提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，采用经过固溶处理的厚度为1～5mm的弹性铜合金板材为原料；首先，将清理后的两块铜合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材四周焊接粘合；将焊接后的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至800～880℃，保温0.5h，然后空冷至室温；进行一个道次的轧制变形，压下量为50%；重复上述步骤，进行2～8次的循环叠轧操作，制备出厚度为1～5mm、由4～256层组成的铜合金板材；进行冷轧变形，道次变形量为30～60%，制备得到厚度为0.5～1mm的铜合金板材。采用本发明技术制备的铜合金板材强度高，同时抗应力松弛性能显著提高。
【专利说明】提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，属于弹性 铜合金的制备加工领域。
【背景技术】
[0002] 铜合金是传统的有色金属材料，广泛应用于国民经济的诸多行业中。弹性铜合金 材料是其中最重要的品种之一，以其较高的强度、良好的弹性、导电率等性能，成为了电子、 邮电通讯、仪表、航天、汽车、船舶等工业中电器接插件、弹簧、开关、触头、继电器、引线框架 等不可缺少的材料。
[0003] 按照制备工艺的不同，弹性铜合金可大致分为形变强化型、固溶强化型、调幅分解 型和时效强化型四种。其中，前两种的强度、弹性和抗应力松弛性能较低，而调幅分解型和 时效强化型铜合金则是弹性铜合金的主要发展方向。
[0004] 对于弹性铜合金而言，抗应力松弛性能是衡量其弹性性能水平和使用寿命的主要 性能指标之一。应力松弛现象是指材料在室温或者高温下长时间弹性加载，材料的弹性变 形部分转变成塑性变形，从而使其应力水平降低的现象。材料的抗应力松弛性能可以用材 料在某一温度下，加载一段时间之后，材料内部应力松弛的比率来表示，即应力松弛率。应 力松弛率越小，则表明材料抗应力松弛的性能越好。在弹性铜合金中，时效强化型合金的抗 应力松弛性能最好，应力松弛率也最小。例如，抗应力松弛性能最好的铍铜合金，其在室温 和150°C下1000h的抗应力松弛性能可达。近年来新开发出的调幅分解型Cu-Ni-Sn、时效强 化型的Cu-Ni-Si和Cu-Co-Si等合金，在抗应力松弛性能方面与铍铜合金接近。对于调幅 分解型和时效强化型合金，目前主要是通过合金化设计，使材料内部在固溶时效处理之后 产生数量众多的弥散分布的微小析出，阻碍位错运动、降低位错运动能力，从而提高其抗应 力松弛性能。在成形工艺方面，时效强化型铜合金有时采用冷变形时效或者冷变形分级时 效的技术，减少晶界上的不连续析出，改善析出物的分布，进一步提高其抗应力松弛性能。
[0005] 影响应力松弛的主要因素包括温度和初始应力与屈服强度的比例。初始应力越 高，与该材料的屈服强度之比越高，则在同一温度下长时间加载时，弹性变形转变为塑性变 形的可能性越大，应力松弛现象也就越严重。采用本发明公布的制备加工技术，可以制备出 4?256层组成的多层铜合金板。这样，在实际的弹性加载过程中，每层金属的实际弹性变 形量得到降低，也即降低了实际的初始应力，从而提高了各层金属的抗应力松弛性能。本发 明即基于这一思路，提出了一种基于累积叠轧工艺的提高弹性铜合金抗应力松弛性能的制 备加工技术。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种基于累积叠轧工艺的提高弹性铜合金抗应力松弛性能的制备 加工技术，主要涉及采用累积叠轧变形工艺和热处理工艺，制备出4?256层组成的多层铜 合金板，进而减少每层铜合金在弹性变形时的实际变形量，提高了多层复合板的弹性性能， 从而大大提高其抗应力松弛性能。
[0007] 本发明提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，是以累积叠轧和热 处理工艺为基础的，其具体实施步骤包括：
[0008] (1)原材料：采用经过固溶处理的厚度为1?5mm的弹性铜合金板材为原料；
[0009] (2)板材的预处理和组装：将清理后的两块尺寸规格相同的铜合金板材表面压合 在一起，并将压合后的板材四周焊接粘合；将焊接后的两块铜合金板材置于氩气或者氢气 保护下的加热炉中，加热至800?880°C，保温0. 5h，然后空冷至室温；
[0010] (3)叠轧：将焊接后的铜合金板材进行一个道次的轧制变形，压下量为50% ;
[0011] (4)重复步骤（2)和（3)，进行2?8次的循环叠乳操作，制备出厚度为1?5mm、 由4?256层组成的铜合金板材；
