CN106694603B - 一种铍青铜合金丝材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种铍青铜合金丝材的制备方法，包括：1)将预先获得的铍青铜合金铸锭进行第一次加热处理，对第一次加热处理后的铍青铜合金铸锭挤压开坯，得到第一坯料；2)将第一坯料进行第二次加热处理，对第二次加热处理后的第一坯料进行热轧，得第二坯料；3)将第二坯料先后进行固溶处理、表面处理和固定模拉拔；4)重复步骤3)直至第二坯料的直径达到指定规格，得到铍青铜合金线坯；5)将铍青铜合金线坯先后进行固溶处理、表面处理和多模拉拔；6)重复步骤5)直至铍青铜合金线坯的直径达到成品规格。

Description

一种铍青铜合金丝材的制备方法

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，特别是涉及一种铍青铜合金丝材的制备方法。

背景技术

气体绝缘全封闭组合电器(gas insulated substation，简称GIS)由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配制灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强、维护工作量很小，其主要不见的维修间隔不小于20年。

触指弹簧是GIS的关键零件之一，起电连接作用。由于其具有结构简单、多点接触、导电性好、电动及热稳定性高等特点，近年来，弹簧触指在GIS产品中广泛应用，受到GIS制造行业和电站运行人员的极大认可。

铍青铜合金是以铍为主要合金元素的铜合金，现在主要分为高强度铍青铜合金和高导电率铍青铜合金。高强度铍青铜合金含铍量为1.8～2.1％，国产牌号有QBe2、QBe1.9、QBe1.9-0.1、QBe1.7等，美国相应牌号有C17000、C17200、C17300等，高导电率(也称为高传导)铍青铜合金含铍量为0.25～0.7％，国产牌号有QBe0.6-2.5、QBe0.4-1.8、QBe0.3-1.5，美国相应牌号有C17500、C17510等。由于铍青铜合金是铜合金中性能最好的高级有弹性材料，有很高的强度、弹性、硬度、疲劳强度、弹性滞后小、耐蚀、耐磨、耐寒、高导电、无磁性、冲击不产生火花等一系列优良的物理、化学和力学性能。因此，现有的触指弹簧一般由铍铜合金丝材制造。

铍青铜合金丝材的传统制造方法主要为锻造开坯，固定模拉拔，并配以普通退火或淬火的工艺路线。

锻造开坯做为铍青铜合金材料开坯的传统工艺，主要采用空气锤或电液锤对加热后的圆形铸锭进行自由锻开坯，均是依靠锤头冲击产生的打击力实现产品的锻造变形加工，生产效率较高，选用合适的锻压规范和锻造比，可以使铸锭内的空洞焊合和组织致密，采用不定向的变形锻造，有助于消除偏析等缺陷。但是锻造加工也存在以下缺点：1)由于依靠冲击力形成打击力，坯料极易发生失稳，带来许多危险因素；2)锻造开坯存在震动大、噪音大、锻造尺寸不易控制等缺点，愈来愈不适应安全和环保的要求。

发明内容

挤压开坯是一种优质、高效、低消耗且无切屑加工工艺，一般用于钢铁的制造。由于挤压开坯不用依靠冲击力形成打击力，而是依靠恒定的挤压力，因此不会发生失稳；而且其震动小、噪音小、安全性高，比较安全和环保。另外，由于挤压开坯一般采用计算机在线控制，产品尺寸更容易控制。基于此，本发明实施例提供一种铍青铜合金丝材的制备方法，从而解决铍铜丝材的传统制造方法中采用锻造开坯所存在的问题。具体技术方案如下：

一种铍青铜合金丝材的制备方法，包括：

1)将预先获得的铍青铜合金铸锭进行第一次加热处理，加热温度700～950℃，保温时间2～12小时，对第一次加热处理后的铍青铜合金铸锭挤压开坯，挤压比为4～25，挤压速度0.4-20mm/s，得到第一坯料；

