[发明专利]钛铜合金材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜合金，特别是涉及一种钛铜合金，用以替代铍青铜。

背景技术

铍青铜具有百年以上的发展历程，在工业领域，尤其是精密仪器仪表制造业占有举足轻重的作用，然而，由于铍青铜的原料铍含量稀少，仅占地壳中的0.0005％，因此，其价格非常昂贵，铍在配制配金的生产中，特别是在熔化工序具有很大的毒性，危害操作者的健康，另外，铍青铜生产工艺要求严，工序多，流线长，不仅如此，能源消耗大，生产成本高。由于铍青铜具有上述缺点，因此需要有一种新的铜基弹性材料问世以取代之。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械强度高、弹性好、耐磨性和耐蚀性高的钛铜合金材料，以及该材料的生产方法。

采用的技术方案是：

本发明的钛铜合金材料，主要由5-6％的Ti、93-94％的Cu以及0.5-1％的第三元素，经熔铸、轧制制成，所述的第三元素为Al或Fe或Cr或Cd，构成三元素合金。

钛铜合金的生产方法，包括熔铸、均匀化处理、热轧、淬火、酸洗、冷轧、时效处理，工艺步骤：

熔铸工艺：

将93-94％的Cu放入真空感应炉中熔化，待Cu料熔化后立即投入5-6％的Ti料，转动炉体增大液面便于排气，排气时间为8-12分钟，随即投入0.5-1％的第三元素，即Al或Fe或Cr或Cd，静止8-12分钟，即可浇注，浇注温度：1100-1150℃；浇注速度：7-12秒/块；起模后立即水淬；

均匀化处理工艺：

将过饱和表面铸锭置于10KW电炉中进行加热，加热温度：800-850℃，保温时间：不低于5小时，加热方式随炉升温，然后进行热轧。

热轧工艺：

在Φ335m/n三辊轧机上进行，总加工率90％、轧制道次：12-14次中间经二次加热，轧制尺寸：4.5-5m/m，末轧温度：不低于600℃；

淬火工艺：

此步分两种处理方式：

(1)半成品淬火：氩气保护，水淬；

所用设备：H45箱式电炉

淬水介质：水

淬火温度：800-850℃

加热时间：10-30分

(2)成品淬火：氩气保护，油淬

所用设备：直式管状炉

淬火介质：液态石蜡或变压器油

淬火温度：800-850℃

加热时间：10-20分钟

酸洗工艺：

淬火后的半成品需要进行酸洗，酸洗液为10％HNO₃、20％H₂8O₄和70％水，酸洗温度：60-80℃以上，酸洗后进行水洗；

冷轧工艺

半成品轧制在Φ380m/n二辊机进行；成品轧制在四辊轧机上进行，加工率：40-50％，最大80％以上，宽展度：3-6％；

时效处理工艺

方法有二：

其一是真空时效处理，所用设备：管式真空炉，时效处理温度350-400℃，时效处理时间2-3小时，时效方式；以100-150℃/小时升温，在10^-3t以上真空度下进行，经保温后降至80℃，破真空出炉；

其二是石蜡液炉时效处理，所用设备：石蜡炉，时效温度：350℃-400℃，时效时间：2-3小时，时效处理方式：蜡液在90℃下装料排除气体，以100℃/小时升温，经保温后降至80℃以下出炉。

本发明与合金相比，不仅价格便宜，而且强度高，弹性好，同时还具有良好的耐磨性，耐蚀性及可焊性。

具体实施方式

实施例一

本发明的钛铜合金材料，由5.4％的Ti、93.8％的Cu及0.8％的Al经熔铸、轧制制成Cu-Ti-Al三元素合金。

钛铜合金的生产方法，包括熔铸、均匀化处理、热轧、淬火、酸洗、冷轧、时效，工艺步骤：

熔铸工艺：

将93.8％的Cu放入真空感应炉中熔化，待Cu料熔化后立即投入5.4％的Ti料，转动炉体增大液面便于排气，排气时间为10分钟，随即投入0.8％的第三元素Al，静止10分钟，即可浇注，浇注温度：1100-1150℃；浇注速度：10秒/块；起模后立即水淬；

均匀化处理工艺：

将过饱和表面铸锭置于10KW电炉中进行加热，加热温度：800-850℃，保温时间：6小时，加热方式随炉升温，然后进行热轧。

热轧工艺：