[0012] (5)冷轧变形：将循环叠轧后的铜合金板材继续进行冷轧变形，道次变形量为 30?60%，制备得到厚度为0. 5?1mm的铜合金板材。
[0013] 对于紫铜，冷轧变形后的铜合金板材无需进行后续热处理。
[0014] 对于 Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、Cu-Co-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Be、Cu-Ni-Be、Cu-Co-Be 等 弹性铜合金，在冷轧变形后还包括一个热处理步骤：将冷轧变形后的铜合金板材加热到 320?500°C，保温2h，在空气中冷却至室温。
[0015] 步骤（1)中，所述的弹性铜合金板材为紫铜、Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、Cu-C〇-Si、 Cu-Cr-Zr、Cu_Be、Cu-Ni-Be 和 Cu-Co-Be 等。
[0016] 步骤（2)中，首先，将两块尺寸规格相同的铜合金板材进行表面清理，清除表面的 油污、氧化物、杂质等物质，再对其表面进行打磨，使其表面具有一定粗糙程度，一般为表面 粗糙度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0017] 步骤（2)中，两块铜合金板材表面压合，所述的压合是指机械压合，不采用粘合剂。
[0018] 步骤（3)中，叠轧：对于紫铜，将粘合后的铜合金板材加热到800°C，保温0.5h， 然后进行一个道次的轧制变形，压下量为50%。对于Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、Cu-Co-Si、 Cu-Cr-Zr、Cu-Be、Cu-Ni-Be、Cu-Co-Be等弹性铜合金，将粘合后的铜合金板材在室温下进行 一个道次的轧制变形，压下量为50%。
[0019] 本发明基于累积叠轧工艺的提高弹性铜合金抗应力松弛性能的制备加工技术，具 有以下优点：
[0020] 1、影响应力松弛的主要因素包括温度和初始应力与屈服强度的比例。初始应力越 高，与该材料的屈服强度之比越高，则在同一温度下长时间加载时，弹性变形转变为塑性变 形的可能性越大，应力松弛现象也就越严重。采用本发明公布的制备加工技术，可以制备出 4?256层组成的多层铜合金板。这样，在实际的弹性加载过程中，每层金属的实际弹性变 形量得到降低，也即降低了实际的初始应力，从而提高了各层金属的抗应力松弛性能。
[0021] 2、采用这种技术制备的紫铜合金板材，其强度可以提高200_400MPa，应力松弛率 可降低50%_80%，显著提高其抗应力松弛性能。
[0022] 3、采用这种技术制备的 Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、Cu-Co-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Be、 Cu-Ni-Be、Cu-Co-Be等弹性铜合金板材，其强度可以比传统的固溶时效工艺提高 50-200MPa，应力松弛率可降低20-50%。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1是累积叠轧的工艺方法示意图。
【具体实施方式】
[0024] 本发明的基于累积叠轧工艺的提高弹性铜合金抗应力松弛性能的制备加工技术， 主要涉及采用累积叠轧变形工艺和热处理工艺，如图1所示，为累积叠轧的工艺方法示意 图，首先，进行原料清理、组装、焊接，然后进行叠轧，得到一个道次叠轧后的板材，得到的板 材再重复上述过程进行累积叠轧。
[0025] 本发明方法的具体实施步骤为：
[0026] ( 1)原材料
[0027] 本发明所公开的制备加工技术是以固溶处理状态下的铜合金板材为原料，即紫 铜、Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、Cu-Co-Si、Cu-Cr-Zr、Cu_Be、Cu-Ni-Be、Cu-Co-Be 等弹性铜合金 板，厚度为1?5mm。
[0028] (2)板材的预处理和组装
[0029] 首先，将两块尺寸规格相同的铜合金板材进行表面清理，清除表面的油污、氧化 物、杂质等物质。再对其表面进行打磨，使其表面具有一定粗糙程度，一般为Ra < 8 μ m，然 后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。将清理后的两块铜合金板材表面压合在一起， 并将压合后的板材四周焊接粘合。将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的 加热炉中，加热至800?880°C，保温0. 5h，空冷至室温。
