CN112708791A - 一种c17410铍铜带材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种C17410铍铜带材的制备方法，其包括以下步骤：备料熔炼、铸锭、热处理、锭坯加热、热轧、中间退火、冷轧、酸洗和成品退火。本发明通过在真空熔炼炉中将C17410铍铜带材所需的各种原材料熔炼并浇铸成锭，然后经过热处理后，使里面的成分均匀化，加入的氮气可以对锭坯起到防护的作用，防止其被炉内剩余氧气氧化，提高锭坯的质量，接着经过热轧后退火淬炼一次，然后冷轧后用酸液酸洗一次，将成型后的铍铜带材表面的污渍洗掉，然后再回炉退火淬炼一下，进一步提高其性能，熔炼制备过程在全真空条件下，无铍元素氧化及污染环境、危害人体安全等问题，加工出来的铍铜带材在导热性、强度和硬度方面有明显提高，而且它还兼备良好的导电性能。

Description

一种C17410铍铜带材的制备方法
技术领域
本发明涉及铍铜合金制备技术领域，特别是一种C17410铍铜带材的制备方法。
背景技术
铍铜又称铍青铜，是铜合金中的“弹性之王”，经固溶时效热处理后，可获得高强度、高导电性能的产品，高强度铍铜合金经热处理后不仅具有强度高，很高的硬度而且具有耐磨、耐蚀的优点，优良的铸造性能。
铍铜合金是一种析出硬化型合金，它是机械性能、物理性能、化学性能及抗蚀性能良好结合的唯一有色合金，具有高强度、高硬度、高导电性、高弹性、耐磨、耐疲劳、抗腐蚀性及弹性滞后小等特点，还具有良好的铸造性能、非磁性和冲击时无火花放电性能。铍铜合金经热处理后具有较高的导电率和导热率，铍铜合金适用于制造各种模具、防爆安全工具、耐磨件如凸轮、齿轮、蜗轮、轴承、开关零件等，强接触和类似的载流元件，制作电阻焊的夹钳、电极材料、水电连铸机结晶器内套等也大多用到铍铜合金。
由于铍铜合金具备许多优异性能，它的应用越来越广泛，已经成为国民经济建设中不可缺少的重要工业材料。国外铍铜合金主要应用于汽车电器制造、计算机和电讯行业。此外，铍铜合金在航空航天、电子仪器、海底电缆、家用电器、机械、石油、煤炭等行业也有着广泛的应用。
现有的铍铜带材一般采用铸坯挤压法轧制法，制备出来的铍铜带材的抗拉强度都比较低，无法满足需求，而且加工出来的铍铜带材成本也较高，导热性以及强度、硬度方面仍然不尽如人意。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，研发了一种C17410铍铜带材的制备方法。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种C17410铍铜带材的制备方法，其包括以下步骤：
S1、备料熔炼：按CI7410铍铜带材的成分要求，将铍锭和高纯电解铜锭及其它微量元素加入真空熔炼炉中，抽真空，加热至熔化后，搅拌使合金熔液充分脱气并使合金中各成分均匀，并保温1-2小时；
S2、铸锭：将真空熔炼炉中熔炼后的合金熔液在真空熔炼炉内浇铸成锭，冷却至室温后从炉内取出；
S3、热处理：对上述铸锭进行均匀化热处理，使铸锭内部组织均匀化；上述均匀化热处理是将铸锭放入真空炉中，充入氮气加热至一定温度后，保温一段时间，再自然冷却至室温后取出；
S4、锭坯加热：将上述铸锭加热一段时间；
S5、热轧：对加热后的铸锭进行热轧，轧制5-8个道次，第一道次加工率为15-25％，后面每个道次加工率在10-21％，得到铍铜带坯；
S6、中间退火：将上述热轧得到的铍铜带坯在700-800℃下保持退火3-4小时；
S7、冷轧：将步骤S6中得到的铍铜带坯进行冷轧，轧制2-3个道次，每个道次的加工率为32-64％；
S8、酸洗：将冷轧后的铍铜带材浸入酸液中酸洗2-4次，再用清水冲洗干净，得到酸洗后的铍铜带坯；
S9、成品退火：将酸洗后的铍铜带坯在一定温度下退火一段时间，待温度降到70-85℃出炉，得到C17410铍铜带材；
作为本发明的进一步补充，所述步骤S1中，微量元素包括Ni，Co，Si，Ag，AI。
作为本发明的进一步补充，所述步骤S1中的真空熔炼炉为真空感应电炉，真空度达到1.5×10-3Pa以上，加热至熔化温度为950～
1150℃，搅拌装置为磁力搅拌装置。
作为本发明的进一步补充，所述步骤S3中充入氮气后加热至400-500℃，加热速率为10℃/min。
作为本发明的进一步补充，所述步骤S3中的保温时间为5小时。
作为本发明的进一步补充，所述步骤S4中的加热温度为800-900℃，加热时间为3-4小时。
作为本发明的进一步补充，所述步骤S8中所述的酸液为质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的混合液，酸液中质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的体积比为1:1:3。
作为本发明的进一步补充，所述步骤S9中酸洗后的铍铜带坯在400-500℃下退火5-6小时。
作为本发明的进一步补充，所述步骤S6和步骤S9中退火后均需用冷却水冷却。
