CN110983098B - 一种易车削的铜钛碲合金及其制作方法 - Google Patents

一种易车削的铜钛碲合金及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种易车削的铜钛碲合金及其制作方法，该合金包括如下质量百分比的元素：钛2.9％～3.4％、碲0.25％～0.65％、其余为铜，该方法步骤包括配料、熔化精炼、水平铸造、均匀化退火、塑性加工和中间热处理，通过该方法得到的碲合金，应为改善了车削性能，可以实现传统铜钛合金在棒线材形态上的应用可替代铍铜合金棒材用于制造有高强高导无磁抗疲劳抗腐蚀的电子元器件零件的制造，同时，碲的加入减少了铜钛合金高温强度的衰减，碲的加入改善了钛在铜基体中的固溶度和强化析出相的弥散度。

Description

一种易车削的铜钛碲合金及其制作方法
技术领域
本发明涉及金属材料加工工艺领域，具体是一种易车削的铜钛碲合金及其制作方法。
背景技术
钛铜合金具有高强度、高弹性、耐热性、抗疲劳性优异以及良好的弯曲性能。铜钛合金因其高的热强性和无磁性、良好的耐腐蚀性，同时因其强度与钢材的强度相当，但重量却是钢材的57％，因此常被应用于航空、航天、通讯、医疗电子元精密车削加工部件的原料。
现有技术中，铜钛合金的形状多为板带材冲压成部件使用，因其材料的特性难以进行车削加工，因此无法作为棒材形态应用，目前只能使用高铍含量的铍铜易车削合金棒材，但是因为材料铍元素是稀有金属同时制作过程需要防毒害保护，欧盟已明确于2020年限制使用含铍材料，所以本合金因为具有的环保性而对其具有替代作用。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种易车削的铜钛碲合金及其制作方法，可以用于制作棒材，便于车削加工，增加了该合金使用场合的灵活性。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种易车削的铜钛碲合金，它包括如下质量百分比的元素：钛2.9％～3.5％、碲0.25％～0.65％、杂质总和≦0.7％(wt),其余为铜。
一种易车削的铜钛碲合金的制作方法，该方法包括如下步骤：
(1)、将含钛10％的铜钛中间合金、碲和阴极铜按照上述比例范围称重；
(2)、将熔融后的金属连续铸造成为直径8mm～50mm的棒线管铸坯；
(3)、均匀化扩散退火；
(4)、经塑性加工后再结合软化退火热处理、成品固溶热处理、时效沉淀热处理工艺温度，最后成为成品规格。
作为本发明的进一步优选，步骤(2)中的铸造为水平连铸。
作为本发明的进一步优选，步骤(3)均匀化退火的温度为780℃-850℃，退火时间为3h-10h。
作为本发明的进一步优选，步骤(4)中所述的塑性加工方法为轧制、挤压、锻造、拉拔中的一种或多种。
作为本发明的进一步优选，步骤(4)中，软化退火热处理温度560℃-700℃，退火时间为1h-2h，成品固溶热处理温度830℃-850℃，处理时间为1h-2h，时效沉淀热处理工艺的温度为420℃-470℃，处理时间为2h-4h。
有益效果：本发明所述的一种易车削的铜钛碲合金及其制作方法，与现有技术相比，具有以下优点：
1、替代铍铜合金棒材，铍为稀有有毒元素；
2、相对于铜钛合金而言，因碲的加入，该配比的合金的车削性能更好；
3、碲的加入减少了铜钛合金高温强度的衰减；
4、碲的加入改善了钛在铜基体中的固溶度和强化析出相的弥散度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明所述的一种易车削的铜钛碲合金及其制作方法，采用配料、融化精炼、铸造、均匀化退火、塑性加工和中间热处理等实施步骤，通过水平连铸的方法，得到铜钛碲的线棒材铸坯，通过该方法得到的铜钛碲合金替代铍铜合金棒材，车削性能更好；碲的加入减少了铜钛合金高温强度的衰减；碲的加入改善了钛在铜基体中的固溶度和强化析出相的弥散度。
实施例1
(1)、将含钛10％的铜钛中间合金、碲和阴极铜称重，其中钛2.9％、碲0.25％、杂质总和≦0.7％(wt),其余为铜；
(2)、将熔融后的金属连续铸造成为直径8mm的棒线管铸坯；
(3)、均匀化扩散退火，均匀化退火的温度为780℃，退火时间为3h；
(4)、经轧制加工后再结合软化退火热处理、成品固溶热处理、时效沉淀热处理工艺温度，最后成为成品规格，其中，软化退火热处理温度560℃，退火时间为1h，成品固溶热处理温度830℃，处理时间为1h，时效沉淀热处理工艺的温度为420℃，处理时间为2h。
实施例2
(1)、将含钛10％的铜钛中间合金、碲和阴极铜称重，其中钛3％、碲0.5％、杂质总和≦0.7％(wt),其余为铜；
(2)、将熔融后的金属连续铸造成为直径30mm的棒线管铸坯；
(3)、均匀化扩散退火，均匀化退火的温度为800℃，退火时间为8h；
(4)、经挤压、锻造加工后再结合软化退火热处理、成品固溶热处理、时效沉淀热处理工艺温度，最后成为成品规格，其中，软化退火热处理温度600℃，退火时间为1.5h，成品固溶热处理温度840℃，处理时间为1.2h，时效沉淀热处理工艺的温度为450℃，处理时间为3h。
实施例3
(1)、将含钛10％的铜钛中间合金、碲和阴极铜称重，其中钛3.5％、碲0.65％、杂质总和≦0.7％(wt),其余为铜；
(2)、将熔融后的金属连续铸造成为直径50mm的棒线管铸坯；
(3)、均匀化扩散退火，均匀化退火的温度为850℃，退火时间为10h；
(4)、经锻造、拉拔加工后再结合软化退火热处理、成品固溶热处理、时效沉淀热处理工艺温度，最后成为成品规格，其中，软化退火热处理温度700℃，退火时间为2h，成品固溶热处理温度850℃，处理时间为2h，时效沉淀热处理工艺的温度为470℃，处理时间为4h。
实验对比
含碲的铜钛合金相对车削性能(以铅黄铜H63-3为基准100％)为70％-82％，不含碲的铜钛合金切削性能为15～30％，提升至250％，软化温度(高温软化点)比不含碲的450℃高出100℃～120℃，抗拉强度由1100MPa提升至1260MPa。

Claims (3)

1.一种易车削的铜钛碲合金的制作方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)、将如下质量百分比的元素称重：钛2.9％～3.5％、碲0.25％～0.65％、杂质总和≦0.7％(wt),其余为铜；
(2)、将熔融后的金属连续铸造成为直径8mm～50mm的棒线管铸坯；
(3)、均匀化扩散退火，均匀化退火的温度为780℃-850℃，退火时间为3h-10h；
(4)、经塑性加工后再结合软化退火热处理、成品固溶热处理、时效沉淀热处理工艺温度，最后成为成品规格，软化退火热处理温度560℃-700℃，退火时间为1h-2h，成品固溶热处理温度830℃-850℃，处理时间为1h-2h，时效沉淀热处理工艺的温度为420℃-470℃，处理时间为2h-4h。
2.根据权利要求1所述的一种易车削的铜钛碲合金的制作方法，其特征在于：步骤(2)中的铸造为水平连铸。
3.根据权利要求1所述的一种易车削的铜钛碲合金的制作方法，其特征在于：步骤(4)中所述的塑性加工方法为轧制、挤压、锻造、拉拔中的一种或多种。
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