2)将第一坯料进行第二次加热处理，加热温度650～950℃，保温时间0.5～1.5小时，对第二次加热处理后的第一坯料进行热轧，得到第二坯料；

3)将第二坯料先后进行固溶处理、表面处理和固定模拉拔；

4)重复步骤3)直至第二坯料的直径达到指定规格，得到铍青铜合金线坯；

5)将铍青铜合金线坯先后进行固溶处理、表面处理和多模拉拔；

6)重复步骤5)直至铍青铜合金线坯的直径达到成品规格；得到铍青铜合金丝材。

在本发明的一种具体实施方式中，第一次加热处理的加热温度750～950℃，保温时间3～6小时；优选地，第一次加热处理的加热温度760～780℃，800～890℃，或900～940℃，保温时间3.5～4小时。

在本发明的一种具体实施方式，在步骤1)中，挤压比为9～20，挤压速度2-18mm/s；优选地，挤压比为12～18，挤压速度10-15mm/s。

在本发明的一种具体实施方式，在步骤2)中，第二次加热处理的加热温度650～850℃，保温时间0.6～1.2小时；优选地，第二次加热处理的加热温度650～700℃，701～749℃或750～850℃，保温时间50～70分钟。

在本发明的一种具体实施方式，在步骤2)中，热轧的轧制速度为≤150米/分钟，优选为≤120米/分钟，再优选为≤100米/分钟。

在本发明的一种具体实施方式，在步骤2)中，在将第一坯料进行第二次加热处理之前，将其进行矫直处理。

在本发明的一种具体实施方式，在步骤3)中，在将第二坯料进行表面处理之后，固定模拉拔之前，对第二坯料进行修料。

在本发明的一种具体实施方式，固定模拉拔的道次加工率为10％～35％，优选为15％～30％，再优选为18％～25％。

在本发明的一种具体实施方式，所述表面处理包括：依次进行的化学抛光处理、退膜处理和钝化处理。

在本发明的一种具体实施方式，多模拉拔的道次加工率为10％-20％，优选为12％-18％，更优选为14％-16％。

本发明实施例提供的铍青铜合金丝材的制备方法，以挤压开坯代替传统的锻造开坯，充分发挥了挤压开坯的特点，保证在铍青铜合金丝材的制备过程中，震动小，噪音小、安全性高，产品尺寸更容易控制；

进一步地，本发明实施例提供的铍青铜合金丝材的制备方法，以多模连续拉拔工艺代替部分传统制造方法中的固定模(例如单台圆盘)拉拔工艺，可以减少装卸操作，减轻劳动强度，提高生产效率；

更为重要的是，发明人意外地发现，采用本发明实施例提供的方法制备铍青铜合金丝材，与传统方法相比，在提高铍青铜合金丝材抗拉强度的同时，铍青铜合金丝材的塑性(即延伸率)或导电率也相应提高。

具体实施方式

本发明提供了一种铍青铜合金丝材的制备方法，所制备的铍青铜合金丝材尤其适用于制造气体绝缘全封闭组合电器中所用的触指弹簧。该方法包括以下步骤：

首先，将预先获得的铍青铜合金铸锭进行第一次加热处理，加热温度700～950℃，保温时间2～12小时，优选地，第一次加热处理的加热温度750～950℃，保温时间3～6小时；更优选地，第一次加热处理的加热温度760～780℃，800～890℃，或900～940℃，保温时间3.5～4小时，不同类型的铍青铜合金其第一次加热温度可能会不同。例如高强度铍青铜合金第一次加热处理的加热温度可以为760～780℃，高导电率铍青铜合金第一次加热处理的加热温度可以为900～940℃。加热处理可以在电阻炉，例如箱式电阻炉或其它合适的设备中进行。对第一次加热处理后的铍青铜合金铸锭挤压开坯，挤压比为4～25，挤压速度0.4-20mm/s，优选挤压比为9～20，挤压速度2-18mm/s；更优选挤压比为12～18，挤压速度10-15mm/s。得到第一坯料；挤压开坯可以通过挤压机，例如1000T-2000T卧式挤压机或其它合适的挤压机实现。由于挤压开坯在钢铁生产领域是常规的技术，本发明在此无需其进行进一步地限定，对于本领域技术人员来说，完全可以根据本发明的描述，实现挤压开坯。对于第一坯料的直径，可以由本领域技术人员根据后续的工艺需要来确定，直径的范围可以在Φ35mm到40mm，或其它合适的范围内。

