CN110462091A

CN110462091A - 生产铜镍锡合金的方法

Info

Publication number: CN110462091A
Application number: CN201880023139.4A
Authority: CN
Inventors: 卡尔·R·齐格勒; 约翰·E·盖特豪斯; 布鲁斯·D·施梅克; 弗里茨·C·格雷森
Original assignee: Materion Corp
Current assignee: Materion Corp
Priority date: 2017-02-04
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2019-11-15
Anticipated expiration: 2038-02-02
Also published as: US20180223407A1; JP7222899B2; WO2018144891A1; JP2020509227A; KR20190116346A; KR102648370B1; KR20240017983A; EP3577247A1; EP3577247B1; US11326242B2; CN114959230A; CN110462091B

Abstract

公开了用于制备铜镍锡合金带材或板材的多种方法。所述方法由通常为矩形形状的输入物起始。对输入物进行热轧和退火。然后对输入物进行第一冷还原、第一退火、第二冷还原、第二退火、第三冷还原以及第三退火。如果需要，可以执行第四冷还原、第四退火和第五冷还原。所得带材或板材非常光滑，并且疲劳寿命延长、强度高。

Description

生产铜镍锡合金的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年2月4日提交的美国临时专利申请No.62/454,791的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开涉及改进的铜镍锡合金、由这些合金制成的制品以及制造和使用这些制品的方法。

许多铜镍锡合金具有高的强度、弹性和疲劳强度。有些合金可以进行斯皮诺达硬化(spinodally hardened)和加工，以产生额外的特性，如高的强度和硬度、抗擦伤性(galling resistance)、应力松弛(stress relaxation)、磨损腐蚀(corrosion anderosion)。然而，希望生产具有进一步改进特征的铜镍锡合金。

发明内容

本公开涉及用于改进铜镍锡合金的加工以生产具有增强特性的合金的方法。

下面更具体地公开本公开的这些及另一些非限制性特征。

附图说明

以下是对附图的简要描述，给出这些附图是为了说明本文公开的示例性实施方案，而非为了限制这些示例性实施方案。

图1是示出本公开的示例性方法的流程图。

图2是示出本公开的另一示例性方法的流程图。

图3是示出本公开的另一示例性方法的流程图。

图4是示出经1300°F退火、放大500倍的晶粒结构的图片。

图5是示出经1350°F退火、放大500倍的晶粒结构的图片。

图6是示出经1400°F退火、放大500倍的晶粒结构的图片。

图7是示出经1425°F退火、放大500倍的晶粒结构的图片。

图8是示出经1450°F退火、放大500倍的晶粒结构的图片。

图9是示出经1550°F退火、放大500倍的晶粒结构的图片。

图10是示出表面高度参数(微英寸)相对于带材厚度(英寸)的条形图。左侧y轴以25为间隔从0延伸到250。x轴指示的厚度为0.075英寸、0.038英寸、0.015英寸、0.0072英寸和0.00118英寸。0.00118英寸用于常规方法。Sv参数以菱形表示，Sp参数以圆形表示，Sz参数以三角形表示，Sdr参数以方形表示。右侧y轴以0.01为间隔从0延伸到0.06，无单位，并且仅用于Sdr。

图11是应力(ksi，线性)相对于断裂周期(对数)的线性-对数(lin-log)图。y轴以25为间隔从0延伸到250。x轴从1,000延伸到10,000,000。

图12是维氏硬度(HV)相对于退火温度(°F)的图。y轴以50为间隔从150延伸到400。x轴以50°F为间隔从1200°F延伸到1600°F。

图13是在700°F下退火并随后老化三小时后，四种不同厚度下，维氏硬度(HV)相对于退火温度(°F)的图。y轴以50为间隔从150延伸到400。x轴以25°F为间隔从1400°F延伸到1600°F。

具体实施方式

通过参考附图，可以获得对本文公开的组件、方法和装置的更完整的理解。这些图仅仅是为了便利和容易地说明本公开的示意性表示，并且因此不旨在指示设备或其组件的相对大小和尺寸，和/或不旨在限定或限制示例性实施方案的范围。

