本发明专利技术提供了一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金及其制备方法，属于铜合金材料技术领域。本发明专利技术提供的超高强耐应力松弛导电弹性铜合金包括如下质量百分比的组分：Ti 2～4％，Mg 0.2～0.6％，Cr 0.2～0.5％，Si 0.02～0.05％和余量Cu。本发明专利技术提供的超高强耐应力松弛导电弹性铜合金添加Ti、Cr和Si元素能够在铜合金中形成多种析出相，同时添加Mg元素能够利用其固溶在铜合金中有效调控各析出相析出行为，能够有效提高铜合金的力学性能、导电性和耐应力松弛能力。耐应力松弛能力。
【技术实现步骤摘要】
一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金及其制备方法
[0001]本专利技术涉及铜合金材料
，尤其涉及一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着现代化科学技术的发展，电子信息、5G通讯、智能终端等高端技术行业处于高速发展阶段，对接插件、连接器等弹性元件用铜基弹性合金的需求量日益增加。同时，对铜基弹性合金的性能提出了更加苛刻的要求，如合金要求具有高强度、高弹性、高抗应力松弛、优良折弯成形等性能。目前国内市场上铜基弹性合金主要以锡磷青铜和铍青铜等材料为主，由于锡磷青铜合金的弹性性能和抗应力松弛性能较差，大多数应用于对弹性性能要求较低的使用环境中。而铍青铜作为有色金属材料弹性之王，具有其他材料不可比拟的性能优势，但由于铍对人的健康和环境具有严重的损害作用，且铍青铜合金的加工工艺复杂和实际生产难度大，同时该合金在超过150℃环境下长时间工作时，合金的抗应力松弛性能降低明显，造成弹性元器件的失效。另外，铍青铜合金的折弯成形性能较差，无法制备小型化的弹性元件。
[0003]目前，铜合金主要依靠添加较多的强化元素以提高性能，但是其中的强化元素形成的析出相数量与分布不易控制，容易导致铜合金硬脆性增加，从而引发抗应力松弛性能、弹性、强度和抗弯折等性能变差，难以满足使用需求。
[0004]因此，亟须提供一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金，使其能应用高温环境下，同时还具有超高强度、高弹、高抗应力松弛、优良折弯成形性能。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金及其制备方法，本专利技术提供的超高强耐应力松弛导电弹性铜合金具有较高的强度和弹性，同时抗应力松弛性能和抗弯折性能优良。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金，包括如下质量百分比的组分：Ti 2～4％，Mg 0.2～0.6％，Cr 0.2～0.5％，Si 0.02～0.05％和余量Cu。
[0008]优选地，所述超高强耐应力松弛导电弹性铜合金还包括可选元素；所述可选元素包括Nd、Ta和Zr元素中的至少一种。
[0009]优选地，所述可选元素的总质量分数为0.002～0.025％。
[0010]优选地，所述可选元素中的Nd的质量分数为0.005～0.01％，Ta的质量分数为0.002～0.01％，Zr的质量分数为0.002～0.005％。
[0011]优选地，所述铜合金包括合金基体和弥散分布于所述合金基体中的析出相；所述析出相包括面心立方结构的球形Cr3Si相、面心立方结构的球形TiCr2相和MoNi4型结构的β
′‑
Cu4Ti相；所述球形Cr3Si相的粒径为50～100nm；所述球形TiCr2相的粒径为10～20nm；所
述β
′‑
Cu4Ti相的粒径为5～20nm。
[0012]优选地，所述铜合金包括如下体积分数的织构：(001)[100]织构2～20％，(112)[11
‑
1]织构5～15％，(110)[001]织构10～20％，(011)[2
‑
11]织构5～15％，(123)[63
‑
4]织构5～15％，(012)[100]织构5～15％，(124)[21
‑
1]织构5～20％，(113)[12
‑
1]织构5～20％和(362)[8
‑
53]织构5～10％。
[0013]本专利技术还提供了上述技术方案所述的超高强耐应力松弛导电弹性铜合金的制备方法，包括如下步骤：
[0014](1)将合金原料进行熔炼后铸造，得到铜合金铸锭；
[0015](2)将所述步骤(1)得到的铜合金铸锭依次进行热轧、固溶处理和一次时效处理，得到预变形铜合金；
[0016](3)将所述步骤(2)得到的预变形铜合金依次进行一次冷轧和二次时效处理，得到再变形铜合金；所述一次冷轧的总变形量为70～90％；