对于铍青铜合金铸锭的获得，如前文所述，可以购买商品化的铍青铜合金铸锭，例如铍青铜合金QBe2(美国牌号C17200)、铍青铜合金QBe0.6-2.5(美国牌号C17500)等。对于铍青铜合金铸锭的直径，可以在Φ100mm到180mm，优选在150mm左右，或其它合适的范围内。

挤压开坯后，将第一坯料进行第二次加热处理，加热温度650～950℃，保温时间0.5～1.5小时，优选地，第二次加热处理的加热温度650～850℃，保温时间0.6～1.2小时；更优选地，第二次加热处理的加热温度650～700℃，701～749℃或750～850℃，保温时间50～70分钟；不同类型的铍青铜合金其第二次加热温度可能会不同；例如高强度铍青铜合金第二次加热处理的加热温度可以为650～700℃，高导电率铍青铜合金第二次加热处理的加热温度可以为750～850℃。对第二次加热处理后的第一坯料进行热轧，得到第二坯料。热轧可以采用线材轧机来实现，即将第二次加热处理保温后的第一坯料立即送至线材轧机进行热轧处理。热轧及用于热轧的线材轧机是线材制造领域的常规技术，本领域普通技术人员可以采用相关的现有技术来实现本发明的技术方案，本发明在此对无需对热轧工艺及用于热轧的线材轧机不再进行进一步地限定。本发明采用线材轧机轧制工艺代替部分传统制造方法中的固定模拉拔工艺，其总加工率可以达到70％～97％，大大提高了生产效率，同时避免了传统加工方式出现的表面缺陷较多、酸水洗污染问题；除此之外，采用线材轧机轧制生产出的铍青铜合金线坯具有表面光洁度高、缺陷少等优点。对于第二坯料的直径，可以由本领域技术人员根据后续的工艺需要来确定，直径的范围可以在Φ6mm到Φ8mm，或其它合适的范围内。

在具体实施过程中，在步骤2)中，热轧的轧制速度为≤150米/分钟，优选为≤120米/分钟，再优选为≤100米/分钟。

在本发明的技术方案具体实施过程中，在将第一坯料进行第二次加热处理之前，将其进行矫直处理。更具体地，将第一坯料用矫直机矫直、锯切定尺后装入电阻炉中进行第二次加热处理。矫直处理为常规技术，本发明在此不进行限定。

热轧后，将第二坯料进行固溶处理，然后将固溶处理后的第二坯料进行表面处理，之后再进行固定模拉拔；重复进行固溶处理、表面处理和固定模拉拔，直至第二坯料的直径达到指定规格，得到铍青铜合金线坯；所说的指定规格是指适合于进行多模拉拔的直径的规格，一般在Φ3-Φ5mm左右，其具体数值本发明在此不进行限定。在实际应用中，重复固溶处理、表面处理和固定模拉拔一次到两次就可以达到指定规格。

本文中，所说的固溶处理是指，将铍青铜合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺；对于铍青铜的固溶处理工艺，本领域技术人员是知晓的，所以本发明在此对铍青铜合金固溶处理不进行限定。且本领域技术人员知晓，不同类型的铍青铜合金其固溶处理温度也会有一定差异，例如，对于高强度铍青铜合金，其固溶处理温度一般为700～800℃；而高导电率铍青铜合金，其固溶处理温度一般为800～940℃。对于固溶处理的保温时间，一般根据材料直径×(1～1.5)+(5～10)分钟来确定，但最少一般不低于20分钟。

在具体实施过程中，在将第二坯料进行固溶处理、表面处理之后，对第二坯料进行修料，用于去除第二坯料表面上的起皮、裂纹等缺陷，可采用人工打磨或机械加工的方式进行。

固定模拉拔的道次加工率为10％～35％，优选为15％～30％，再优选为18％～25％。固定模拉拔是丝材制造领域的常用技术手段，即采用固定模在链式拉拔机或圆盘式拉拔机上进行拉拔加工。为此，本发明在此无需对固定模拉拔机及固定模拉拔工艺进行限定，本领域技术人员可以采用相关的现有技术结合本发明在此的描述来实现本发明的固定模拉拔步骤。