尽管为了清楚起见在以下描述中使用了特定术语，但是这些术语旨在仅指代用于附图中的说明而选择的实施方案的特定结构，而不旨在限定或限制本公开的范围。在附图和下面的描述中，应当理解，相似的数字标号表示相同功能的部件。

除非上下文另有明确规定，否则没有数量词修饰的名词和“所述”修饰的名词包括单数和复数个/种指示物。

如说明书和权利要求书中使用的，本文所用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“可”、“含有”及其变体是指需要存在指定成分/步骤并允许存在其他成分/步骤的开放式过渡短语、术语或词语。然而，这种描述应被解释为还将组成或方法描述为“由”和“基本上由”所列举的成分/步骤组成，这允许仅存在指定成分/步骤以及可能由此产生的任何不可避免的杂质，并且排除其他成分/步骤。

本申请的说明书和权利要求书中的数值应当理解为包括当减少到相同数目的有效数字时相同的数值和与所述值相差小于本申请中描述类型的用于确定所述值的常规测量技术的实验误差的数值。

本文公开的所有范围包括所指端点并且可独立组合(例如，“2克至10克”的范围包括端点2克和10克，以及所有中间值)。

术语“约”和“近似”可用于包括可在不改变该值的基本功能的情况下变化的任何数值。当与范围一起使用时，“约”和“近似”还公开了由两个端点的绝对值定义的范围，例如“约2至约4”也公开了“2至4”的范围。通常，术语“约”和“近似”可以指所指示数目的±10％。然而，对于温度，术语“大约”是指±50°F。

除非另有明确规定，否则元素的百分比应被认为是所述合金的重量百分比。

本公开可涉及某些方法步骤的温度。应注意，这些指标一般指热源(如炉子)所设定的温度，而不一定指受热材料所必须达到的温度。

如本文所用，术语“斯皮诺达合金(spinodal alloy)”是指其化学组成使得其能够经历斯皮诺达分解(spinodal decomposition)的合金。术语“斯皮诺达合金”指的是合金化学，而不是物理状态。因此，“斯皮诺达合金”可以经历也可以不经历斯皮诺达分解，并且可以处于经历斯皮诺达分解的过程中，也可以未处于经历斯皮诺达分解的过程中。

斯皮诺达老化/分解是一种机制，通过该机制，多个组分可以分离成具有不同化学组成和物理性质的不同区域或微观结构。具体而言，本体组成在相图的中心区域的晶体发生出溶(exsolution)。本公开的合金表面处的斯皮诺达分解会导致表面硬化。

斯皮诺达合金结构由原始相在某些温度下分离时产生的均匀两相混合物和在升高的温度下得到的称为混溶间隙的组合物构成。合金相自发分解为其中晶体结构保持相同，但结构内的原子改性但尺寸保持相似的其他相。斯皮诺达硬化提高了基底金属的屈服强度，并且包括具有高度均匀性的成分和微观结构。

可用于本公开的一些铜镍锡合金可以是具有提高的性能的那些铜镍锡合金，例如在美国专利No.9,518,315和No.9,487,850中描述的那些铜镍锡合金，上述两篇美国专利各自通过引用全部并入本文。

在特定实施方案中，含铜镍锡的合金含有镍、锡和余量铜，其他元素被认为是不可避免的杂质。镍的存在量为8wt％至约16wt％。在更具体的实施方案中，镍的存在量为约14wt％至约16wt％，或约8wt％至约10wt％。锡的存在量为约5wt％至约9wt％。在更具体的实施方案中，锡的存在量为约7wt％至约9wt％，或约5wt％至约7wt％。合金的余量是铜。因此，铜的存在量为约75wt％至约87wt％、或约75wt％至约79wt％、或约83wt％至约87wt％。这些列出量的铜、镍、和锡可以以任意组合的方式彼此组合。