其有益效果在于，本发明通过在真空熔炼炉中将C17410铍铜带材所需的各种原材料熔炼并浇铸成锭，然后经过热处理后，使里面的成分均匀化，加入的氮气可以对锭坯起到防护的作用，防止其被炉内剩余氧气氧化，提高锭坯的质量，接着经过热轧后退火淬炼一次，然后冷轧后用酸液酸洗一次，将成型后的铍铜带材表面的污渍洗掉，然后再回炉退火淬炼一下，进一步提高其性能，熔炼制备过程在全真空条件下，无铍元素氧化及污染环境、危害人体安全等问题，因此极其适合工业化应用，制备工艺也能适合工业化连续生产，产品成品率高，质量稳定，加工出来的铍铜带材在导热性、强度和硬度方面有明显提高，而且它还兼备良好的导电性能，可应用于电讯、电子工业和汽车电子元件等，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明的加工工艺流程图。
具体实施方式
首先说明一下本发明的研发初衷，铍铜带材分为很多种，而现有的C17410铍铜带材的导热性、强度和硬度方便还有待提高，无法满足人们的需求，基于此，本发明提供了一种C17410铍铜带材的制备方法。
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示，该C17410铍铜带材的制备方法包括以下步骤：
S1、备料熔炼：按CI7410铍铜带材的成分要求，将铍锭和高纯电解铜锭及Ni，Co，Si，Ag，AI等微量元素加入真空熔炼炉中，抽真空，加热至熔化后，搅拌使合金熔液充分脱气并使合金中各成分均匀，并保温1-2小时；上述的真空熔炼炉为真空感应电炉，真空度达到1.5×10-3Pa以上，保证熔炼时的炉内的纯净度，防止有其他气体混杂，加热至熔化温度为950～1150℃，搅拌装置为磁力搅拌装置；
S2、铸锭：将真空熔炼炉中熔炼后的合金熔液在真空熔炼炉内浇铸成锭，冷却至室温后从炉内取出；
S3、热处理：对上述铸锭进行均匀化热处理，使铸锭内部组织均匀化；上述均匀化热处理是将铸锭放入真空炉中，充入氮气加热至400-500℃后，保温加热速率为10℃/min，保温5小时后再自然冷却至室温后取出，氮气是一种惰性气体，可以对铸锭起到保护的作用，可以阻止铸锭被真空炉中剩余的氧气氧化，从而进一步提高了锭坯的质量；
S4、锭坯加热：将上述铸锭在800-900℃下加热3-4小时；
S5、热轧：对加热后的铸锭进行热轧，轧制5-8个道次，第一道次加工率为15-25％，后面每个道次加工率在10-21％，得到铍铜带坯；
S6、中间退火：将上述热轧得到的铍铜带坯在700-800℃下保持退火3-4小时；
S7、冷轧：将步骤S6中得到的铍铜带坯进行冷轧，轧制2-3个道次，每个道次的加工率为32-64％；
S8、酸洗：将冷轧后的铍铜带材浸入酸液中酸洗2-4次，再用清水冲洗干净，得到酸洗后的铍铜带坯；酸洗所用的酸液为质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的混合液，酸液中质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的体积比为1:1:3；
S9、成品退火：将酸洗后的铍铜带坯在400-500℃下退火5-6小时，待温度降到70-85℃出炉，得到C17410铍铜带材；
上述的步骤S6和步骤S9中退火后均需用冷却水冷却，通过这种淬火方式缓慢提升铍铜带材的强度和硬度，使其各项性能指标都得到提升，下面将通过几个实施例说明。
实施例一
S1、备料熔炼：按CI7410铍铜带材的成分要求，将铍锭和高纯电解铜锭及Ni，Co，Si，Ag，AI等微量元素加入真空熔炼炉中，抽真空，加热至熔化后，搅拌使合金熔液充分脱气并使合金中各成分均匀，并保温1.5小时；上述的真空熔炼炉为真空感应电炉，真空度达到1.5×10-3Pa以上，加热至熔化温度为1000℃，搅拌装置为磁力搅拌装置；
S2、铸锭：将真空熔炼炉中熔炼后的合金熔液在真空熔炼炉内浇铸成锭，冷却至室温后从炉内取出；
S3、热处理：对上述铸锭进行均匀化热处理，使铸锭内部组织均匀化；上述均匀化热处理是将铸锭放入真空炉中，充入氮气加热至450℃后，保温加热速率为10℃/min，保温5小时后再自然冷却至室温后取出；
S4、锭坯加热：将上述铸锭在850℃下加热3.5小时；
S5、热轧：对加热后的铸锭进行热轧，轧制6个道次，第一道次加工率为20％，后面每个道次加工率在15％，得到铍铜带坯；
S6、中间退火：将上述热轧得到的铍铜带坯在750℃下保持退火3.5小时，退火后需在冷却水中冷却；
S7、冷轧：将步骤S6中得到的铍铜带坯进行冷轧，轧制3个道次，每个道次的加工率为32％；
S8、酸洗：将冷轧后的铍铜带材浸入酸液中酸洗3次，再用清水冲洗干净，得到酸洗后的铍铜带坯；酸洗所用的酸液为质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的混合液，酸液中质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的体积比为1:1:3；
S9、成品退火：将酸洗后的铍铜带坯在450℃下退火5.5小时，待温度降到75℃出炉，退火后需在冷却水中冷却，得到C17410铍铜带材。