在固定模拉拔后，将铍青铜合金线坯再次进行固溶处理，然后进行表面处理；将表面处理后的铍青铜合金线坯进行多模拉拔；重复进行固溶处理、表面处理及多模拉拔过程，直至铍青铜合金线坯的直径达到成品规格；得到铍青铜合金丝材。

所说的表面处理包括：将第二坯料或铍青铜合金线坯依次进行化学抛光处理、退膜处理和钝化处理。上述的处理过程均是现有技术，可以采用市售的相关药剂，如深圳三立美化学品有限公司的SanNy3113抛光剂、SanNy3115退膜剂、DunHua680钝化剂进行处理，本发明在此不进行限定。在本发明中采用以下表面处理工艺：

先将铍青铜合金线坯浸入化学抛光液中，在20-50℃抛光2-5分钟，化学抛光液的组成包括(按体积比)：10％的抛光剂,30％的双氧水(50％的浓度)，60％的自来水；抛光后用清水漂洗干净后浸入退膜剂中，在20-50℃退膜30-90秒，退膜后用清水漂洗干净后浸入钝化液中，在20-45℃钝化时间3-7分钟；钝化液的组成包括(按体积比)：钝化剂5％，去离子水95％；最后用清水漂洗，然后干燥。

多模拉拔的道次加工率为10％-20％，优选为12％-18％，更优选为14％-16％。多模拉拔是丝材制造领域的常用技术手段，可以采用多模连续拉丝机，例如水箱式多模连续拉丝机来实现，本发明在此无需对多模连续拉丝机及多模拉拔工艺进行限定，本领域技术人员可以采用相关的现有技术结合本发明在此的描述来实现本发明的多模拉拔步骤。铍青铜合金丝材成品规格的直径可以根据其用途来确定，例如可以为Φ1.5mm、Φ1.2mm、Φ1.0mm或Φ0.8mm或φ0.1mm等。

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

制备Φ1.2mm的高强度铍青铜合金丝材

将预先购买的铍青铜合金QBe2铸锭(直径Φ150mm，长度320mm)放入箱式电阻炉中进行第一次加热处理，加热温度为780℃，保温时间220分钟；保温结束后，采用1650T卧式挤压机进行挤压开坯至直径Φ36mm的第一坯料，挤压机的挤压速度为15mm/s，挤压机的挤压比约为18；

将第一坯料用矫直机矫直，锯切定尺约1700mm，然后装入箱式电阻炉中进行第二次加热处理，加热的温度为700℃，保温时间为65分钟；保温结束后，采用线材轧机热轧获得直径为Φ8mm的第二坯料，轧制速度为120米/分钟；然后进行固溶处理，固溶处理温度为780℃，保温时间为20分钟，保温结束后快速淬水；

将固溶处理后的第二坯料进行表面处理和修料，以除去坯料表面的氧化物和起皮、裂纹等缺陷；然后将第二坯料采用560型圆盘拉伸机拉拔至Φ6mm时再次进行固溶处理，温度、时间与前次相同，然后再继续拉拔至Φ4mm，得到铍青铜合金线坯，其中，固定模拉拔的道次加工率为20％。

将铍青铜合金线坯进行固溶处理；固溶处理温度为780℃，保温时间为20分钟，保温结束后快速淬水；将铍青铜合金线坯进行表面处理；然后将铍青铜合金线坯采用水箱式多模拉伸机拉拔至Φ2mm，然后再进行固溶处理(温度、时间与前次铍青铜合金线坯的固溶处理相同)和表面处理(与前次相同)，之后继续多模拉拔至成品Φ1.2mm，多模拉拔的道次加工率为15％，总加工率为64％；将上述成品经检验后包装入库。

本实施例中，表面处理的过程：先将铍青铜合金线坯浸入化学抛光液中，在40℃左右抛光5分钟，化学抛光液的组成包括(按体积比)：10％的SanNy3113抛光剂,30％的双氧水(50％的浓度)，60％的自来水。抛光后用清水漂洗干净后浸入SanNy3115退膜剂中，在40℃左右退膜60秒，退膜后用清水漂洗干净后浸入钝化液中，在40℃左右钝化时间5分钟；钝化液的组成包括(按体积比)：DunHua680钝化剂5％，去离子水95％；最后用清水漂洗，然后干燥。