在一些具体的实施方案中，铜镍锡合金包含约8wt％至约16wt％的镍、约5wt％至约9wt％的锡和余量铜。在更具体的实施方案中，铜镍锡合金包含约14wt％至约16wt％的镍、约7wt％至约9wt％的锡和余量铜。在另一些具体的实施方案中，铜镍锡合金包含约8wt％至约10wt％的镍、约5wt％至约7wt％的锡和余量铜。本文使用的一些铜镍锡合金通常包含约9.0wt％至约15.5wt％的镍和约6.0wt％至约9.0wt％的锡，其余为铜。更具体地，本公开的铜镍锡合金包含约9wt％至约15wt％的镍和约6wt％至约9wt％的锡，其余为铜。在更具体的实施方案中，铜镍锡合金包含约14.5wt％至约15.5wt％的镍和约7.5wt％至约8.5wt％的锡，其余为铜。

这些合金可具有将合金分成不同范围的多种性质的组合。更具体地，“TM04”是指通常具有105ksi至125ksi的0.2％残余变形屈服强度(0.2％offset yield strength)、115ksi至135ksi的极限拉伸强度(ultimate tensile strength)和245至345的维氏角锥硬度(Vickers Pyramid Number)(HV)的铜镍锡合金。如果考虑TM04合金，则该合金的屈服强度必须为最低115ksi。“TM06”是指通常具有120ksi至145ksi的0.2％残余变形屈服强度、130ksi至150ksi的极限拉伸强度和270至370的维氏角锥硬度(HV)的铜镍锡合金。如果考虑TM06合金，则该合金的屈服强度必须为最低130ksi。“TM12”是指通常具有至少175ksi的0.2％残余变形屈服强度、至少180ksi的极限拉伸强度和1％的最小断裂伸长率的铜镍锡合金。如果考虑TM12合金，则该合金的屈服强度必须为最低175ksi。

通常，这些合金可以通过将固体铜、镍和锡以所需比例组合而形成。先制备适当比例的铜、镍和锡的批料，然后熔化形成合金。可替选地，可将镍和锡颗粒添加到熔融铜浴中。熔化可在尺寸与所需固化产物构造匹配的气体燃烧、电感应、电阻或电弧炉中进行。通常，熔化温度为至少约2057°F(1125℃)，过热取决于铸造方法，并在150°F至500°F(65℃至260℃)的范围内。可使用惰性气氛(例如，包括氩气和/或二氧化碳/一氧化碳)和/或绝缘保护罩(例如蛭石、氧化铝和/或石墨)来保持中性或还原条件以保护可氧化元素。

本公开的合金可用于导电弹簧应用中，例如电子连接器、开关、传感器、电磁屏蔽垫圈和音圈电机触点。其可以以预热处理(研磨硬化)的形式或可热处理(可时效硬化(agehardenable))的形式提供。另外，所公开的合金不含铍，因此可用于不期望铍的应用中。

图1和图2示出了美国专利No.9,518,315中描述的方法。图1示出了用于加工TM04级铜镍锡合金以获得期望属性的流程图。特别预期的是，这些方法应用于这种TM04级合金。该方法由对合金100进行第一冷加工起始。

冷加工是通过塑性变形机械地改变金属的形状或尺寸的方法。这可以通过金属或合金的轧制、拉伸、压制、旋压、挤出或镦锻来完成。当金属塑性变形时，材料内发生原子位错。特别地，位错发生在整个金属晶粒上或晶粒内。位错相互重叠并且材料内的位错密度增加。重叠位错的增加使得进一步位错运动更加困难。这提高了所得合金的硬度和拉伸强度，同时通常降低了合金的延展性(ductility)和冲击特性(impact characteristic)。冷加工还提高了合金的表面光洁度。机械冷加工通常在低于合金再结晶点的温度下进行，并且通常在室温下进行。冷加工百分比(percentage of cold working，％CW)或变形程度可通过测量合金在冷加工之前和之后的横截面积变化来确定，公式如下：

％CW＝100*[A₀-A_f]/A₀

其中，A₀是冷加工前的初始或原始横截面积，A_f是冷加工后的最终横截面积。注意，横截面积的变化通常仅由合金厚度的变化引起，因此也可以使用初始和最终厚度来计算％CW。

