-0.04%,余量为Cu。
优选的,Ni+Co≤2.0%,4.5≤(Ni+Co)/Be≤6.0。
低铍铜合金中不可避免的杂质包括Fe、O、P、S,Fe≤0.015wt%、O≤0.005wt%。
上述低铍铜合金的制备方法,具有以下步骤:
1)熔炼
按合金各原料比例配料,真空熔炼,熔炼温度为1250-1350℃,加料顺序为,Cu、Ni、Co全熔后,在保护气氛下间隔依次加入Ag、Be、Zr、Mg,熔炼完毕,静置后浇注,浇铸温度为1170-1250℃,冷却后脱模得到铸锭;
2)锻造
步骤1)所得铸锭经铣面加工后加热至850-920℃,保温1-3h,始锻温度850-920℃,终锻温度不低于780℃,得到锻坯;
3)热轧
将步骤2)所得锻坯加热至850-950℃,保温1-2h,终轧温度不低于800℃,得到线材;
4)固溶处理
将步骤3)得到的线材升温至890-950℃并保温1-5h,水淬,出炉至入水的时间≤5s;
5)冷塑性加工
将步骤4)固溶处理后的线材酸洗后烘干,多道次冷拉拔或冷轧,每道次加工率70%以上,得到丝材;
6)时效处理
将步骤5)冷塑性加工后的丝材升温至400-520℃保温1-7h,空冷或随炉冷却。
步骤1)所述熔炼包括以下步骤:
1)在容器内放置Cu、Ni、Co,其中Ni、Co位于容器下部,大块料间放置小块料,容器下部紧实、上部松散;
2)真空炉抽真空度<30Pa,送电升温1250-1350℃至Cu、Ni、Co全熔;
3)第一次精炼,调真空度<10Pa时,充氩至7-10kPa,依次间隔加入Ag、Be、Zr,其中,Zr以CuZr14中间合金形式加入,每加一种原料后加大送电功率且搅拌2-5s至全熔,精炼时反复摇动容器,精炼时间15-30min;
4)第二次精炼,调真空度<5Pa时,充氩至7-10kPa,加入Mg,Mg以MgNi20中间合金形式加入,精炼时间10-15min,搅拌、振荡5-10s,静置,调温至1170-1250℃,浇铸凝固脱模得到铸锭。
上述步骤1)加入的Cu为二号氧化铜,加入的Ni为电解镍,加入的Co为电解钴。
步骤5)冷拉拔或冷轧的每道次间需中间热处理、酸洗,其中中间热处理温度为890-950℃,保温20min-1h。
本发明所述合金各元素的作用如下:
Ni、Be:Ni与Be形成NiBe及Ni5Be21两种中间化合物。Ni与Be高温时在Cu中都有较高的溶解度,当温度降低时Ni的溶解度明显减小,可先经固溶处理得到单一的过饱和α固溶体,再通过时效处理得到沉淀强化效果提高材料强度及耐磨性。Ni的加入不但能抑制合金淬火过程中的相变,延缓固溶体分解,抑制再结晶过程,提高组织的均匀性,细化晶粒,还能提高材料的平衡电位,增强耐蚀性。Ni含量若低于1%,则不能产生较强的时效强化效果;但Ni含量若高于1.8%,则材料电导率有较明显的降低。
Co:阻碍合金加热过程中晶粒长大,延缓固溶体分解。与Be形成BeCo中间化合物,抑制晶界反应,避免过时效导致的不均匀性,使时效合金材料的时效工艺更加容易控制。Co含量若低于0.15%,则不能产生较强的时效强化效果,且易发生晶界反应,时效工艺不易控制;但Co含量若高于0.4%,则材料电导率有较明显的降低,且成本较高。
Ag:对铜合金导电性能的影响最小,可提高合金时效后的强度,且保持高的电导率,显著提高合金再结晶温度、蠕变强度和抗高温热低周疲劳稳定性能。Ag含量若低于0.5%,则材料时效后强度及再结晶温度等效果提高不明显;但Ag含量若高于0.8%,Ag原子在时效过程中会聚集长大粗化呈球状,降低材料强度及电导率,且成本较高。
Zr:对铜合金导电性能的影响较小,少量的锆可形成细小弥散的析出相,不但可进一步提高合金材料的硬度,延缓和推迟再结晶,还可显著提高铜合金的软化温度,细化再结晶晶粒。Zr含量若低于0.05%,则无法提高或只能少量提高材料软化温度;但Zr含量若高于0.1%,对材料电导率的不利影响开始增加,且成本较高。