实施例2

制备Φ0.8mm高强度铍青铜合金合金丝材

将预先购买的铍青铜合金C17200铸锭(直径Φ150mm，长度320mm)放入箱式电阻炉中进行第一次加热处理，加热温度为700℃，保温时间8小时；保温结束后，采用1650T卧式挤压机进行挤压开坯至直径Φ36mm的第一坯料，挤压机的挤压速度为18mm/s，挤压机的挤压比为9；

将第一坯料用矫直机矫直，锯切定尺约1700mm，然后装入箱式电阻炉中进行第二次加热处理，加热的温度为800℃，保温时间为90分钟；保温结束后，采用线材轧机热轧获得直径为Φ8mm的第二坯料，轧制速度为100米/分钟；然后进行固溶处理，固溶处理温度为750℃，保温时间为22分钟，保温结束后快速淬水；

将固溶处理后的第二坯料进行表面处理(与实施例1相同)和修料，以除去坯料表面的氧化物和起皮、裂纹等缺陷；然后将第二坯料采用560型圆盘拉伸机拉拔至Φ6mm时再次进行固溶处理(处理温度与前次第二坯料的固溶处理相同，保温时间20分钟)，然后再继续拉拔至Φ4mm，得到铍青铜合金线坯，其中，固定模拉拔的道次加工率为30％。

将铍青铜合金线坯进行固溶处理；固溶处理温度为750℃，保温时间为20分钟，保温结束后快速淬水；将铍青铜合金线坯进行表面处理；然后将铍青铜合金线坯采用水箱式多模拉伸机拉拔至Φ2mm，然后再进行固溶处理(温度、时间与前次铍青铜合金线坯的固溶处理相同)和表面处理(与前次相同)，之后继续多模拉拔至成品Φ1.3mm，多模拉拔的道次加工率为12％，总加工率为58％；然后再进行固溶处理(温度、时间同前)和表面处理(同前)，之后再进行多模连续拉拔至φ0.8mm，道次加工率为15％，总加工率为62％，将上述成品经检验后包装入库。

实施例3

制备Φ1.2mm的高导电率铍青铜合金丝材

将预先购买的铍青铜合金C17500铸锭(直径Φ150mm，长度320mm)放入箱式电阻炉中进行第一次加热处理，加热温度为940℃，保温时间120分钟；保温结束后，采用1650T卧式挤压机进行挤压开坯至直径Φ36mm的第一坯料，挤压机的挤压速度为2mm/s，挤压机的挤压比为20；

将第一坯料用矫直机矫直，锯切定尺约1700mm，然后装入箱式电阻炉中进行第二次加热处理，加热的温度为800℃，保温时间为30分钟；保温结束后，采用线材轧机热轧获得直径为Φ8mm的第二坯料，轧制速度为110米/分钟；然后进行固溶处理，温度940℃，保温20分钟，保温结束后快速淬水；

将固溶处理后的第二坯料进行表面处理和修料，除去第二坯料表面上的氧化物、起皮、裂纹等缺陷，表面处理工艺同前实施例1。然后将第二坯料采用560型圆盘拉伸机拉拔至Φ6mm时再次进行固溶处理，温度、时间与前次相同，然后再继续拉拔至Φ4mm，得到铍青铜合金线坯，其中，固定模拉拔的道次加工率为15％。

将铍青铜合金线坯进行固溶处理；固溶处理温度为900℃，保温时间为20分钟，保温结束后快速淬水；将铍青铜合金线坯进行表面处理(过程与实施例1相同)；然后将铍青铜合金线坯采用水箱式多模拉伸机拉拔至Φ2mm，然后再进行固溶处理(温度、时间与前次铍青铜合金线坯的固溶处理相同)和表面处理(与前次相同)，之后继续多模拉拔至成品Φ1.2mm，多模拉拔的道次加工率为15％，总加工率为64％；将上述成品经检验后包装入库。

实施例4

制备Φ1.0mm的高导电率铍青铜合金丝材

将预先购买的铍青铜合金C17500铸锭(直径Φ150mm，长度320mm)放入箱式电阻炉中进行第一次加热处理，加热温度为940℃，保温时间120分钟；保温结束后，采用1650T卧式挤压机进行挤压开坯至直径Φ36mm的第一坯料，挤压机的挤压速度为2mm/s，挤压机的挤压比为20；