在一些实施方案中，执行初始冷加工100，使得所得合金的％CW在约5％至约15％的范围内。更具体地，该第一步骤的％CW可以是约10％。

接下来，对合金进行热处理200。金属或合金的热处理是对金属进行加热和冷却以改变其物理性能和机械性能而不改变产品形状的受控过程。热处理与材料强度的提高相关，但其也可用于改变某些工艺性目标，例如改进机加工、提高可成形性或在冷加工操作之后恢复延展性。在初始冷加工步骤100之后对合金执行初始热处理步骤200。将合金置于传统炉或其他类似组件中，然后暴露于约450°F至约550°F的升高温度下约3小时至约5小时。在更具体的实施方案中，将合金暴露于约525°F的升高温度下约4小时。应注意，这些温度是指合金所暴露的或熔炉所设定的气氛温度；合金本身不一定达到这些温度。

在热处理步骤200之后，所得合金材料经历第二冷加工或平整步骤300。更具体地，再次对合金进行机械冷加工以获得在约4％至约12％范围内的％CW。更具体地，该第一步骤的％CW可以是约8％。应注意，用于确定％CW的“初始”横截面积或厚度是在热处理之后且在该第二冷加工开始之前测量的。换句话说，用于确定该第二％CW的初始横截面积/厚度不是第一冷加工步骤100之前的原始面积/厚度。

然后，在第二冷加工步骤300之后，对合金进行热应力消除处理，以获得期望的成形性属性400。在一些实施方案中，合金暴露于约700°F至约850°F的升高温度下达约3分钟至约12分钟。更具体地，升高的温度为约750°F，时间为约11分钟。同样，这些温度是指合金所暴露的或熔炉所设定的气氛温度；合金本身不一定达到这些温度。

在经历上述方法之后，TM04铜镍锡合金将表现出在横向方向上低于1的成形性比率(formability ratio)和在纵向方向上低于1的成形性比率。成形性比率通常通过R/t比率来测量。这规定了在不发生故障的情况下，在厚度为(t)的带材上形成90°弯曲所需的最小内曲率半径(R)，即，成形性比率等于R/t。具有良好成形性的材料具有低的成形性比率(即，低R/t)。成形性比率可使用90°V形块测试来测量，其中使用具有给定曲率半径的冲头来将测试条压入90°模具中，然后检查弯曲部的外径是否有裂纹。另外，该合金将具有至少115ksi的0.2％残余变形屈服强度。

纵向方向和横向方向可以根据金属材料的卷来限定。当带材展开时，纵向方向对应于带材展开的方向，或者换句话说，纵向方向沿着带材的长度。横向方向对应于带材的宽度，或带材绕其展开的轴线。

图2示出了用于加工TM06级铜镍锡合金以获得期望属性的流程图。特别预期的是，这些方法应用于这种TM06级合金。该方法从对合金100’进行第一冷加工开始。在该实施方案中，执行初始冷加工步骤100’，使得所得合金的％CW在约5％至约15％的范围内。更具体地，％CW为约10％。

接下来，对合金进行热处理400’。这类似于在400’处向TM04合金施加热应力消除步骤。在一些实施方案中，合金暴露于约775°F至约950°F的升高温度下达约3分钟至约12分钟。更具体地，升高温度约为850°F。

与TM04级回火合金的金属工艺相比，所得的TM06合金材料不经过热处理步骤(即，图1中的200)或第二冷加工过程/平整步骤(即，图1中的300)。

在经历上述过程之后，TM06铜镍锡合金将表现出在横向方向上低于2的成形性比率和在纵向方向上低于2.5的成形性比率。在更具体的实施方案中，TM06铜镍锡合金将表现出在横向方向上低于1.5的成形性比率和在纵向方向上低于2的成形性比率。另外，铜镍锡合金将具有至少130ksi的屈服强度，并且更期望地具有至少135ksi的屈服强度。

可以在20％至35％的％CW下获得在横向方向上低于2的成形性比率和在纵向方向上低于2.5的成形性比率。可以在25％至30％的％CW下获得在横向方向上低于1.5的成形性比率和在纵向方向上低于2的成形性比率。