Mg:镁是铍青铜中表面活性最大的元素,少量的镁可细化晶粒,使Υ相质点细小均匀地分布,具有一定脱氧作用,提高合金的力学性能和耐蚀性能和高温稳定性,对导电性影响较小。Mg含量若低于0.02%,则对材料细化晶粒作用不明显;但Mg含量若高于0.05%,则材料导电性降低,且易形成硬而脆的MgCu2相,对材料力学性能不利。
所述低铍铜合金材料中杂质元素的不利影响:
Fe:铁虽然能延缓合金再结晶细化晶粒,但过量的Fe会形成富Fe相,从而降低材料的加工性能,还会降低材料的无磁性性能,这对精密仪表材料极为不利,因此严格控制含量≤0.015%。
O:氧对铜合金电导率影响较大,且与铜形成熔点高于热加工温度的共晶相,冷加工时易发生冷脆,因此严格控制含量≤0.005%。
本发明制备方法各工艺的作用如下:
真空熔炼是生产难熔、稀有活性金属的基本方法之一,活性金属化学活动性强(如本申请所用铍、锆、镁元素),在大气下熔铸时会急剧氧化和氮化,形成大量夹杂,通过真空熔炼可获得高纯度、高质量的金属材料,优点是含气量低、杂质少,夹杂尺寸小,缺陷少,加工性能好。
通过将熔点高的不易氧化烧损的原料(Cu、Ni、Co)放在坩埚中下部,大块料间放置小料,坩埚下紧上松,有效防止金属熔化时出现“架桥”现象。易氧化、易吸气的原料后加入,且通过惰性气体加压抑制其氧化或蒸发,有效保证熔炼金属材料的纯度和质量。
自由锻及热轧过程中变形及再结晶使铸态粗大的组织变成细小且均匀的等轴晶粒,使铸锭内的偏析、疏松、夹杂等缺陷得到改善或消除,提高材料的加工性能和力学性能,其截面尺寸减小,便于进行后续塑性加工。
固溶处理可获得均匀的过饱和固溶体,为时效强化作好组织准备,压力加工的中间软化也需进行固溶处理。Ni与Be能形成NiBe及Ni5Be21两种中间化合物,且Ni与Be高温时在Cu中都有较高的溶解度,当温度降低时其溶解度明显减小,故可先经固溶处理得到单一的过饱和α固溶体,再通过时效处理得到沉淀强化效果。
冷拉拔及冷轧过程可获得一定变形程度的板材、带材、线材、棒材及管材,尺寸精确度高,可通过变形量控制形变强化的程度,与时效工艺结合可使材料的综合力学性能更好。
时效处理可使溶于基体中的Be、Ni原子经相变析出形成细小且分布均匀的NiBe及Ni5Be21粒子,阻碍位错及晶界等的移动产生弥散强化。
本发明所述的低铍铜合金,通过添加微量的Ag、Zr、Mg元素,有效提高铜合金的再结晶温度及热稳定性,经冷塑性加工、固溶时效处理后得到的低铍铜合金材料同时具有较高的抗拉强度(可达850-1000MPa)、较高的电导率(50-60%IACS)以及较高的软化温度(可达600℃以上)。有效解决传统铜合金高强度和高导电率相矛盾及高电导率和高软化温度相矛盾的问题。
下面结合附图和具体实施例作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明材料制备工艺参数图;
图2为各实施例与其他含铍铜合金材料的软化温度特性曲线图。
具体实施方式
实施例1
1.配料
取二号无氧铜、电解镍、电解钴、铍珠、高纯银、CuZr14、MgNi20作为原料,除去原料表面锈蚀产物,清除油污、浮液等,烘干待用。按照质量比例Be:0.3%,Ni:1.4%,Co:0.3%,Ag:0.6,Zr:0.07%,Mg:0.04%进行配料。
2.熔炼及浇铸