将第一坯料用矫直机矫直，锯切定尺约1700mm，然后装入箱式电阻炉中进行第二次加热处理，加热的温度为800℃，保温时间为30分钟；保温结束后，采用线材轧机热轧获得直径为Φ8mm的第二坯料，轧制速度为110米/分钟；然后进行固溶处理，温度940℃，保温20分钟，保温结束后快速淬水；

将固溶处理后的第二坯料进行表面处理和修料，除去第二坯料表面上的氧化物、起皮、裂纹等缺陷，表面处理工艺同前实施例1。然后将第二坯料采用560型圆盘拉伸机拉拔至Φ6mm时再次进行固溶处理，温度、时间与前次相同，然后再继续拉拔至Φ4mm，得到铍青铜合金线坯，其中，固定模拉拔的道次加工率为15％。

将铍青铜合金线坯进行固溶处理；固溶处理温度为900℃，保温时间为20分钟，保温结束后快速淬水；将铍青铜合金线坯进行表面处理(过程与实施例1相同)；然后将铍青铜合金线坯采用水箱式多模拉伸机拉拔至Φ1.7mm，然后再进行固溶处理(温度、时间与前次铍青铜合金线坯的固溶处理相同)和表面处理(与前次相同)，之后继续多模拉拔至成品Φ1.0mm，多模拉拔的道次加工率为15％，总加工率为65％；将上述成品经检验后包装入库。

对比例1

传统工艺制备Φ1.2mm的高强度铍青铜合金丝材

将预先购买的铍青铜合金QBe2.0铸锭(直径Φ150mm，长度320mm)放入箱式电阻炉中进行第一次加热处理，加热温度为750℃，保温时间150分钟；保温结束后，采用3T电液锤或空气锤首先将铸锭镦粗锻造至φ180-200mm，然后用甩子依次拔长至φ160mm、φ140mm、φ120mm、φ100mm，然后进行第二次加热处理，然后用甩子依次拔长至φ80mm、φ70mm、φ65mm、φ60mm，然后进行第三次加热处理，用甩子依次拔长至φ55mm、φ50mm、φ45mm、φ40mm、φ36mm，锻造过程中控制终锻温度高于600℃，得到第一坯料；

将第一坯料装入箱式电阻炉中进行第一次固溶处理，固溶温度为780℃，保温时间为60分钟，然后快速淬水；进行表面处理和修料，表面处理工艺采用传统表面处理工艺，即：先在20％的稀硫酸液中，在80℃的温度下酸洗约120分钟，然后用清水漂洗，然后在钝化液中钝化处理，钝化液配比为重铬酸钠1150克/升+硫酸6克/升+氯化钠10克/升+余量为水，最后用清水漂洗，然后干燥。

采用8T以上链式拉伸机经多道次拉拔至直径为Φ8mm的第二坯料，拉拔速度为5米/分钟；然后进行固溶处理；拉拔过程中加工率达到35-50％左右则需进行固溶处理，约经过3次以上固溶处理(温度均为780℃，保温时间为直径×1.5+10分钟)。

将固溶处理后的第二坯料进行表面处理和修料，除去第二坯料表面上的起皮、裂纹等缺陷将修料后的第二坯料采用560型圆盘拉伸机经多次冷拉拔至Φ5mm时再次进行固溶处理，温度、时间与前次相同，然后再继续经多次冷拉拔至Φ3mm，得到铍青铜合金线坯，其中，固定模拉拔的道次加工率为18％。

将铍青铜合金线坯进行固溶处理；固溶处理温度为780℃，保温时间为20分钟，保温结束后快速淬水；将铍青铜合金线坯进行表面处理(过程与实施例1相同)；然后将铍青铜合金线坯采用300型圆盘拉伸机拉拔至Φ2mm，然后再进行固溶处理(温度、时间与前次相同)和表面处理(与前次相同)，之后继续拉拔至成品Φ1.2mm，拉拔的道次加工率为22％，总加工率为64％；将上述成品经检验后包装入库。