[0017](4)将所述步骤(3)得到的再变形铜合金依次进行二次冷轧和退火处理，得到超高强耐应力松弛导电弹性铜合金；所述二次冷轧的总变形量为40～60％。
[0018]优选地，所述步骤(2)中固溶处理的保温温度为850～950℃，固溶处理的保温时间为4～6h。
[0019]优选地，所述步骤(2)中一次时效处理的保温温度为400～550℃，一次时效处理的保温时间为4～12h。
[0020]优选地，所述步骤(3)中二次时效处理的保温温度为300～500℃，二次时效处理的保温时间为1～8h。
[0021]本专利技术提供了一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金，包括如下质量百分比的组分：Ti 2～4％，Mg 0.2～0.6％，Cr 0.2～0.5％，Si 0.02～0.05％和余量Cu。本专利技术提供的超高强耐应力松弛导电弹性铜合金，通过添加Ti元素可以与部分Cr元素形成TiCr2相，也可以与铜合金中的Cu元素形成β
′‑
Cu4Ti相，以析出强化的机制提高铜合金的性能；同时Cr元素还可以与Si元素形成Cr3Si相，与TiCr2相共同配合协同增强铜合金的性能；并且，通过添加Mg元素可以固溶在铜合金基体中，以固溶强化机制提高铜合金性能的同时还能够调控析出相的析出行为，从而进一步提高铜合金的性能。实施例的结果表明，本专利技术提供的超高强耐应力松弛导电弹性铜合金的抗拉强度为900～1100MPa，屈服强度为850～1000MPa，延伸率为1～5％，弹性模量E为120～130GPa，200℃下1000h抗应力松弛率为80～90％，抗软化温度为500～600℃，导电率为20～30％IACS，带材横纵截面90
°
方向的R/T比为0～1，且未出现任何开裂问题。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金，包括如下质量百分比的组分：Ti 2～4％，Mg 0.2～0.6％，Cr 0.2～0.5％，Si 0.02～0.05％和余量Cu。
[0023]以质量百分比计，本专利技术提供的超高强耐应力松弛导电弹性铜合金包括2～4％的Ti，优选为2.2～3.8％，更优选为2.5～3.5％，最优选为2.8～3.2％。本专利技术通过添加Ti元素可以与部分Cr元素形成TiCr2相，也可以与铜合金中的Cu元素形成β
′‑
Cu4Ti相，以析出强化的机制提高铜合金的性能。
[0024]以质量百分比计，本专利技术提供的超高强耐应力松弛导电弹性铜合金包括0.2～0.6％的Mg，优选为0.25～0.55％，更优选为0.3～0.5％，最优选为0.35～0.45％。本申请通过添加Mg元素可以固溶在铜合金基体中，以固溶强化机制提高铜合金性能的同时还能够调控析出相的析出行为，从而进一步提高铜合金的性能。
[0025]以质量百分比计，本专利技术提供的超高强耐应力松弛导电弹性铜本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超高强耐应力松弛导电弹性铜合金，包括如下质量百分比的组分：Ti 2～4％，Mg 0.2～0.6％，Cr 0.2～0.5％，Si 0.02～0.05％和余量Cu。2.如权利要求1所述的铜合金，其特征在于，所述超高强耐应力松弛导电弹性铜合金还包括可选元素；所述可选元素包括Nd、Ta和Zr元素中的至少一种。3.如权利要求2所述的铜合金，其特征在于，所述可选元素的总质量分数为0.002～0.025％。4.如权利要求2或3所述的铜合金，其特征在于，所述可选元素中的Nd的质量分数为0.005～0.01％，Ta的质量分数为0.002～0.01％，Zr的质量分数为0.002～0.005％。5.如权利要求1或2所述的铜合金，其特征在于，所述铜合金包括合金基体和弥散分布于所述合金基体中的析出相；所述析出相包括面心立方结构的球形Cr3Si相、面心立方结构的球形TiCr2相和MoNi4型结构的β
′‑
Cu4Ti相；所述球形Cr3Si相的粒径为50～100nm；所述球形TiCr2相的粒径为10～20nm；所述β
′‑
Cu4Ti相的粒径为5～20nm。6.如权利要求1或2所述的铜合金，其特征在于，所述铜合金包括如下体积分数的织构：(001)[100]织构2～20％，(112)[11
‑
1]织构5～15％，(110)[001]织构10～20％，(011)[2
‑
【专利技术属性】
技术研发人员：彭丽军，黄国杰，米绪军，解浩峰，杨振，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。