【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜合金材料，具体涉及一种钛青铜合金材料及其制备方法。
技术介绍
1、钛青铜合金具有高强高弹等优异综合性能，被广泛应用于航空航天、高端电子连接器、框架材料等领域。在目前已知的1000 mpa级导电用铜合金中，钛青铜合金具有变形加工性能优异、绿色环保、原料成本较低等特性，并逐渐成为超高强导电用铜合金的研究重点。ti元素的添加在时效过程中形成纳米级的β'-cu4ti相，为钛青铜提供了出色的沉淀强化效果。与此同时，以固溶体形式存在的ti原子加剧了基体的晶格畸变，在常见的合金化方式中，ti元素对导电性能的影响也十分显著。在钛青铜合金的时效析出过程中，ti原子首先转变为富ti区和贫ti区，并随着ti原子扩散逐渐转变为亚稳态的β'-cu4ti相。而随着时效温度的升高和保温时间的延长，钛青铜合金内的第二相组织逐渐发生不连续析出转变，形成稳态的β-cu4ti相。
2、随着先进电子及导体材料的轻薄化和轻量化发展，同步提高合金的强度及导电性能是超高强导电用铜合金发展的研究重点。然而，ti原子的不充分扩散极大的限制了钛青铜合金的综合性能。时效温度的提高促进了β'-cu4ti相的析出，但也加剧了不连续析出相的转变，并显著降低合金的强度及导电性能。
3、因此，针对钛青铜合金强度及导电性能的协同提升，仍然是目前制备综合性能优异的超高强导电用铜合金亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种钛青铜合金材料及其制备方法，本专利技术提供的制备方法得到的钛青铜合
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种钛青铜合金材料的制备方法，所述钛青铜合金材料包括以下质量百分含量的组分：ti 1.5~5wt.%，fe 0.06~0.5wt.%，余量为cu；
4、包括以下步骤：
5、将所述钛青铜合金材料的制备原料进行真空铸造，得到钛青铜合金铸锭；
6、将所述钛青铜合金铸锭进行热轧处理，所述热轧处理的热初轧温度大于热终轧温度，得到热轧态的钛青铜合金；
7、将所述热轧态的钛青铜合金进行冷轧处理，得到冷轧态的钛青铜合金；
8、将所述冷轧态的钛青铜合金进行时效处理，得到所述钛青铜合金材料。
9、优选的，所述真空铸造包括以下步骤：
10、将所述钛青铜合金材料的制备原料进行熔炼，得到熔体；所述钛青铜合金材料的制备原料包括纯铜、纯钛和铜铁中间合金，所述熔炼的温度为1150~1250℃；
11、将所述熔体依次进行保温处理、浇铸处理和在水中淬火冷却，得到钛青铜合金铸锭；所述保温处理的温度为1200~1250℃，保温时间为20~30min。
12、优选的，所述热轧处理为多道次热轧处理，首道次热轧处理（热初轧）的温度为800~850℃，最后一道次热轧处理（热终轧）的温度为400~650℃。
13、优选的，所述热轧处理的总变形量为60~75%；
14、所述热轧处理结束后的冷却方式为：在水中淬火冷却至室温。
15、优选的，所述冷轧处理的总真应变量为1.8~5；每道次冷轧处理的变形量为15~50%。
16、优选的，所述冷轧处理为不含中间时效处理的一步冷轧处理或者含中间时效处理的多步冷轧处理。
17、优选的，所述冷轧处理为多为含中间时效处理的多步冷轧处理，首次时效处理前的冷轧真应变量大于0.8。
18、优选的，所述含中间时效处理的多步冷轧处理包括依次进行：第一步冷轧处理、中间时效处理和第二步冷轧处理。
19、优选的，所述时效处理的温度为200~450℃，保温时间为1~8h。
20、本专利技术提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的钛青铜合金材料。
21、本专利技术提供了上述技术方案所述的钛青铜合金材料在电子弹性元件或电子接插件中的应用。
22、本专利技术提供了一种钛青铜合金材料的制备方法，所述钛青铜合金材料包括以下质量百分含量的组分：ti 1.5~5wt.%，fe 0.06~0.5wt.%，余量为cu；包括以下步骤：将所述钛青铜合金材料的制备原料进行真空铸造，得到钛青铜合金铸锭；将所述钛青铜合金铸锭进行热轧处理，所述热轧处理的热初轧温度大于热终轧温度，得到热轧态的钛青铜合金；将所述热轧态的钛青铜合金进行冷轧处理，得到冷轧态的钛青铜合金；将所述冷轧态的钛青铜合金进行时效处理，得到所述钛青铜合金材料。在本专利技术中，钛青铜合金铸锭依靠热轧处理实现ti原子的固溶控制和成分分布。ti元素的析出是钛青铜合金具有优异力学性能的关键因素。在常规的固溶-时效加工中，过饱和的ti原子经过充分的固溶处理后均匀地分布在基体中，并在时效处理后经由早期短程有序结构和富ti区和贫ti区阶段，最终连续析出形成β'-cu4ti相。然而，ti在铜合金中的扩散较为缓慢，实现β'-cu4ti相的充分析出往往十分困难。