对比例2

传统工艺制备Φ1.2mm的高导电率铍青铜合金丝材

将预先购买的铍青铜合金C17500铸锭(直径Φ150mm，长度320mm)放入箱式电阻炉中进行第一次加热处理，加热温度为940℃，保温时间150分钟；保温结束后，采用3T电液锤或空气锤首先将铸锭镦粗锻造至φ180-200mm，然后用甩子依次拔长至φ160mm、φ140mm、φ120mm、φ100mm，然后进行第二次加热处理，然后用甩子依次拔长至φ80mm、φ70mm、φ65mm、φ60mm，然后进行第三次加热处理，用甩子依次拔长至φ55mm、φ50mm、φ45mm、φ40mm、φ36mm，锻造过程中控制终锻温度高于600℃，得到第一坯料；

将第一坯料装入箱式电阻炉中进行第一次固溶处理，固溶温度为940℃，保温时间为60分钟，然后快速淬水；进行表面处理和修料，采用8T以上链式拉伸机经多道次拉拔至直径为Φ8mm的第二坯料，拉拔速度为5米/分钟；然后进行固溶处理；拉拔过程中加工率达到40-60％左右则需进行固溶处理，约经过3次以上固溶处理(温度均为940℃，保温时间为直径×1.5+10分钟)。

将固溶处理后的第二坯料进行表面处理(工艺同对比例1)和修料，除去第二坯料表面上的起皮、裂纹等缺陷将修料后的第二坯料采用560型圆盘拉伸机经多次冷拉拔至Φ5mm时再次进行固溶处理，温度、时间与前次相同，然后再继续经多次冷拉拔至Φ3mm，得到铍青铜合金线坯，其中，固定模拉拔的道次加工率为18％。

将铍青铜合金线坯进行固溶处理；固溶处理温度为940℃，保温时间为20分钟，保温结束后快速淬水；将铍青铜合金线坯进行表面处理(过程与实施例1相同)；然后将铍青铜合金线坯采用300型圆盘拉伸机拉拔至Φ2mm，然后再进行固溶处理(温度、时间与前次相同)和表面处理(与前次相同)，之后继续拉拔至成品Φ1.2mm，拉拔的道次加工率为22％，总加工率为64％；将上述成品经检验后包装入库。

对比例3

传统工艺制备Φ1.0mm的高导电率铍青铜合金丝材

将预先购买的铍青铜合金C17500铸锭(直径Φ150mm，长度320mm)放入箱式电阻炉中进行第一次加热处理，加热温度为940℃，保温时间150分钟；保温结束后，采用3T电液锤或空气锤首先将铸锭镦粗锻造至φ180-200mm，然后用甩子依次拔长至φ160mm、φ140mm、φ120mm、φ100mm，然后进行第二次加热处理，然后用甩子依次拔长至φ80mm、φ70mm、φ65mm、φ60mm，然后进行第三次加热处理，用甩子依次拔长至φ55mm、φ50mm、φ45mm、φ40mm、φ36mm，锻造过程中控制终锻温度高于600℃，得到第一坯料；

将第一坯料装入箱式电阻炉中进行第一次固溶处理，固溶温度为940℃，保温时间为60分钟，然后快速淬水；进行表面处理和修料，采用8T以上链式拉伸机经多道次拉拔至直径为Φ8mm的第二坯料，拉拔速度为5米/分钟；然后进行固溶处理；拉拔过程中加工率达到40-60％左右则需进行固溶处理，约经过3次以上固溶处理(温度均为940℃，保温时间为直径×1.5+10分钟)。

将固溶处理后的第二坯料进行表面处理(工艺同对比例1)和修料，除去第二坯料表面上的起皮、裂纹等缺陷将修料后的第二坯料采用560型圆盘拉伸机经多次冷拉拔至Φ5mm时再次进行固溶处理，温度、时间与前次相同，然后再继续经多次冷拉拔至Φ3mm，得到铍青铜合金线坯，其中，固定模拉拔的道次加工率为18％。

将铍青铜合金线坯进行固溶处理；固溶处理温度为940℃，保温时间为20分钟，保温结束后快速淬水；将铍青铜合金线坯进行表面处理(过程与实施例1相同)；然后将铍青铜合金线坯采用300型圆盘拉伸机拉拔至Φ1.7mm，然后再进行固溶处理(温度、时间与前次相同)和表面处理(与前次相同)，之后继续拉拔至成品Φ1.0mm，拉拔的道次加工率为22％，总加工率为65％；将上述成品经检验后包装入库。