在本文公开的方法中，在冷加工和热处理之间实现了平衡。在由冷加工和热处理获得的强度量和成形性比率之间存在理想平衡。

图3示出了美国专利No.9,487,850中描述的方法。图3是概述用于获得TM12合金的步骤的流程图。金属加工方法从对合金500进行第一冷加工开始。然后对合金进行热处理600。

对合金进行初始冷加工步骤500，使得所得合金的塑性变形在50％至75％的冷加工范围内。更具体地，通过第一步骤获得的冷加工％可以是约65％。

然后，使合金经历热处理步骤600。金属或合金的热处理是对金属进行加热和冷却以改变其物理性能和机械性能而不改变产品形状的受控过程。热处理与材料强度的提高相关，但其也可用于改变某些工艺性目标，例如改进机加工、提高可成形性或在冷加工操作之后恢复延展性。在冷加工步骤500之后对合金执行热处理步骤600。将合金置于传统炉或其他类似组件中，然后暴露于约740°F至约850°F的升高温度下约3分钟至约14分钟。应注意，这些温度是指合金所暴露的或熔炉设所设定的气氛温度；合金本身不一定达到这些温度。该热处理可以例如通过将合金以带状形式放置在输送炉装置上并使合金带以约5英尺/分钟的速率运行通过输送炉来进行。在更具体的实施方案中，温度为约740°F至约800°F。

该方法可使超高强度铜镍锡合金达到至少175ksi的屈服强度水平。本方法已经被一致地鉴定为生产屈服强度在约175至190ksi的范围内的合金。更具体地，本方法可以处理最终屈服强度(0.2％残余变形)为约178至185ksi的合金。

在冷加工和热处理之间实现了平衡。在从冷加工获得的强度量之间存在理想平衡，其中，过多的冷加工会对该合金的成形性特性产生不利影响。类似地，如果热处理导致强度增加过多，则成形性特性可能受到不利影响。TM12合金的所得特性包括至少175ksi的屈服强度。该强度特性超过了其他已知的类似铜镍锡合金的强度特征。

可以对铜镍锡合金进行处理以形成带材。在本领域中，带材被认为是具有大致矩形横截面的平坦表面产品，其中两侧是直的并且具有高达4.8毫米(mm)的均匀厚度。这通常通过轧制输入物以将其厚度减小至带材的厚度来完成。据信，合金也可以加工成板状。在本领域中，板材被认为是具有大致矩形横截面的平坦表面产品，其中两侧是直的并且具有大于4.8毫米(mm)的均匀厚度，并且最大厚度为大约210mm。

非常通常地，(1)铸造合金以形成坯料；(2)将坯料均匀化；(3)剪切坯料以获得输入物；并且(4)然后对输入物进行轧制以获得所需厚度的带材。

合金的晶粒结构将影响疲劳寿命。在本领域中，已知较低的退火温度会产生小而一致的晶粒结构。另一方面，时效热处理后，需要更高的退火温度来溶解强化相并使强度最大化。本公开的方法交替地使用机械变形和热处理来获得晶粒结构和性能规格的优化组合。

通常，本公开的方法以输入物(其可以是矩形、圆形等)形式的铜镍锡合金开始。对输入物进行至少第一冷还原、第一退火、第二冷还原、第二退火、第三冷还原、第三退火和最终冷还原。

预期在一些实施方案中，第四冷还原和第四退火发生在第三退火和最终冷还原之间。还可以预期，在第一冷还原之前，还可以对输入物进行热轧和初始退火。

所有的冷还原步骤可通过冷轧、拉伸校平(stretch leveling)或拉伸弯曲校平(stretch bend leveling)来进行。此外，冷还原减小了输入物的厚度，并且通常在低于合金再结晶点的温度下(通常在室温下)进行。

执行第一冷还原步骤以使厚度减小约10％至约80％。执行第二、第三和第四冷还原步骤以使厚度减小约40％至约60％。

在冷轧中，使输入物在轧辊之间通过以减小输入物的厚度。在拉伸校平中，工件被拉伸超过其屈服点，以平衡应力。这可以例如使用一对进入和退出框来完成。每个框横跨工件的宽度夹紧工件，并且两个框被推离彼此。这超过了工件的屈服强度，并且输入物随后在行进方向上被拉伸。在拉伸弯曲校平中，工件在直径足够大的辊上逐渐上下弯曲，以将工件的外表面和内表面拉伸超过屈服点，从而使应力相等。

