权利要求
1.一种
铜合金带材的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、配料：按重量百分比选取Zr-Ti合金粉末5-8wt%、Y-Al复合物3-5wt%、改性石墨微粉1-2wt%、余量为铜粉及不可避免的微量杂质;
S2、原材料预处理：
将Zr-Ti合金粉末放入真空干燥箱中，在120-150℃下干燥4-6小时，去除粉末中的水分和吸附气体;
Y-Al复合物在100-130℃的鼓风干燥箱中干燥3-5小时，使其水分含量低于0.1%;
改性石墨微粉在80-100℃的干燥箱中干燥2-4小时，保证其干燥状态，以便于均匀混合;
S3、粉末混合：按照设计比例称取预处理后的Zr-Ti合金粉末、Y-Al复合物、改性石墨微粉和铜粉，放入三维混料机中，在氮气保护下搅拌20-30分钟，使其混合均匀，然后将混合物在真空热压炉中进行热压处理，热压温度为400-500℃，压力为20-30MPa，保温保压时间为1-2小时;
S4、压制成型：将混合粉末装入模具中，采用冷等静压工艺进行压制成型,压力控制在200-300MPa，保压时间1-2分钟，升压速率为5-10MPa/秒，卸压速率为3-5MPa/秒;
S5、烧结：将压制后的坯体放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度设定在850-950℃，升温速率控制在10-15℃/分钟，保温时间2-3小时，炉内真空度保持在10-3-10-4Pa;
S6、热轧加工：对烧结后的合金坯料进行热轧加工，加热温度控制在700-800℃，升温速率为8-12℃/分钟，热轧道次压下率控制在20%-30%，轧制速度为3-5米/秒;
S7、冷轧加工：热轧后的带材经过酸洗去除表面氧化皮后，进行冷轧加工，冷轧总压下率控制在30%-50%，冷轧道次压下率为10%-15%，轧制速度为2-4米/秒;
S8、退火处理：冷轧后的带材进行退火处理，退火温度设定在400-500℃，升温速率为5-8℃/分钟，保温时间1-2小时，采用随炉冷却的方式，冷却速率为3-5℃/分钟。
2.根据权利要求1所述的一种
铜合金带材的生产工艺，其特征在于，所述Zr-Ti合金粉末的制备方法为：将锆和
钛金属原料按照预定比例在真空电弧炉中熔炼，制成Zr-Ti合金铸锭，然后将铸锭经过机械破碎、球磨工艺处理，制成粒径在10-50μm的合金粉末;球磨过程在氩气保护气氛下进行，球料比为4:1，球磨机转速控制在250-350rpm，球磨时间为4-6小时。
3.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，所述Y-Al复合物的制备方法为：将硝酸钇和
铝粉按照化学计量比加入到去离子水中，在搅拌条件下加热至80-90℃，反应1-2小时，生成氢氧化钇沉淀和铝离子溶液，再经过过滤、洗涤后，将氢氧化钇沉淀和铝粉在高温炉中于600-700℃下煅烧2-3小时，使两者充分反应形成Y-Al复合物，将复合物研磨成粒径小于30μm的粉末备用。
4.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，改性石墨微粉的制备方法为：将石墨微粉加入到含有偶联剂的乙醇溶液中，石墨微粉与偶联剂的质量比为10:1，在超声振荡条件下搅拌30-45分钟，使偶联剂充分吸附在石墨微粉表面，然后将混合物在80-100℃下干燥2-3小时，得到改性石墨微粉。
5.根据权利要求4所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，所述偶联剂采用KH550有机
硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，S5中，保温结束后，停止加热，让炉体自然冷却至400-500℃，降温速率控制在8-12℃/分钟，当炉温降至400-500℃后，开启冷却风扇，加快炉体冷却速度，直至炉温降至100℃以下。
7.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，S7中，酸洗过程为：采用浓度为10%-15%的硫酸溶液作为酸洗介质，酸洗温度控制在40-60℃，酸洗时间为5-10分钟，酸洗过程中要不断搅拌酸液，确保带材表面氧化皮能够充分去除，同时要注意防止过酸洗现象的发生，酸洗后，用清水冲洗带材，直至冲洗水的pH值达到6-7，然后进行烘干处理，烘干温度为80-100℃，烘干时间为3-5分钟。