在常见合金化元素中，ti元素对铜合金导电性能的影响十分显著，因此ti原子在铜基体中的不充分析出是抑制钛青铜合金强度及导电性能提升的关键因素。本专利技术采用热轧处理，在钛青铜合金的热轧加工过程中，热轧处理的高温变形可以有效促进初生相断裂回溶，以及铸态晶内偏析的消除。与此同时，随着热轧处理过程钛青铜锭坯的逐渐温降，ti元素逐渐沿着晶界分布，并在高温相区下倾向于以稳态β-cu4ti相的形式析出。然而，热变形过程抑制了过饱和的ti元素在晶界的析出，随着热轧温度的逐渐降低，本专利技术中ti原子的扩散能力逐渐减弱，ti元素仅在晶界处形成成分富集，然后在后续冷轧过程中，晶粒被逐渐拉长，ti元素在时效处理后在纤维状变形晶粒外富集，形成ti元素的条带状分布。由此，本专利技术有效改善了ti元素在合金中的分布，形成ti元素的条带状分布。而且，本专利技术中fe元素的添加可以通过形成初生ti-fe相有效细化钛青铜合金的铸态晶粒尺寸，并在热轧过程中抑制晶界的迁移。与此同时，热轧也可以有效避免固溶处理后的晶粒粗化，进一步提高钛青铜合金的组织均匀性。本专利技术所得到的热轧态钛青铜合金平均晶粒尺寸小于5 μm；更优地，平均晶粒尺寸仅有3.5 μm。综上所述，本专利技术显著提高钛青铜合金材料的综合性能；本专利技术中的钛青铜合金在形变热处理加工后抗拉强度和电导率分别可以达到1100 ~ 1300 mpa和15~19 %iacs，广泛适用于超高强度导电用连接器、弹性元件等领域。同时，本专利技术缩短工艺流程、提高生产效率；本专利技术不需经过固溶处理，可显著缩短钛青铜合金的生产周期，促进钛青铜带材的短流程化生产。剧烈冷塑性变形显著加快了ti元素形核及析出过程，这使得钛青铜合金的沉淀强化速率提高、峰时效速率加快，有助于进一步改善钛青铜合金的生产效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钛青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述钛青铜合金材料包括以下质量百分含量的组分：Ti 1.5~5wt.%，Fe 0.06~0.5wt.%，余量为Cu；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空铸造包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热轧处理为多道次热轧处理，首道次热轧处理的温度为800~850℃，最后一道次热轧处理的温度为400~650℃。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述热轧处理的总变形量为60~75%；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷轧处理的总真应变量为1.8~5；每道次冷轧处理的变形量为15~50%。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述冷轧处理为不含中间时效处理的一步冷轧处理或者含中间时效处理的多步冷轧处理。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述冷轧处理为含中间时效处理的多步冷轧处理，首次时效处理前的冷轧真应变量大于0.8。
8.根据权利要求6所述的制备方法，
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述时效处理的温度为200~450℃，保温时间为1~8h。
10.权利要求1~9任一项所述的制备方法制备得到的钛青铜合金材料。
...【技术特征摘要】
1.一种钛青铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述钛青铜合金材料包括以下质量百分含量的组分：ti 1.5~5wt.%，fe 0.06~0.5wt.%，余量为cu；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空铸造包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热轧处理为多道次热轧处理，首道次热轧处理的温度为800~850℃，最后一道次热轧处理的温度为400~650℃。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述热轧处理的总变形量为60~75%；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷轧处理的总真应变量为1.8~5；每道次冷轧处理的变形量为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭丽军，朱云卿，解浩峰，杨振，罗威，
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。