二号无氧铜、电解镍和电解钴置于坩埚内,其中,电解镍和电解钴装于坩埚中下部,大块料间放置小料,下紧上松,以防止金属熔化时出现“架桥”现象。铍珠、高纯银、CuZr14和MgNi20中间合金置于加料斗内。抽真空,当炉内真空度<30Pa时开始送电熔料,先用中等功率约30KW左右送电,逐渐加大功率至温度升到1250~1350℃,待坩埚内原料全熔后,减小送电功率。全熔后进行第一次精炼,功率25KW,时间20分钟,真空度<10Pa,期间反复倾动坩埚。充氩至7~10kPa,依次加入高纯银、铍珠、CuZr14中间合金,每加一种元素后,都应当加大功率搅拌2~5秒钟,以加速熔化并使之分布均匀。之后进行第二次精炼,功率20KW,时间10分钟,真空度<2Pa。充氩,加入MgNi20中间合金,充分电磁及机械搅拌、震荡5~10秒钟。静置,调温至1170~1250℃,细流连续慢速进行浇铸,待凝固后破真空出炉,冷却后脱模得到铸锭。
3.铣面
铣去铸锭表面氧化皮等,对铸锭取样进行化学成分分析,结果如表1所示。
4.锻造
将铣面的铸锭随炉加热升温至890℃,保温1.5小时,始锻温度890℃,终锻温度不低于780℃。中间回炉再次加热保温且时间不低于15分钟,最终锻打成为截面尺寸为30×30mm的直条并倒角,得到锻坯,着色渗透探伤及超声波探伤。
5.热轧
将锻坯随炉加热升温至920℃,保温1小时,终轧温度不低于820℃,热轧道次为Φ28mm→Φ24mm→Φ22mm→Φ20mm→Φ18mm→Φ16mm→Φ14mm,得到盘圆线材。
6.固溶处理
将盘圆线材升温至920℃后到温装炉,保温1小时,水淬,入水过程时间不超过5秒钟。
7.冷拉拔
固溶处理后的盘圆线材酸洗去除表面氧化皮,烘干后进行冷拉拔加工,加工道次为Φ14mm→Φ7mm→中间热处理(920℃保温30分钟)→酸洗钝化→Φ3mm→中间热处理(920℃保温20分钟)→酸洗钝化→Φ1mm。
8.时效处理
经冷拉拔后的丝材升温至480℃后到温装炉,保温3小时,空冷。
经以上工序加工后,Φ1mm丝材经时效后抗拉强度为920MPa,导电率为57%IACS,软化温度为609℃。
实施例2
1.配料
取二号无氧铜、电解镍、电解钴、铍珠、高纯银、CuZr14、MgNi20作为原料,除去原料表面锈蚀产物,清除油污、浮液等,烘干待用。按照质量比例Be:0.4%,Ni:1.5%,Co:0.35%,Ag:0.7,Zr:0.08%,Mg:0.04%进行配料。
2.熔炼及浇铸
二号无氧铜、电解镍和电解钴置于坩埚内,电解镍和电解钴装在坩埚中下部,大块料间放置小料,下紧上松,防止金属熔化时出现“架桥”现象,铍珠、高纯银、CuZr14和MgNi20中间合金置于加料斗内。抽真空,当炉内真空度<30Pa时开始送电化料,先中等功率约30KW,逐渐加大功率至温度升到1250~1350℃,待坩埚内原料全熔后,减小送电功率。坩埚内原料全熔后进行第一次精炼,功率25KW,时间25分钟,真空度<10Pa,期间反复倾动坩埚。充氩至7~10kPa,依次加入高纯银、铍珠、CuZr14中间合金,每加一种元素后,都应当加大功率搅拌2~5秒钟,以加速熔化并使之分布均匀。之后进行第二次精炼,功率20KW,时间15分钟,真空度<2Pa。充氩,加入MgNi20中间合金,充分电磁及机械搅拌、震荡5~10秒钟。静置,调温至1170~1250℃,细流连续慢速进行浇铸,待凝固后破真空出炉,冷却后脱模,得到铸锭。
3.铣面
铣去铸锭表面氧化皮等,对铸锭取样进行化学成分分析,结果如表1所示。
4.锻造
铣面后的铸锭随炉加热升温至900℃,保温2小时,始锻温度900℃,终锻温度不低于780℃。中间回炉再次加热保温时间不低于20分钟,最终锻打成为截面尺寸为30×30mm的直条并倒角,得到锻坯,着色渗透探伤及超声波探伤。
5.热轧
锻坯随炉加热升温至920℃,保温1.5小时,终轧温度不低于820℃,热轧道次为Φ28mm→Φ24mm→Φ22mm→Φ20mm→Φ18mm→Φ16mm→Φ14mm,得到盘圆线材。
6.固溶处理
盘圆线材升温至950℃后到温装炉,保温1小时,水淬,入水过程时间不超过5秒钟。
7.冷拉拔