在不同温度下进行各种退火步骤。初始退火可在约1525°F至约1575°F的温度下进行。第一退火可在约1400°F至约1450°F的温度下进行。第二退火可在约1400°F至约1450°F的温度下进行。第三退火可在约1375°F至约1425F°F的温度下进行。第四退火可在约1375°F至约1425°F的温度下进行。冷还原之后进行的退火步骤在1500°F或低于1500°F的温度下进行。

如上所述，可以在冷还原和退火步骤之前对输入物进行热加工。热加工是一种金属成形方法，其中合金在通常高于合金再结晶温度的温度下通过轧辊、模具或被锻造以减小合金的截面并形成所需的形状和尺寸。这通常会降低机械性能的方向性，并产生新的等轴微结构。所进行的热加工的程度以厚度减小％表示。可以进行热加工以实现约40％至约60％的厚度减小。

通常，本公开的方法包括在轧制工艺中的中间点更频繁地进行退火。另外，退火温度低于标准退火。在常规方法中，将输入物轧制至厚度减小约85％，然后退火。预期更频繁的退火以及较小的厚度降低会使晶粒结构再结晶，从而减少后续轧制中的表面撕裂。

在特定实施方案中，所得合金具有250或更大的维氏硬度(HV)，包括250HV至约470HV。合金/带材在65ksi的最大应力下可具有超过400,000个周期的疲劳寿命(在纵向方向上测试)。当根据ISO 25178进行测量时，在带材的厚度为0.0072埃的情况下，带材可具有75微英寸或更小的Sz。当根据ISO 25178进行测量时，在带材的厚度为0.0072埃的情况下，带材可具有45微英寸或更小的Sv。当根据ISO 25178进行测量时，在带材的厚度为0.0072埃的情况下，带材可具有0.01或更小的Sdr。还预期了这些性质的组合。

提供以下实施例以说明本公开的合金、方法、制品和性质。这些实施例仅仅是说明性的，并不旨在将本公开限制于其中阐述的材料、条件或工艺参数。

实施例

首先，将厚度为0.075英寸的Cu-Ni15-Sn8合金带材在多种温度(1300°F、1350°F、1400°F、1425°F、1450°F和1550°F)下退火。图4至图9是示出在这些温度下退火后带材的晶粒结构的图片。

接下来，对以下两种方法进行了比较。

<u>比较性方法</u>	<u>实例方法</u>
		锻造矩形输入物	锻造矩形输入物
预热至1490°F	预热至1490°F
		热轧至0.550英寸	热轧至0.550英寸
水淬	水淬
		1500°F下退火	1550°F下退火
水淬	水淬
		使用板坯轧机进行切割	使用板坯轧机进行切割
	冷轧至0.150英寸(72％)
			1450°F下退火
	水淬
		冷轧至0.075英寸(86％)	冷轧至0.075英寸(50％)
1550°F下退火	1450°F下退火
			冷轧至0.038英寸(50％)
	1425°F下退火
		冷轧至0.015英寸(80％)	冷轧至0.015英寸(60％)
1550°F下退火	1425°F下退火
		冷轧至0.0072英寸(50％)	冷轧至0.0072英寸(50％)

图10是示出根据ISO 25178的表面高度参数的变化的图。将实例方法与0.00118英寸厚度的比较性方法的历史数据(最右列)进行了比较。以不同的厚度绘制四个参数(Sv、Sp、Sz和Sdr)。每个参数的值越低，表示表面越光滑，峰或坑越少。Sp(最大峰高)参数在带材被处理时基本保持不变，这意味着表面凹陷的减少使得表面得以改进。所有这些不一致可导致疲劳寿命降低。0.0072英寸的Sz值比历史数据的0.00118英寸厚度的Sz值好，这指示了利用本公开的方法的带材的光滑度(即，可以在几乎6倍于所述厚度的情况下获得更好的光滑度)。

