【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜镍锡合金的生产，具体涉及一种铜镍锡合金的高温均匀化退火及淬火工艺和应用。
技术介绍
1、在众多的铜合金中，析出强化型合金以铍青铜为主，其优异的性能在制造各类信号开关、电连接器、接插件、继电器等弹性元件上得到广泛应用。但是近年来随着电子通讯行业的迅速发展，国内对合金性能要求的不断提高的同时，对环保意识大大的增强，铍青铜因为其氧化物或其粉尘具有毒性，热稳定性不高，高温抗应变能力低下等缺点，正逐渐被另外一种高强高弹铜合金cu-ni-sn合金取代。
2、铜镍锡合金是一种既具有高强度、高弹及优良耐磨耐蚀性能的高端铜合金材料，特别是cu-15ni-8sn合金的强度最高可达1300mpa以上，与高强钢和铍铜相当，在海水或酸性、油气环境下的耐蚀性能以及高负载条件下的耐磨性能均优于铍铜、铝青铜，可满足航空航天、通讯电子等行业用高强度高弹性电子元器件。
3、铜镍锡合金中的镍含量和锡含量极高，且熔点相差较大，cuni为无限固溶体，但室温下sn元素在cuni基体中固溶度极低，故在合金凝固过程极易出现枝晶偏析，sn元素会通过树枝晶间的间距造成偏聚，导致sn元素分布极不均匀，在后续加工热处理过程会出现裂边、表面裂纹等缺陷。工业上就需要把铸坯在梯度加热，高温下长时间扩散，达到sn元素在基体中的固溶度，在快速冷却过程中得到过饱和固溶体，获得良好的加工组织。
4、经过大量的工业试验，该合金铸坯高温均匀化淬火过程可消除枝晶偏析，但仍然存在较严重的难题：（1）极易造成快速淬火过程中裂边问题；（2）合金属于析出硬化合
5、目前，该cu-ni-sn系合金铸坯高温均匀化淬火工艺技术是整体工艺过程中核心关键工艺，国内仅有中色奥博特首次利用台车箱式淬火炉用于铜合金带坯均匀化退火，并实现快速淬火的效果，既确保cu-ni-sn系合金铸坯消除枝晶，又达到了快速固溶的效果。这就需要一种高强高弹cu-ni-sn合金带箔及高温均匀化淬火工艺，解决组织均匀化及高温快速淬火应力开裂技术难题，提高成材率，以适应现阶段的工业发展需要是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的铜镍锡合金凝固过程极易出现枝晶偏析，后续加工热处理过程会出现裂边、表面裂纹等缺陷，本专利技术提供了一种高强高弹cu-ni-sn合金带箔材高温均匀化淬火工艺，解决了高强高弹cu-ni-sn合金传统熔炼铸造坯锭枝晶偏析及高温均匀化淬火开裂技术难题，可大大的节省制造成本、提高生产效率。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种铜镍锡合金高温均匀化退火和淬火工艺，将铜镍锡合金铸坯以80-120℃/h的速度升温，升温至450~550℃时保温2~5小时，升温至750~820℃时保温8-10h，升温至850~900℃保温13~16h，然后炉冷至750℃以下出炉水冷淬火，淬火温度为680-750℃。
4、进一步地，高温均匀化退火工艺为将铜镍锡合金铸坯升温至500℃时保温2~5小时，升温至800℃时保温8-10h，升温至880℃保温15h。
5、进一步地，所述的铜镍锡合金铸坯的成分比例为：2%～21%ni，3%～9%sn，0.1%～0.5%zn，0.1%～0.5%mn，0.05%～0.1%p，余量的cu以及不可避免的杂质；所述的百分含量为重量百分含量。
6、进一步地，所述的铜镍锡合金铸坯的成分比例为：14~16%ni，7~9%sn，0.2~0.5%mn，0.1~0.3%zn，0.05%～0.1%p，其余为铜和低于0.2%的杂质；或19~21%ni，4~6%sn，0.2~0.5%mn，0.1~0.3%zn，不大于0.5%的fe，其余为铜和低于0.2%的杂质。
7、进一步地，所述的退火过程中氮气保护。
8、进一步地，所述的退火及快速淬火采用台车箱式炉。
9、进一步地，所述的铜镍锡合金铸坯为厚10-18mm、宽400-700mm的水平连铸坯。
10、进一步地，所述的铜镍锡合金用于制备厚度0.04-0.15mm的铜镍锡合金带箔材。
11、本专利技术取得的有益效果为：