8.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，S7中，冷轧过程采用冷轧润滑剂，润滑剂的浓度为5%-8%，流量为5-10升/分钟。
9.一种权利要求1-8任一项所述生产工艺生产的铜合金带材。
10.根据权利要求9所述的一种铜合金带材，所述铜合金带材的抗拉强度≥420MPa，铜合金带材的维氏硬度160～200HV。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及铜合金带材技术领域，具体是一种铜合金带材及其生产工艺。
背景技术
[0002]在现代工业的快速发展进程中，铜合金带材作为一种关键的基础材料，广泛应用于电子、汽车、航空航天等众多领域，其性能的优劣直接影响着相关产品的质量和性能。然而，传统的铜合金带材在抗拉强度、硬度、韧性和磨损率等方面逐渐难以满足日益严苛的工业需求。
[0003]随着电子设备向小型化、高性能化方向发展，对于用于电子元件连接和散热的铜合金带材，不仅要求其具备良好的导电性，还需要更高的强度和硬度以保证结构的稳定性和可靠性，同时要维持一定的韧性以防止在加工和使用过程中发生断裂，传统铜合金带材的力学性能已无法适应这些要求。
[0004]在汽车制造领域，发动机部件以及传动系统等部位需要承受高温、高压和频繁的机械摩擦，对铜合金带材的耐热性、耐磨性和力学性能提出了更高挑战。现有的铜合金带材由于磨损率较高，导致零部件的使用寿命较短，增加了汽车的维护成本和能源消耗。
[0005]航空航天领域更是对材料的性能有着极致的要求，需要铜合金带材在具备高强度和硬度的同时，能够在复杂的应力环境和极端的温度条件下保持良好的韧性和较低的磨损率，以确保飞行器的安全性和可靠性，而传统铜合金带材的综合性能远远无法达到这些标准。
[0006]综上所述，开发一种具有优异抗拉强度、硬度、韧性和低磨损率的新型铜合金带材具有迫切的现实意义和广阔的市场前景，以满足各工业领域对高性能铜合金带材的需求，推动相关产业的技术升级和发展。
发明内容
[0007]本发明的目的在于提供一种铜合金带材及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铜合金带材的生产工艺，包括如下步骤：
S1、配料：按重量百分比选取Zr-Ti合金粉末5-8wt%、Y-Al复合物3-5wt%、改性石墨微粉1-2wt%、余量为铜粉及不可避免的微量杂质;
Zr和Ti元素能够在铜基体中形成细小的弥散相，有效阻碍位错运动，从而提高合金的强度和硬度，同时保持一定的韧性;元素具有细化晶粒的作用，Al元素可以与铜形成强化相，二者协同作用，进一步提升合金的力学性能，改善其耐热性和抗氧化性能;石墨具有良好的润滑性和自润滑性能，能够降低合金在加工和使用过程中的摩擦系数，提高其耐磨性，同时不显著降低合金的强度;
S2、原材料预处理：
将Zr-Ti合金粉末放入真空干燥箱中，在120-150℃下干燥4-6小时，去除粉末中的水分和吸附气体，确保其纯度和活性;
Y-Al复合物在100-130℃的鼓风干燥箱中干燥3-5小时，使其水分含量低于0.1%，防止在后续加工过程中因水分蒸发产生气孔缺陷;
改性石墨微粉在80-100℃的干燥箱中干燥2-4小时，保证其干燥状态，以便于均匀混合;
S3、粉末混合：按照设计比例称取预处理后的Zr-Ti合金粉末、Y-Al复合物、改性石墨微粉和铜粉，放入三维混料机中，在氮气保护下搅拌20-30分钟，使其混合均匀，然后将混合物在真空热压炉中进行热压处理，热压温度为400-500℃，压力为20-30MPa，保温保压时间为1-2小时;为了进一步提高混合均匀性，可每隔1小时停机，对混合粉末进行翻动，然后继续混合。
[0009]S4、压制成型：将混合粉末装入模具中，采用冷等静压工艺进行压制成型,压力控制在200-300MPa，保压时间1-2分钟，升压速率为5-10MPa/秒，卸压速率为3-5MPa/秒，使粉末坯体具有一定的密度和强度，为后续的烧结加工提供良好的基础;
S5、烧结：将压制后的坯体放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度设定在850-950℃，升温速率控制在10-15℃/分钟，保温时间2-3小时，炉内真空度保持在10-3-10-4Pa;使粉末颗粒之间充分发生冶金结合，形成致密的合金组织。保温期间，可通过炉体的观察窗或监控系统观察坯体的状态，确保无异常情况发生。