[0030] (3)循环叠轧
[0031] 对于紫铜，将粘合后的铜合金板材加热到800°C，保温0. 5h，然后进行一个道次的 轧制变形，压下量为 50%。对于 Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、Cu-C〇-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Be、Cu-Ni-Be、 Cu-Co-Be等弹性铜合金，将粘合后的铜合金板材在室温下进行一个道次的轧制变形，压下 量为50%。
[0032] 重复上述步骤（2)和（3),进行2?8次的循环操作,制备出厚度为1?5mm的，由 4?256层组成的铜合金板材。
[0033] (4)冷轧变形
[0034] 还可以将循环叠轧后的铜合金板材继续进行冷轧变形，道次变形量为30?60%， 制备出厚度为〇· 5?1mm的铜合金板材。
[0035] (5)热处理
[0036] 对于紫铜，冷轧变形后的铜合金板材无需进行后续热处理。
[0037] 对于 Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、Cu-Co-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Be、Cu-Ni-Be、Cu-Co-Be 等弹 性铜合金，将冷轧变形后的铜合金板材加热到320?500°C，保温2h，在空气中冷却至室温。
[0038] 实施例1 :紫铜合金
[0039] ( 1)原材料
[0040] 厚度为5mm，尺寸规格完全相同的两块紫铜合金板材。
[0041] (2)板材的预处理和组装
[0042] 首先，将两块紫铜合金板材用水磨床或者砂轮进行表面打磨清理，使其表面具有 一定粗糙程度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0043] 将清理后的两块铜合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材四周焊接粘合。
[0044] 将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至800°C， 保温0. 5h，空冷至室温。
[0045] (3)循环叠轧
[0046] 将两块紫铜合金板材加热到800°C，保温0. 5h，然后进行一个道次的轧制变形，压 下量为50%。
[0047] 重复上述步骤2)和3)，进行2?8次的循环操作，制备出厚度为5mm、由4?256 层组成的紫铜合金板材。
[0048] (4)冷轧变形
[0049] 还可以将循环叠轧后的紫铜合金板材继续进行冷轧变形，道次变形量为30? 60%，直至制备出厚度为1mm的铜合金板材。
[0050] 合金性能：
[0051] 采用这种技术制备的紫铜合金板材，循环轧制2次时，其强度可达480Mpa，应力松 弛率可降低50%，循环轧制4次时，其强度可达500Mpa，应力松弛率可降低60%，循环轧制6 次时，其强度可达520Mpa，应力松弛率可降低80%，循环轧制8次时，其强度可达550Mpa，应 力松弛率可降低80%，显著提高其抗应力松弛性能。例如，循环轧制2、4、6、8次时，在初始应 力为75%的屈服强度的水平下使合金板材发生弹性变形，并加热至150°C下保温1000h后剩 余应力分别可达67%、70%、80%、80%，卸载后的应力松弛率分别为33%、30%、20%、20%。
[0052] 实施例2 :C7025合金(属于Cu-Ni-Si合金）
[0053] ( 1)原材料
[0054] 厚度为1mm，尺寸规格完全相同的两块C7025合金板材，850°C下固溶并淬火至室 温。
[0055] (2)板材的预处理和组装
[0056] 首先，将两块C7025合金板材用水磨床或者砂轮进行表面打磨清理，使其表面粗 糙程度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0057] 将清理后的两块C7025合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材四周焊接压 合。
[0058] 将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至850°C， 保温0. 5h，空冷至室温。
[0059] (3)循环叠轧
[0060] 将两块C7025合金板材在室温下进行一个道次的轧制变形，压下量为50%。
[0061] 重复上述步骤2)和3)，进行2?8次的循环操作，制备出厚度为1mm、由4?256 层组成的C7025合金板材。
[0062] (4)冷轧变形