实施例二
S1、备料熔炼：按CI7410铍铜带材的成分要求，将铍锭和高纯电解铜锭及Ni，Co，Si，Ag，AI等微量元素加入真空熔炼炉中，抽真空，加热至熔化后，搅拌使合金熔液充分脱气并使合金中各成分均匀，并保温2小时；上述的真空熔炼炉为真空感应电炉，真空度达到1.5×10-3Pa以上，加热至熔化温度为1100℃，搅拌装置为磁力搅拌装置；
S2、铸锭：将真空熔炼炉中熔炼后的合金熔液在真空熔炼炉内浇铸成锭，冷却至室温后从炉内取出；
S3、热处理：对上述铸锭进行均匀化热处理，使铸锭内部组织均匀化；上述均匀化热处理是将铸锭放入真空炉中，充入氮气加热至500℃后，保温加热速率为10℃/min，保温5小时后再自然冷却至室温后取出；
S4、锭坯加热：将上述铸锭在900℃下加热4小时；
S5、热轧：对加热后的铸锭进行热轧，轧制8个道次，第一道次加工率为25％，后面每个道次加工率在10％，得到铍铜带坯；
S6、中间退火：将上述热轧得到的铍铜带坯在800℃下保持退火4小时，退火后需在冷却水中冷却；
S7、冷轧：将步骤S6中得到的铍铜带坯进行冷轧，轧制2个道次，每个道次的加工率为50％；
S8、酸洗：将冷轧后的铍铜带材浸入酸液中酸洗4次，再用清水冲洗干净，得到酸洗后的铍铜带坯；酸洗所用的酸液为质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的混合液，酸液中质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的体积比为1:1:3；
S9、成品退火：将酸洗后的铍铜带坯在500℃下退火6小时，待温度降到85℃出炉，退火后需在冷却水中冷却，得到C17410铍铜带材。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、备料熔炼：按CI7410铍铜带材的成分要求，将铍锭和高纯电解铜锭及其它微量元素加入真空熔炼炉中，抽真空，加热至熔化后，搅拌使合金熔液充分脱气并使合金中各成分均匀，并保温1-2小时；
S2、铸锭：将真空熔炼炉中熔炼后的合金熔液在真空熔炼炉内浇铸成锭，冷却至室温后从炉内取出；
S3、热处理：对上述铸锭进行均匀化热处理，使铸锭内部组织均匀化；上述均匀化热处理是将铸锭放入真空炉中，充入氮气加热至一定温度后，保温一段时间，再自然冷却至室温后取出；
S4、锭坯加热：将上述铸锭加热一段时间；
S5、热轧：对加热后的铸锭进行热轧，轧制5-8个道次，第一道次加工率为15-25％，后面每个道次加工率在10-21％，得到铍铜带坯；
S6、中间退火：将上述热轧得到的铍铜带坯在700-800℃下保持退火3-4小时；
S7、冷轧：将步骤S6中得到的铍铜带坯进行冷轧，轧制2-3个道次，每个道次的加工率为32-64％；
S8、酸洗：将冷轧后的铍铜带材浸入酸液中酸洗2-4次，再用清水冲洗干净，得到酸洗后的铍铜带坯；
S9、成品退火：将酸洗后的铍铜带坯在一定温度下退火一段时间，待温度降到70-85℃出炉，得到C17410铍铜带材。
2.根据权利要求1所述的一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，微量元素包括Ni，Co，Si，Ag，AI。
3.根据权利要求1所述的一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的真空熔炼炉为真空感应电炉，真空度达到1.5×10-3Pa以上，加热至熔化温度为950～1150℃，搅拌装置为磁力搅拌装置。
4.根据权利要求1所述的一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中充入氮气后加热至400-500℃，加热速率为10℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的保温时间为5小时。
6.根据权利要求1所述的一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的加热温度为800-900℃，加热时间为3-4小时。
7.根据权利要求1所述的一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，所述步骤S8中所述的酸液为质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的混合液，酸液中质量分数为98％硫酸、质量分数为65％的硝酸和水的体积比为1:1:3。
8.根据权利要求1所述的一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，所述步骤S9中酸洗后的铍铜带坯在400-500℃下退火5-6小时。
9.根据权利要求1所述的一种C17410铍铜带材的制备方法，其特征在于，所述步骤S6和步骤S9中退火后均需用冷却水冷却。
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