1.本发明涉及有色金属材料及加工技术领域，尤其涉及一种高强度高硬度钛铍铬铜合金及其制备方法。
背景技术：
2.qbe2含铍量1.8-2.0%属高铍铜合金，具有高强度、高硬度、高弹性以及较好的导电、导热、耐蚀、耐疲劳等特性，广泛应用于机械、模具、电子电器、航天航空、石油化工等各个领域；由于铍是一种有毒、有害且稀有的元素，对环境造成污染、对人体造成伤害，qbe2铜合金中含铍1.8-2%，将对环境带来污染，也不利环保，其次铍资源极其短缺，价格昂贵，从而使高被铜合金成本加大，限制了广泛应用，在食品、机械和注塑模具等行业中要求高强度铜合金，即在不失高铍铜的性能同时，降低铍在铜合金中的含量不能大于1%。所以开发一种含铍量小于1%，且性能与现有的高铍铜合金qbe2性能相当的铜合金已经迫在眉睫地摆在科技工作者面前；为此我们设计了一种高强度高硬度钛铍铬铜合金及其制备方法。
技术实现要素：
3.本发明的目的是为了解决现有技术中be含量高不利环保的问题，而提出的一种高强度高硬度钛铍铬铜合金及其制备方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高强度高硬度钛铍铬铜合金，包括be 0.2-1.0%、ti 0.5-2.0%、cr 0.2-1.7%、fe 0.05-0.2%、v 0.05-0.1%、余量cu、杂质总量＜0.5%。
5.一种高强度高硬度钛铍铬铜合金的制备方法，包括以下步骤：a按质量百分比配料、易氧化金属预处理，投料、熔炼及浇铸；b车铣铸锭表面；c热加工（锻造、挤压、轧制）；d固溶处理；e冷加工变形；f时效处理；所述步骤a中，准备以下质量比原料：be 0.2-1.0%、ti 0.5-2.0%、cr 0.2-1.7%、fe 0.05-0.2%、v 0.05-0.1%、余量cu、杂质总量＜0.5%；将钛、铬破碎成5-8mm颗粒，150℃预热，通过非真空中频炉将cu进行熔炼并用木炭覆盖，熔炼温度为1280-1380℃，加入fe-v中间合金；利用铜合金气体保护填加比重轻易氧化元素装置，分别加入cr、ti颗粒投放至非真空中频炉内，最后将cu-be中间合金投放至非真空中频炉内，进行浇铸，浇铸温度为1250-1300℃。
6.优选地，所述热加工（锻造、挤压、轧制）温度为700-850℃，保温2小时。
7.优选地，所述固溶温度为850-880℃，保温2小时；水淬，水淬后的水温不大于60℃。
8.优选地，所述冷加工变形加工率10-35%。
9.优选地，所述时效处理温度为470℃，保温3小时，空冷。
10.本发明与现有技术相比，其有益效果为：ti：主要与be结合形成tibe相，固溶于cu基体中，提高材料的硬度、强度和弹性；cr：cr能和be及ti分别形成crbe、ticr化合物，提高合金材料的导电、导热性，减轻be、ti对合金导电、导热性的不利影响；cr能提高合金的时效硬化效果，能细化晶粒，同时提高合金的强度；be：be除上述与ti形成tibe强化相和与cr形成crbe相外，还可以起到良好的脱氧作用；fe：fe与ti结合形成tife相及crtife三元相，同时固溶于cu，进一步提高该合金的硬度、强度；v：v在该合金中具有细化作用；钛铍铬铜合金与qbe2性能对照表： 强度mpa硬度hrc伸长率%导电率iacs时效温度qbe21100-135034-43》1%22-28315-330℃钛铍铬铜1120-135034-43》2%22-29470℃综上所述，发现并利用ti和be在铜中均有固溶时效强化的特征，选择ti、be化合物，作为在铜合金中主要强化相；同时加入cr与形成ti、be相后剩余的ti和be分别形成crbe、ticr相使合金晶粒细化改善合金导电性，具有增加叠加强化作用；实现其抗拉强度1000-1350mpa，硬度hrc34-43，伸长率2-8%，导电率iacs22-29%，软化温度550℃；一种高强度高硬度钛铍铬铜合金强化机理是：发现并利用ti和be在铜中均有固溶时效强化的特征，选择ti、be化合物，作为在铜合金中主要强化相。同时加入cr与形成ti、be相后剩余的ti和be分别形成crbe、ticr相使合金晶粒细化改善合金导电性，具有增加叠加强化作用；本申请发明专利合金和高铍铜qbe2相比，降低70%以上的铍，同时各项性能指标达到qbe2，sy/t334-1995的国家标准范围；且导电性和软化温度高于qbe2，由于be含量的降低，具有重大的环保意义，同时节省了稀有铍的资源，降低了材料成本，具有经济和社会价值，替代高铍铜qbe2，应用于各个领域，具有很好的发展前景。
具体实施方式