[0063] 还可以将循环叠轧后的C7025合金板材继续进行冷轧变形，道次变形量为50%，制 备出厚度为〇. 5mm的C7025合金板材。
[0064] (5)热处理
[0065] 将轧制后的C7025合金板材加热到400°C下，保温2h，空冷至室温。
[0066] 合金性能：
[0067] 采用这种技术制备的C7025合金板材，循环轧制2次时，其强度可达850Mpa，应力 松弛率可降低20%，循环轧制4次时，其强度可达880Mpa，应力松弛率可降低25%，循环轧制 6次时，其强度可达900Mpa，应力松弛率可降低40%，循环轧制8次时，其强度可达910Mpa， 应力松弛率可降低50%，显著提高其抗应力松弛性能。例如，循环轧制2、4、6、8次时，在初 始应力为75%的屈服强度的水平下使合金板材发生弹性变形，并加热至150°C下保温1000h 后剩余应力分别可达85%、87%、90%、93%，卸载后的应力松弛率分别为15%、13%、10%、7%。
[0068] 实施例 3 :C7035 合金（Cu-Ni-Si-Co 合金）
[0069] (1)原材料
[0070] 厚度为2mm，尺寸规格完全相同的两块C7035合金板材，880°C固溶并淬火至室温。
[0071] (2)板材的预处理和组装
[0072] 首先，将两块C7035合金板材用水磨床或者砂轮进行表面打磨清理，使其表面粗 糙程度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0073] 将清理后的两块C7035合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材四周焊接粘 合。
[0074] 将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至880°C， 保温0. 5h，空冷至室温。
[0075] (3)循环叠轧
[0076] 将两块C7035合金板材在室温下进行一个道次的轧制变形，压下量为50%。
[0077] 重复上述步骤2)和3)，进行2?8次的循环操作，制备出厚度为2mm、由4?256 层组成的C7035合金板材。
[0078] (4)冷轧变形
[0079] 还可以将循环叠轧后的C7035合金板材继续进行冷轧变形，道次变形量为60%，制 备出厚度为〇. 8mm的C7035合金板材。
[0080] (5)热处理
[0081] 将轧制后的C7035合金板材加热到450°C下，保温2h，空冷至室温。
[0082] 合金性能：
[0083] 采用这种技术制备的C7035合金板材，循环轧制2次时，其强度可达950Mpa，应 力松弛率可降低20%，循环轧制4次时，其强度可达970Mpa，应力松弛率可降低25%，循环 轧制6次时，其强度可达lOOOMpa，应力松弛率可降低40%，循环轧制8次时，其强度可达 1105Mpa，应力松弛率可降低50%，显著提高其抗应力松弛性能。例如，循环轧制2、4、6、8次 时，在初始应力为75%的屈服强度的水平下使合金板材发生弹性变形，并加热至150°C下保 温1000h后剩余应力分别可达90%、91%、94%、94%，卸载后的应力松弛率分别为10%、9%、6%、 6%〇
[0084] 实施例 4 :Cu-2. OBe 合金（C17200,属 Cu-Be 合金）
[0085] ( 1)原材料
[0086] 厚度为2mm，尺寸规格完全相同的两块Cu-2. OBe合金板材，850°C固溶并淬火至室 温。
[0087] (2)板材的预处理和组装
[0088] 首先，将两块Cu-2. OBe合金板材用水磨床或者砂轮进行表面打磨清理，使其表面 粗糙程度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0089] 将清理后的两块Cu-2. OBe合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材四周焊 接粘合。
[0090] 将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至850°C， 保温0. 5h，空冷至室温。
[0091] (3)循环叠轧
[0092] 将两块Cu-2. OBe合金板材在室温下进行一个道次的轧制变形，压下量为50%。
[0093] 重复上述步骤2)和3)，进行2?8次的循环操作，制备出厚度为2mm、由4?256 层组成的Cu-2. OBe合金板材。
[0094] (4)冷轧变形
[0095] 还可以将循环叠轧后的Cu-2. OBe合金板材继续进行冷轧变形，道次变形量为 50%，制备出厚度为1mm的Cu-2. OBe合金板材。
[0096] (5)热处理
[0097] 将轧制后的Cu-2. OBe合金板材加热到320°C，保温2h，空冷至室温。