固溶处理后的盘圆线材酸洗去除表面氧化皮,烘干后进行冷拉拔加工,加工道次为Φ14mm→Φ7mm→中间热处理(950℃保温30分钟)→酸洗钝化→Φ3mm→中间热处理(950℃保温20分钟)→酸洗钝化→Φ1mm。
8.时效处理
经冷拉拔后的丝材升温至480℃后到温装炉,保温3小时,空冷。
经以上工序加工后,Φ1mm丝材经时效后抗拉强度为954MPa,导电率为55%IACS,软化温度为623℃。
实施例3
1.配料
取二号无氧铜、电解镍、电解钴、铍珠、高纯银、CuZr14、MgNi20作为原料,除去原料表面锈蚀产物,清除油污、浮液等,烘干待用。按照质量比例Be:0.44%,Ni:1.6%,Co:0.4%,Ag:0.8,Zr:0.1%,Mg:0.05%进行配料。
2.熔炼及浇铸
二号无氧铜、电解镍和电解钴置于坩埚内,电解镍和电解钴装在坩埚中下部,大块料间放置小料,下紧上松,防止金属熔化时出现“架桥”现象,铍珠、高纯银、CuZr14和MgNi20中间合金置于加料斗内。抽真空,当炉内真空度<30Pa时开始送电化料,先用中等功率约30KW左右送电,逐渐加大功率至温度升到1250~1350℃,待全熔后,减小送电功率。全熔后进行第一次精炼,功率30KW,时间20分钟,真空度<10Pa,期间反复倾动坩埚。充氩至7~10kPa,依次加入高纯银、铍珠、CuZr14中间合金,每加一种元素后,都应当加大功率搅拌2~5秒钟,以加速熔化并使之分布均匀。之后进行第二次精炼,功率25KW,时间10分钟,真空度<2Pa。充氩,加入MgNi20中间合金,充分电磁及机械搅拌、震荡5~10秒钟。静置,调温至1170~1250℃,细流连续慢速进行浇铸,待凝固后破真空出炉,冷却后脱模得到铸锭。
3.铣面
铣去铸锭表面氧化皮等,对铸锭取样进行化学成分分析,结果如表1所示。
4.锻造
随炉加热升温至920℃,保温2小时,始锻温度920℃,终锻温度不低于800℃。中间回炉再次加热保温时间不低于20分钟,最终锻打成为截面尺寸为30×30mm的直条并倒角,得到锻坯,着色渗透探伤及超声波探伤。
5.热轧
锻坯随炉加热升温至920℃,保温2小时,终轧温度不低于820℃,热轧道次为Φ28mm→Φ24mm→Φ22mm→Φ20mm→Φ18mm→Φ16mm→Φ14mm,得到盘圆线材。
6.固溶处理
盘圆线材升温至920℃后到温装炉,保温1.5小时,水淬,入水过程时间不超过5秒钟。
7.冷拉拔
固溶处理后的盘圆线材酸洗去除表面氧化皮,烘干后进行冷拉拔加工,加工道次为Φ14mm→Φ7mm→中间热处理(920℃保温30分钟)→酸洗钝化→Φ3mm→中间热处理(890℃保温30分钟)→酸洗钝化→Φ1mm。
8.时效处理
经经冷拉拔后的丝材升温至480℃后到温装炉,保温3小时,空冷。
经以上工序加工后,Φ1mm丝材经时效后抗拉强度为989MPa,导电率为51%IACS,软化温度为642℃。
表1各实施例低铍铜合金化学成分(wt%)
元素 | Be | Ni | Co | Ag | Zr | Mg | Fe | O | S | P | Cu |
实施例1 | 0.28 | 1.4 | 0.29 | 0.58 | 0.056 | 0.025 | 0.012 | 0.004 | <0.004 | <0.002 | 余量 |
实施例2 | 0.36 | 1.5 | 0.32 | 0.66 | 0.078 | 0.035 | 0.010 | 0.003 | <0.004 | <0.002 | 余量 |
实施例3 | 0.42 | 1.58 | 0.39 | 0.77 | 0.092 | 0.044 | 0.012 | 0.005 | <0.004 | <0.002 | 余量 |
各实施例与市售TBe2、TBe0.3-1.5及进口C17510的性能对比如表2所示。
表2各实施例与其它铍铜材料性能对比
材料 | 抗拉强度/MPa | 导电率/%IACS | 软化温度/℃ |