11.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。
12.一种高强度高硬度钛铍铬铜合金，包括be0.2-1.0%、ti0.5-2.0%、cr0.2-1.7%、fe0.05-0.2%、v0.05-0.1%、余量cu、杂质总量＜0.5%。
13.一种高强度高硬度钛铍铬铜合金的制备方法，包括以下步骤：a按质量百分比配料、易氧化金属预处理，投料、熔炼及浇铸；b车铣铸锭表面；c热加工（锻造、挤压、轧制），热加工（锻造、挤压、轧制）温度为700-850℃，保温2小
时；d固溶处理，固溶温度为850-880℃，保温2小时；水淬，水淬后的水温不大于60℃；e冷加工变形，冷加工率10-35%；f时效处理，时效处理温度为470℃，保温3小时，空冷；步骤a中，准备以下质量比原料：be 0.2-1.0%、ti 0.5-2.0%、cr 0.2-1.7%、fe 0.05-0.2%、v 0.05-0.1%、余量cu，原料的杂质含量不高于0.5%；将钛、铬破碎成5-8mm颗粒，150℃预热，通过非真空中频炉将cu进行熔炼并用木炭覆盖，熔炼温度为1280-1380℃，加入fe-v中间合金，利用铜合金气体保护填加比重轻易氧化元素装置，分别加入cr、ti颗粒投放至非真空中频炉内，铜合金气体保护填加比重轻易氧化元素装置是申请号为cn201822199286.7所公开的一种铜合金气体保护填加比重轻易氧化元素装置，为现有的公开技术，其作用能有效延缓材料氧化，最后将cu-be中间合金投放至非真空中频炉内，进行浇铸，浇铸温度为1250-1300℃。
14.基于be、ti、cr、fe、v成分比的设置，现可调节be、ti、cr、fe、v的成分比，进而可实现材料强度、硬度、伸长率和导电率的效果，其调节be、ti、cr、fe、v的成分比的实施例如下表：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种高强度高硬度钛铍铬铜合金，其特征在于，成分质量百分比be 0.2-1.0%、ti 0.5-2.0%、cr 0.2-1.7%、fe 0.05-0.2%、v 0.05-0.1%、余量cu、杂质总量＜0.5%。2.一种高强度高硬度钛铍铬铜合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a按质量百分比配料、易氧化金属预处理，投料、熔炼及浇铸；b车铣铸锭表面；c热加工（锻造、挤压、轧制）；d固溶处理；e冷加工变形；f时效处理；所述步骤a中，准备以下质量比原料：be 0.2-1.0%、ti 0.5-2.0%、cr 0.2-1.7%、fe 0.05-0.2%、v 0.05-0.1%、余量cu、杂质总量＜0.5%；将钛、铬破碎成5-8mm颗粒，150℃预热，通过非真空中频炉将cu进行熔炼并用木炭覆盖，熔炼温度为1280-1380℃，加入fe-v中间合金，利用铜合金气体保护填加比重轻易氧化元素装置，分别加入cr、ti颗粒投放至非真空中频炉内，最后将cu-be中间合金投放至非真空中频炉内，进行浇铸，浇铸温度为1250-1300℃。3.根据权利要求2所述的一种高强度高硬度钛铍铬铜合金及其制备方法，其特征在于，所述热加工（锻造、挤压、轧制）温度为700-850℃，保温2小时。4.根据权利要求2所述的一种高强度高硬度钛铍铬铜合金及其制备方法，其特征在于，所述固溶温度为850-880℃，保温2小时；水淬，水淬后的水温不大于60℃。5.根据权利要求2所述的一种高强度高硬度钛铍铬铜合金及其制备方法，其特征在于，所述冷加工变形加工率10-35%。6.根据权利要求2所述的一种高强度高硬度钛铍铬铜合金及其制备方法，其特征在于，所述时效处理温度为470℃，保温3小时，空冷。
技术总结
本发明公开了一种高强度高硬度钛铍铬铜合金，成分质量百分比Be 0.2-1.0%、Ti 0.5-2.0%、Cr 0.2-1.7%、Fe 0.05-0.2%、V 0.05-0.1%、余量Cu、杂质总量＜0.5%。本申请发明专利合金和高铍铜QBe2相比，降低70%以上的铍，同时性能指标达到QBe2，SY/T334-1995的国家标准范围；且导电性和软化温度高于QBe2，由于Be含量的降低，具有重大的环保意义，同时节省了稀有铍的资源，降低了材料成本，具有经济和社会价值，替代高铍铜QBe2，应用于各个领域，具有很好的发展前景，本申请科学合理的选择了技术路线，获得预期技术效果。获得预期技术效果。
技术研发人员：王成 李绍江 石路 刘永涛 孙陆林
受保护的技术使用者：沈阳金科有色产品研制有限公司
技术研发日：2022.08.05
技术公布日：2022/10/25