【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜合金轧制，具体涉及一种组织梯度钛青铜合金及其制备方法。
技术介绍
1、钛青铜合金作为一种新型功能结构一体化合金在高端电子通讯、轨道交通和航空航天领域有着广泛的应用，但是目前如何在不损伤合金导电率的前提下实现合金强度的提升是当今铜合金加工领域的难题。
2、梯度材料是一种内部成分或结构逐渐变化的材料，其可以结合不同材料的优势以满足特定需求。目前梯度材料的制备常采用超声喷丸、激光熔覆和等离子喷涂等方法，这些制备工艺存在制备周期长、成本高昂等特点，因此亟须寻找一种高效的制备工艺以实现钛青铜合金的梯度化制备。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的目的在于提出一种组织梯度钛青铜合金及其制备方法，本专利技术能够在钛青铜合金中引入组织梯度结构，以实现钛青铜合金强度的提升，同时制备方法周期相对较短，能够降低成本。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，包括如下过程：
4、预处理过程：在钛青铜合金板材表面均匀铺设第一粒径范围的高熵合金粉末，然后再对钛青铜合金板材进行固溶处理，得到第一组合材料；或者，先对钛青铜合金板材进行固溶处理，再在钛青铜合金板材表面均匀铺设第一粒径范围的高熵合金粉末，得到第二组合材料；
5、轧制过程：对所述第一组合材料或第二组合材料进行轧制，轧制完成后，将钛青铜合金板材表面的第一粒径范围的高熵合金粉末去除，得到第一轧制板材；
6、将所
7、优选的，所述第一粒径范围为25~30μm，第二粒径范围为10~15μm。
8、优选的，所述高熵合金粉末铺设的厚度为0.08~12mm。
9、优选的，所述高熵合金粉末采用0.1alcocrfeni高熵合金粉末。
10、优选的，钛青铜合金板材进行固溶处理时的温度为700℃~900℃，保温时间为5~10分钟。
11、优选的，轧制过程中，轧制速度控制在0.6m/s-0.8 m/s，变形量控制在27%~33%。
12、优选的，以质量百分数计，所述钛青铜合金中，钛含量为3%~4.5%，余量为铜和不可避免的杂质。
13、优选的，本专利技术组织梯度钛青铜合金的制备方法还包括如下过程：
14、对第二轧制板材施加超声振动，以去除第二轧制板材的残余应力。
15、优选的，对第二轧制板材施加超声振动时，将第二轧制板材用夹持装置夹持住，并通过夹持装置对第二轧制板材施加频率为18~22khz、振幅为25~50μm的振动。
16、本专利技术还提供了一种组织梯度钛青铜合金，所述组织梯度钛青铜合金通过本专利技术如上所述的制备方法制得。
17、本专利技术具有如下有益效果：
18、本专利技术组织梯度钛青铜合金的制备方法，在钛青铜合金板材表面均匀铺设高熵合金粉末，那么在后续的轧制过程中，高熵合金粉末中的金属颗粒在轧制力作用下能够挤压钛青铜合金板材表面，这样在钛青铜合金板材表面引入残余应力，进而达到钛青铜合金板材表面层晶粒细化，提高材料表面硬度的目的。第二粒径范围小于第一粒径范围，是因为较小的粒径能够提供更加细致的表面处理效果。利用第二粒径范围的高熵合金粉末能够填补第一粒径范围的高熵合金粉末轧制后留下的微小凹坑和不规则之处，从而使第二次轧制后的钛青铜合金板材表面更加平滑和均匀。同时，在第一次轧制中已经引入了显著的表面变形和应力。如果第二次轧制继续使用大粒径粉末，可能会导致过度强化，反而在表面形成新的缺陷。可以看出本专利技术能够现钛青铜合金强度的提升。同时相比于现有的超声喷丸、激光熔覆和等离子喷涂等方法，本专利技术通过轧制的方式在在钛青铜合金中引入组织梯度结构，轧制具有快速、高效、易于实施的特点，因此本专利技术的制备方法周期相对较短，能够降低成本。
19、进一步的，由于上述轧制过程会对钛青铜合金板材引入大量的残余应力，降低试件的服役期限，而传统的去应力退火工艺难以使用于钛青铜合金原因如下：1.钛青铜合金在退火过程中会产生连续/不连续析出相转变，严重影响合金的组织-力学性能。2.退火处理会破坏引入的梯度结构。因此本专利技术提出了一种新的去除残余应力的手段，即对第二轧制板材施加超声振动，来以去除第二轧制板材的残余应力。其原理是对钛青铜合金板材施加的振动应力与钛青铜合金内部的残余应力矢量和大于钛青铜合金材料的屈服极限时，钛青铜合金内部位错塞积开通，引起缺陷区大量位错滑移，位错滑移使钛青铜合金内部暂时平衡的弹性变形变为塑性变形，残余应力得以释放，应力集中处的应力变小，峰值残余应力明显下降，位错条数增多，密度增大。引入超声震动处理可以有效释放合金中的残余应力，提高服役性能。
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1.一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，包括如下过程：
2.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，所述第一粒径范围为25~30μm，第二粒径范围为10~15μm。
3.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，所述高熵合金粉末铺设的厚度为0.08~0.12mm。
4.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，所述高熵合金粉末采用0.1AlCoCrFeNi高熵合金粉末。
5.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，钛青铜合金板材进行固溶处理时的温度为700℃~900℃，保温时间为5~10分钟。
6.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，轧制过程中，轧制速度控制在0.6m/s-0.8 m/s，变形量控制在27%~33%。
7.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，以质量百分数计，所述钛青铜合金中，钛含量为3%~4.5%，余量为铜和不可避免的杂质。<...
【技术特征摘要】
1.一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，包括如下过程：
2.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，所述第一粒径范围为25~30μm，第二粒径范围为10~15μm。
3.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，所述高熵合金粉末铺设的厚度为0.08~0.12mm。
4.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，所述高熵合金粉末采用0.1alcocrfeni高熵合金粉末。
5.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法，其特征在于，钛青铜合金板材进行固溶处理时的温度为700℃~900℃，保温时间为5~10分钟。
6.根据权利要求1所述的一种组织梯度钛青铜合金的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：王快社，张宇烨，王文，强凤鸣，乔柯，杨韫熙，李云博，薛则田，张旭，马乾芝，霍可越，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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