实施例1 | 920 | 57 | 609 |
实施例2 | 954 | 55 | 623 |
实施例3 | 989 | 51 | 642 |
国产TBe2 | 1342 | 26 | 442 |
国产TBe0.3-1.5 | 467 | 51 | 350 |
进口C17510 | 783 | 58 | 524 |
Claims (8)
1.一种高强度高软化温度的低铍铜合金,其特征在于,各组分的质量百分比为:Be:0.2-0.5%,Ni:1.0-1.8%,Co:0.15-0.4%,Ag:0.5-0.8%,Zr:0.05-0.1%,Mg:0.02-0.05%,其中,Ni+Co≤2.0%,不可避免的杂质≤0.1%,余量为Cu。
2.根据权利要求1所述的低铍铜合金,其特征在于,各组分的质量百分比为:Be:0.3-0.4%,Ni:1.4-1.6%,Co:0.3-0.4%,Ag:0.6-0.8%,Zr:0.05-0.09%,Mg:0.03-0.04%,余量为Cu。
3.根据权利要求1或2所述的低铍铜合金,其特征在于: 4.5≤(Ni+Co)/Be≤6.0。
4.根据权利要求1所述的低铍铜合金,其特征在于:不可避免的杂质Fe≤0.015wt%、O≤0.005wt%。
5.权利要求1至3任一所述低铍铜合金的制备方法,其特征在于,具有以下步骤:
1)熔炼
按权利要求1或2或3配料,真空熔炼,熔炼温度为1250-1350℃,加料顺序为,Cu、Ni、Co全熔后,在保护气氛下间隔依次加入Ag、Be、Zr、Mg,熔炼完毕,静置后浇注,浇铸温度为1170-1250℃,冷却后脱模得到铸锭;
2)锻造
步骤1)所得铸锭经铣面加工后加热至850-920℃,保温1-3h,始锻温度850-920℃,终锻温度不低于780℃,得到锻坯;
3)热轧
将步骤2)所得锻坯加热至850-950℃,保温1-2h,终轧温度不低于800℃,得到线材;
4)固溶处理
将步骤3)得到的线材升温至890-950℃并保温1-5h,水淬,出炉至入水的时间≤5s;
5)冷塑性加工
将步骤4)固溶处理后的线材酸洗后烘干,多道次冷拉拔或冷轧,每道次加工率70%以上,得到丝材;
6)时效处理
将步骤5)冷塑性加工后的丝材升温至400-520℃保温1-7h,空冷或随炉冷却。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤1)所述熔炼包括以下步骤:
1)在容器内放置Cu、Ni、Co,其中Ni、Co位于容器下部,大块料间放置小块料,容器下部紧实、上部松散;
2)真空炉抽真空度<30Pa,送电升温1250-1350℃至Cu、Ni、Co全熔;
3)第一次精炼,调真空度<10Pa时,充氩至7-10kPa,依次间隔加入Ag、Be、Zr,其中,Zr以CuZr14 中间合金形式加入,每加一种原料后加大送电功率且搅拌2-5s至全熔,精炼时反复摇动容器,精炼时间15-30min;
4)第二次精炼,调真空度<5Pa时,充氩至7-10kPa,加入Mg,Mg以MgNi20 中间合金形式加入,精炼时间10-15min,搅拌、振荡5-10s,静置,调温至1170-1250℃,浇铸凝固脱模得到铸锭。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤1)加入的Cu为二号氧化铜,加入的Ni为电解镍,加入的Co为电解钴。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤5)冷拉拔或冷轧的每道次间需中间热处理、酸洗,其中中间热处理温度为890-950℃,保温20min-1h。
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