[0098] 合金性能：
[0099] 采用这种技术制备的Cu-2. OBe合金板材，循环轧制2次时，其强度可达1250Mpa， 应力松弛率可降低20%，循环轧制4次时，其强度可达1300Mpa，应力松弛率可降低23%，循 环轧制6次时，其强度可达1350Mpa，应力松弛率可降低40%，循环轧制8次时，其强度可达 1400Mpa，应力松弛率可降低50%，显著提高其抗应力松弛性能。例如，循环轧制2、4、6、8次 时，在初始应力为75%的屈服强度的水平下使合金板材发生弹性变形，并加热至150°C下保 温1000h后剩余应力分别可达90%、91%、94%、94%，卸载后的应力松弛率分别为10%、9%、6%、 6%〇
[0100] 实施例 5 :Cu-l. 4Ni-0. 5Be 合金（Cu-Ni-Be 合金）
[0101] (1)原材料
[0102] 厚度为2mm，尺寸规格完全相同的两块Cu-1. 4Ni_0. 5Be合金板材，880°C固溶并淬 火至室温。
[0103] (2)板材的预处理和组装
[0104] 首先，将两块Cu-1. 4Ni_0. 5Be合金板材用水磨床或者砂轮进行表面打磨清理，使 其表面粗糙程度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0105] 将清理后的两块Cu-1. 4Ni_0. 5Be合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材 四周焊接粘合。
[0106] 将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至880°C， 保温0. 5h，空冷至室温。
[0107] (3)循环叠轧
[0108] 将两块Cu-1. 4Ni_0. 5Be合金板材在室温下进行一个道次的轧制变形，压下量为 50%。
[0109] 重复上述步骤2)和3)，进行2?8次的循环操作，制备出厚度为2mm、由4?256 层组成的Cu-1. 4Ni-0. 5Be合金板材。
[0110] (4)冷轧变形
[0111] 还可以将循环叠轧后的cu-l. 4Ni-0. 5Be合金板材继续进行冷轧变形，道次变形 量为50%，制备出厚度为1mm的Cu-1. 4Ni-0. 5Be合金板材。
[0112] (5)热处理
[0113] 将轧制后的Cu-1. 4Ni_0. 5Be合金板材加热到400°C，保温2h，空冷至室温。
[0114] 合金性能：
[0115] 采用这种技术制备的Cu-1. 4Ni_0. 5Be合金板材，循环轧制2次时，其强度可达 950Mpa，应力松弛率可降低20%，循环轧制4次时，其强度可达990Mpa，应力松弛率可降低 25%，循环轧制6次时，其强度可达lOOOMpa，应力松弛率可降低40%，循环轧制8次时，其强 度可达lOOOMpa，应力松弛率可降低50%，显著提高其抗应力松弛性能。例如，循环轧制2、 4、6、8次时，在初始应力为75%的屈服强度的水平下使合金板材发生弹性变形，并加热至 150°C下保温1000h后剩余应力分别可达90%、91%、94%、94%，卸载后的应力松弛率分别为 10%、9%、6%、6%。
[0116] 实施例 6 :Cu-l. 8Be_0. 6Co 合金（Alloy290, Cu-Be-Co 合金）
[0117] (1)原材料
[0118] 厚度为2. 5mm，尺寸规格完全相同的两块Cu-1. 8Be-0. 6Co合金板材，860°C固溶并 淬火至室温。
[0119] (2)板材的预处理和组装
[0120] 首先，将两块Cu-1. 8Be_0. 6Co合金板材用水磨床或者砂轮进行表面打磨清理，使 其表面粗糙程度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0121] 将清理后的两块Cu-1. 8Be_0. 6Co合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材 四周焊接粘合。
[0122] 将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至860°C， 保温0. 5h，空冷至室温。
[0123] (3)循环叠轧
[0124] 将两块Cu-1. 8Be_0. 6Co合金板材在室温下进行一个道次的轧制变形，压下量为 50%。
[0125] 重复上述步骤2)和3),进行2?8次的循环操作，制备出厚度为2. 5mm、由4? 256层组成的Cu-1. 8Be-0. 6Co合金板材。
[0126] (4)冷轧变形
[0127] 还可以将循环叠轧后的Cu-1. 8Be_0. 6Co合金板材继续进行冷轧变形，道次变形 量为60%，制备出厚度为1mm的Cu-1. 8Be-0. 6Co合金板材。