12、（1）本专利技术还提供了一种特定比例配方下的高强高弹铜镍锡合金高温均匀化退火和淬火工艺，解决了高强高弹铜镍锡合金传统熔炼铸造坯锭枝晶偏析及高温均匀化淬火开裂技术难题，可大大的节省制造成本、提高生产效率。
13、（2）本专利技术中的合金铸坯经高温均匀化及后续加工热处理，获得厚度0.04-0.15mm高强高弹铜镍锡合金带箔材，该产品具有较高的强度、高弹性及优良的耐磨耐蚀性能，可满足航空航天、通讯电子等行业用高强度高弹性电子元器件。
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1.一种铜镍锡合金高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，将铜镍锡合金铸坯以80-120℃/h的速度升温，升温至450~550℃时保温2~5小时，升温至750~820℃时保温8-10h，升温至850~900℃保温13~16h，然后炉冷至750℃以下出炉水冷淬火，淬火温度为680-750℃。
2.根据权利要求1所述的高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，高温均匀化退火工艺为将铜镍锡合金铸坯升温至500℃时保温2~5小时，升温至800℃时保温8-10h，升温至880℃保温15h。
3.根据权利要求1所述的高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，所述的铜镍锡合金铸坯的成分比例为：2%～21%Ni，3%～9%Sn，0.1%～0.5%Zn，0.1%～0.5%Mn，0.05%～0.1%P，余量的Cu以及不可避免的杂质；
4.根据权利要求3所述的高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，所述的铜镍锡合金铸坯的成分比例为：14~16%Ni，7~9%Sn，0.2~0.5%Mn，0.1~0.3%Zn，0.05%～0.1%P，其余为铜和低于0.2%的杂质；或19~21%Ni
5.根据权利要求1所述的高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，所述的退火过程中氮气保护。
6.根据权利要求1所述的高温均匀化退火及和淬火工艺，其特征在于，所述的退火及快速淬火采用台车箱式炉。
7.根据权利要求1所述的高温均匀化退火及和淬火工艺，其特征在于，所述的铜镍锡合金铸坯为厚10-18mm、宽400-700mm的水平连铸坯。
8.根据权利要求1所述的高温均匀化退火及和淬火工艺，其特征在于，所述的铜镍锡合金用于制备厚度0.04-0.15mm的铜镍锡合金带箔材。
...【技术特征摘要】
1.一种铜镍锡合金高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，将铜镍锡合金铸坯以80-120℃/h的速度升温，升温至450~550℃时保温2~5小时，升温至750~820℃时保温8-10h，升温至850~900℃保温13~16h，然后炉冷至750℃以下出炉水冷淬火，淬火温度为680-750℃。
2.根据权利要求1所述的高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，高温均匀化退火工艺为将铜镍锡合金铸坯升温至500℃时保温2~5小时，升温至800℃时保温8-10h，升温至880℃保温15h。
3.根据权利要求1所述的高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，所述的铜镍锡合金铸坯的成分比例为：2%～21%ni，3%～9%sn，0.1%～0.5%zn，0.1%～0.5%mn，0.05%～0.1%p，余量的cu以及不可避免的杂质；
4.根据权利要求3所述的高温均匀化退火和淬火工艺，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：佟庆平，吕文波，盖兆冰，马刚，苏花鲜，
申请(专利权)人：中色正锐山东铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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