图11中示出了疲劳测试。TM16是比较方法，而TM19表示实例方法。TM19合金具有0.2％的残余变形屈服强度。

最后，在每个退火步骤之后取出实例方法的带材样品，然后使带材样品老化以检查其“热处理响应”。这表明在退火过程中强化相溶解得有多好。溶解的强化相越多(退火温度越高)，老化后的材料强度和延展性越高。图12示出了期望结果之间的冲突(在较低的退火温度下，晶粒结构更细且更一致)；然而，在较高的退火温度下老化后会达到更好的硬度。

图13示出了实验室退火和生产退火之间的另一比较。在700°F下老化3小时后测量硬度。在该图中，老化后的硬度对于实验室退火(圆形)和生产退火(菱形表示厚度为0.015英寸，三角形表示厚度为0.038英寸，正方形表示厚度为0.078英寸)来说是不同的。这些差异表明，在生产中，带材可能没有达到退火循环的设定点温度，或者从退火温度起的淬火被延迟。

已经参考示例性实施方案描述了本公开。在阅读和理解前面的详细描述之后，其他人将会想到修改和变更。本公开意在解释为包括所有这些修改和变更，只要这些修改和变更落入所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims

1.一种用于制备铜镍锡合金带材或板材的方法，包括：

对由铜镍锡合金制成的输入物进行第一冷还原；

对所述输入物进行第一退火；

对所述输入物进行第二冷还原；

对所述输入物进行第二退火；

对所述输入物进行第三冷还原；

对所述输入物进行第三退火；以及

对所述输入物进行最终冷还原以获得所述带材或板材。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当根据ISO 25178进行测量时，所得到的带材或板材在65ksi的最大应力下具有超过400,000次循环的疲劳寿命，并且在厚度为0.0072埃的情况下具有75微英寸或更小的Sz。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，当根据ISO 25178进行测量时，所得到的带材或板材在厚度为0.0072埃的情况下具有45微英寸或更小的Sv，或者其中当根据ISO 25178进行测量时，所得到的带材或板材在厚度为0.0072埃的情况下具有0.01或更小的Sdr。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述第一冷还原以使厚度减小约10％至约80％。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在约1400°F至约1450°F的温度下执行所述第一退火。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述第二冷还原、所述第三冷还原或所述最终冷还原以使厚度减小约40％至约60％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在约1400°F至约1450°F的温度下执行所述第二退火。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在约1375°F至约1425°F的温度下执行所述第三退火。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述第三退火之后并且在所述最终冷还原之前对所述输入物进行第四冷还原和对所述输入物进行第四退火。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，执行所述第四冷还原以使厚度减小约40％至约60％。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，在约1375°F至约1425°F的温度下执行所述第四退火。

12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

对所述输入物进行热轧；以及

在所述热轧之后对所述输入物进行初始退火；

其中，所述热轧和所述初始退火在所述第一冷还原之前进行。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，执行所述热加工以使厚度减小约40％至约60％。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，在约1525°F至约1575°F的温度下执行所述初始退火。

15.一种带材或板材，其通过权利要求1所述的方法来生产。

16.根据权利要求15所述的带材或板材，其具有约100MPa至约1500MPa的0.2％残余变形屈服强度，或者具有约400MPa至约1550MPa的极限拉伸强度。

17.根据权利要求15所述的带材或板材，其具有约90至约470的维氏硬度(HV)。

18.根据权利要求15所述的带材或板材，当根据ISO 25178进行测量时，所述带材或板材在厚度为0.0072埃的情况下具有75微英寸或更小的Sz；或者

当根据ISO 25178进行测量时，所述带材或板材在厚度为0.0072埃的情况下具有45微英寸或更小的Sv；或者

当根据ISO 25178进行测量时，所述带材或板材在厚度为0.0072埃的情况下具有0.01或更小的Sdr。

19.一种由权利要求15所述的带材或板材制成的制品或者包括权利要求15所述的带材或板材的制品。

20.一种使用权利要求15所述的带材或板材的方法，包括使所述带材或板材成形以形成制品。