[0128] (5)热处理
[0129] 将轧制后的Cu-1. 8Be_0. 6Co合金板材加热到350°C，保温2h，空冷至室温。
[0130] 合金性能：
[0131] 采用这种技术制备的Cu-1. 8Be_0. 6Co合金板材，循环轧制2次时，其强度可达 llOOMpa，应力松弛率可降低20%，循环轧制4次时，其强度可达1200Mpa，应力松弛率可降 低25%，循环轧制6次时，其强度可达1210Mpa，应力松弛率可降低40%，循环轧制8次时，其 强度可达1250Mpa，应力松弛率可降低50%，显著提高其抗应力松弛性能。例如，循环轧制 2、4、6、8次时，在初始应力为75%的屈服强度的水平下使合金板材发生弹性变形，并加热至 150°C下保温lOOOh后剩余应力分别可达90%、92%、94%、96%，卸载后的应力松弛率分别为 10%、8%、6%、4%。
[0132] 实施例 7 :Cu-〇. 6C〇-0. 5Be 合金（C17410, Cu-Co-Be 合金）
[0133] (1)原材料
[0134] 厚度为1mm，尺寸规格完全相同的两块Cu-0. 6C〇-0. 5Be合金板材，850°C固溶并淬 火至室温。
[0135] (2)板材的预处理和组装
[0136] 首先，将两块Cu-0. 6C〇-0. 5Be合金板材用水磨床或者砂轮进行表面打磨清理，使 其表面粗糙程度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0137] 将清理后的两块Cu-〇. 6C〇_0. 5Be合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材 四周焊接粘合。
[0138] 将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至850°C， 保温0. 5h，空冷至室温。
[0139] (3)循环叠轧
[0140] 将两块Cu-0. 6C〇-0. 5Be合金板材在室温下进行一个道次的轧制变形，压下量为 50%。
[0141] 重复上述步骤2)和3)，进行2?8次的循环操作，制备出厚度为1mm、由4?256 层组成的Cu-〇. 6C〇_0. 5Be合金板材。
[0142] (4)冷轧变形
[0143] 还可以将循环叠轧后的Cu-0. 6C〇-0. 5Be合金板材继续进行冷轧变形，道次变形 量为50%，制备出厚度为0. 5mm的Cu-0. 6C〇-0. 5Be合金板材。
[0144] (5)热处理
[0145] 将轧制后的Cu-0. 6C〇-0. 5Be合金板材加热到350°C，保温2h，空冷至室温。
[0146] 合金性能：
[0147] 采用这种技术制备的Cu-1. 8Be_0. 6Co合金板材，循环轧制2次时，其强度可达 900Mpa，应力松弛率可降低20%，循环轧制4次时，其强度可达950Mpa，应力松弛率可降低 25%，循环轧制6次时，其强度可达lOOOMpa，应力松弛率可降低40%，循环轧制8次时，其强 度可达1150Mpa，应力松弛率可降低50%，显著提高其抗应力松弛性能。例如，循环轧制2、 4、6、8次时，在初始应力为75%的屈服强度的水平下使合金板材发生弹性变形，并加热至 150°C下保温1000h后剩余应力分别可达88%、89%、91%、93%，卸载后的应力松弛率分别为 12%、11%、9%、7%。
[0148] 实施例 8 :Cu-〇. 4Cr_0. 2Zr 合金
[0149] (1)原材料
[0150] 厚度为1. 6mm，尺寸规格完全相同的两块Cu-0. 4Cr-0. 2Zr合金板材，980°C固溶并 淬火至室温。
[0151] (2)板材的预处理和组装
[0152] 首先，将两块Cu-0. 4Cr_0. 2Zr合金板材用水磨床或者砂轮进行表面打磨清理，使 其表面粗糙程度Ra < 8 μ m，然后清理干净其表面的油污和氧化物等杂质。
[0153] 将清理后的两块Cu-0. 4Cr_0. 2Zr合金板材表面压合在一起，并将压合后的板材 四周焊接粘合。
[0154] 将焊接好的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护下的加热炉中，加热至880°C， 保温0. 5h，空冷至室温。
[0155] (3)循环叠轧
[0156] 将两块Cu-0. 4Cr_0. 2Zr合金板材在室温下进行一个道次的轧制变形，压下量为 50%。
[0157] 重复上述步骤2)和3),进行2?8次的循环操作，制备出厚度为1. 6mm、由4? 256层组成的Cu-0. 4Cr-0. 2Zr合金板材。
[0158] (4)冷轧变形