测试本发明的实施例1-4和对比例1-3生产铍青铜合金丝材产品的各项性能参数，结果见表1。

其中，抗拉强度的测试方法为：GB/T228-2002

延伸率的测试方法为：GB/T228-2002

晶粒度的测试方法为：YS/T 347-2004

表面粗糙度的测试方法为：GB/T 1031-2009

导电率的测试方法为：GB/T 351-1995

表1实施例1-4和对比例1-3的工艺方法生产的铍青铜合金丝材产品的性能

注：由于高强度铍青铜合金不考虑导电率，因此在实施例1-2、对比例1中不测试导电率。

从表1中可以看出，采用本发明的方法制备出的铍青铜合金丝材，与对比例1-3中所记载的传统铍青铜合金的方法所制备的铍青铜合金丝材相比，具有以下优点：

1)实施例所制备的铍青铜合金丝材表面粗糙度低于对比例制备的丝材，表面质量好；

2)本发明实施例所制备的同种类型的铍青铜合金丝材的抗拉强度要好于对比例中的丝材；不仅如此，更出人意料的是，本发明提供的铍青铜合金丝材制备方法在提高产品抗拉强度的同时，产品的塑性(即延伸率)也相应提高，更为惊奇的是，高导电率铍青铜合金丝材产品的导电率也相应提高。在现有的工艺中，同时提高材料的抗拉强度、塑性和导电率是极其困难的工作。根据金属学原理，材料的抗拉强度和塑性呈反比，即抗拉强度越高，延伸率越低，反之亦然，金属导电率也有相似的理论。而采用本发明的技术方案，与传统的方法(对比例1-3)相比，意外的实现了提高产品抗拉强度的同时，产品的塑性(即延伸率)也相应提高、导电率也提高的效果，克服了现有技术中的技术偏见。

以上对本发明所提供的一种铍青铜合金丝材的制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其中心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护。

Claims (17)

1.一种铍青铜合金丝材的制备方法，其特征在于，包括：

1)将预先获得的铍青铜合金铸锭进行第一次加热处理，加热温度700～950℃，保温时间2～12小时，对第一次加热处理后的铍青铜合金铸锭挤压开坯，挤压比为4～25，挤压速度0.4-20mm/s，得到第一坯料；

2)将第一坯料进行第二次加热处理，其中，高强度铍青铜合金的加热温度为650-700℃，高导电率铍青铜合金的加热温度为750-850℃，保温时间50～70分钟，对第二次加热处理后的第一坯料进行热轧，得到第二坯料；

3)将第二坯料先后进行固溶处理、表面处理和固定模拉拔；

4)重复步骤3)直至第二坯料的直径达到指定规格，得到铍青铜合金线坯；

5)将铍青铜合金线坯先后进行固溶处理、表面处理和多模拉拔；

6)重复步骤5)直至铍青铜合金线坯的直径达到成品规格；得到铍青铜合金丝材。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，第一次加热处理的加热温度750～950℃，保温时间3～6小时。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，第一次加热处理的加热温度760～780℃，800～890℃，或900～940℃，保温时间3.5～4小时。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，挤压比为9～20，挤压速度2-18mm/s。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，挤压比为12～18，挤压速度10-15mm/s。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，热轧的轧制速度为≤150米/分钟。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，热轧的轧制速度为≤120米/分钟。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，热轧的轧制速度为≤100米/分钟。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，在将第一坯料进行第二次加热处理之前，将其进行矫直处理。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3)中，在将第二坯料进行表面处理之后，固定模拉拔之前，对第二坯料进行修料。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，固定模拉拔的道次加工率为10％～35％。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，固定模拉拔的道次加工率为15％～30％。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，固定模拉拔的道次加工率为18％～25％。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面处理包括：依次进行的化学抛光处理、退膜处理和钝化处理。

15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，其特征在于，多模拉拔的道次加工率为10％-20％。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，多模拉拔的道次加工率为12％-18％。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，多模拉拔的道次加工率为14％-16％。