[0159] 还可以将循环叠轧后的Cu-0. 4Cr_0. 2Zr合金板材继续进行冷轧变形，道次变形 量为50%，制备出厚度为0. 8mm的Cu-0. 4Cr-0. 2Zr合金板材。
[0160] (5)热处理
[0161] 将轧制后的Cu-0. 4Cr-0. 2Zr合金板材加热到450°C，保温8h，空冷至室温。
[0162] 合金性能：
[0163] 采用这种技术制备的Cu-1. 8Be_0. 6Co合金板材，循环轧制2次时，其强度可达 900Mpa，应力松弛率可降低20%，循环轧制4次时，其强度可达930Mpa，应力松弛率可降低 25%，循环轧制6次时，其强度可达lOOOMpa，应力松弛率可降低40%，循环轧制8次时，其强 度可达1070Mpa，应力松弛率可降低50%，显著提高其抗应力松弛性能。例如，循环轧制2、 4、6、8次时，在初始应力为75%的屈服强度的水平下使合金板材发生弹性变形，并加热至 150°C下保温1000h后剩余应力分别可达78%、80%、82%、85%，卸载后的应力松弛率分别为 22%、20%、18%、15%。
[0164] 本发明主要实施步骤包括板材焊接、循环叠轧、冷轧变形和热处理工艺。采用 这种技术制备的紫铜合金板材，其强度可达480-550MPa，应力松弛率可较传统工艺降 低50%-80%，显著提高其抗应力松弛性能。采用这种技术制备的Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、 Cu-C〇-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Be、Cu-Ni-Be、Cu-C〇-Be 等弹性铜合金板材，其强度可达 950-1350MPa，应力松弛率可较传统工艺降低20-50%。
【权利要求】
1. 一种提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，包括如下步骤： (1) 原材料：采用经过固溶处理的厚度为1?5mm的弹性铜合金板材为原料； (2) 板材的预处理和组装：将清理后的两块尺寸规格相同的铜合金板材表面压合在一 起，并将压合后的板材四周焊接粘合；将焊接后的两块铜合金板材置于氩气或者氢气保护 下的加热炉中，加热至800?880°C，保温0. 5h，然后空冷至室温； (3) 叠轧：将焊接后的铜合金板材进行一个道次的轧制变形，压下量为50% ; (4) 重复步骤（2)和（3)，进行2?8次的循环叠乳操作，制备出厚度为1?5mm、由4? 256层组成的铜合金板材； (5) 冷轧变形：将循环叠轧后的铜合金板材继续进行冷轧变形，道次变形量为30? 60%，制备得到厚度为0. 5?1mm的铜合金板材。
2. 根据权利要求1所述的提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，其特 征在于：在冷轧变形后还包括一个热处理步骤：将冷轧变形后的铜合金板材加热到320? 500°C，保温2h，在空气中冷却至室温。
3. 根据权利要求1所述的提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，其特 征在于：所述的弹性铜合金板材为紫铜、Cu-Ni-Sn、Cu-Ni-Si、Cu-Co-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Be、 Cu-Ni-Be 或 Cu-Co-Be。
4. 根据权利要求1所述的提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，其 特征在于：所述的清理为先将两块铜合金板材进行表面清理，清除表面的油污、氧化物和杂 质，再对其表面进行打磨，然后再次清理干净表面。
5. 根据权利要求4所述的提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，其特 征在于：打磨后，铜合金板材的表面粗糙度Ra < 8 μ m。
6. 根据权利要求1所述的提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，其特 征在于：两块铜合金板材表面压合时，所述的压合是指机械压合。
7. 根据权利要求1所述的提高铜合金抗应力松弛能力的累积叠轧及热处理方法，其特 征在于：将粘合后的铜合金板材在室温下或加热到800°C，保温0. 5h，然后进行一个道次的 轧制变形，压下量为50%。
【文档编号】C22F1/08GK104099543SQ201310125199
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月11日 优先权日:2013年4月11日
【发明者】解国良, 王强松, 米绪军, 熊柏青 申请人:北京有色金属研究总院