[0010]S6、热轧加工：对烧结后的合金坯料进行热轧加工，加热温度控制在700-800℃，升温速率为8-12℃/分钟，热轧道次压下率控制在20%-30%，轧制速度为3-5米/秒;
S7、冷轧加工：热轧后的带材经过酸洗去除表面氧化皮后，进行冷轧加工，冷轧总压下率控制在30%-50%，冷轧道次压下率为10%-15%，轧制速度为2-4米/秒;同时，要根据带材的厚度和尺寸精度要求，合理调整轧制工艺参数，确保带材的平整度和板形良好。
[0011]S8、退火处理：冷轧后的带材进行退火处理，退火温度设定在400-500℃，升温速率为5-8℃/分钟，保温时间1-2小时，采用随炉冷却的方式，冷却速率为3-5℃/分钟。
[0012]作为本发明进一步的方案：所述Zr-Ti合金粉末的制备方法为：将锆和钛金属原料按照预定比例在真空电弧炉中熔炼，制成Zr-Ti合金铸锭，然后将铸锭经过机械破碎、球磨工艺处理，制成粒径在10-50μm的合金粉末;球磨过程在氩气保护气氛下进行，球料比为4:1，球磨机转速控制在250-350rpm，球磨时间为4-6小时。
[0013]作为本发明进一步的方案：所述Y-Al复合物的制备方法为：将硝酸钇和铝粉按照化学计量比加入到去离子水中，在搅拌条件下加热至80-90℃，反应1-2小时，生成氢氧化钇沉淀和铝离子溶液，再经过过滤、洗涤后，将氢氧化钇沉淀和铝粉在高温炉中于600-700℃下煅烧2-3小时，使两者充分反应形成Y-Al复合物，将复合物研磨成粒径小于30μm的粉末备用。
[0014]作为本发明进一步的方案：改性石墨微粉的制备方法为：将石墨微粉加入到含有偶联剂的乙醇溶液中，石墨微粉与偶联剂的质量比为10:1，在超声振荡条件下搅拌30-45分钟，使偶联剂充分吸附在石墨微粉表面，然后将混合物在80-100℃下干燥2-3小时，得到改性石墨微粉。
[0015]作为本发明进一步的方案：所述偶联剂采用KH550有机硅烷偶联剂。
[0016]作为本发明进一步的方案：S5中，保温结束后，停止加热，让炉体自然冷却至400-500℃，降温速率控制在8-12℃/分钟，当炉温降至400-500℃后，开启冷却风扇，加快炉体冷却速度，直至炉温降至100℃以下。
[0017]作为本发明进一步的方案：S7中，酸洗过程为：采用浓度为10%-15%的硫酸溶液作为酸洗介质，酸洗温度控制在40-60℃，酸洗时间为5-10分钟，酸洗过程中要不断搅拌酸液，确保带材表面氧化皮能够充分去除，同时要注意防止过酸洗现象的发生，酸洗后，用清水冲洗带材，直至冲洗水的pH值达到6-7，然后进行烘干处理，烘干温度为80-100℃，烘干时间为3-5分钟。
[0018]作为本发明再进一步的方案：S7中，冷轧过程采用冷轧润滑剂，润滑剂的浓度为5%-8%，流量为5-10升/分钟。
[0019]本发明提供的一种铜合金带材，采用上述方法生产得到。
[0020]所述铜合金带材，包括以下质量百分比成分：Zr-Ti合金粉末5-8wt%，Y-Al复合物3-5wt%，改性石墨微粉1-2wt%，余量为铜粉及不可避免的微量杂质。
[0021]所述铜合金带材的抗拉强度≥420MPa，铜合金带材的维氏硬度160～200HV。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过向铜合金中添加Zr-Ti合金粉末、Y-Al复合物以及改性石墨微粉可以有效的改变铜基体的力学性能，细化组织晶粒，进一步提高了铜合金带材的抗拉强度、硬度、韧性和磨损率等力学性能;
2、本发明在制备Y-Al复合物过程中，通过采用超声振荡条件进行搅拌，进一步提高了Y-Al复合物的改性制备效果，进一步平衡了铜合金带材之间的抗拉强度、硬度、韧性和磨损率等力学性能。
附图说明
[0023]图1为本发明实施例中标尺比例为1：200um的金相图。
[0024]图2为本发明实施例中标尺比例为1：20um的金相图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对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。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。
[0026]实施例1：本发明实施例中，一种铜合金带材的生产工艺，包括如下步骤：
S1、配料：按重量百分比选取Zr-Ti合金粉末6.5wt%、Y-Al复合物4wt%、改性石墨微粉1.5wt%、余量为铜粉及不可避免的微量杂质;
其中，所述Zr-Ti合金粉末的制备方法为：将锆和钛金属原料按照预定比例在真空电弧炉中熔炼，制成Zr-Ti合金铸锭，然后将铸锭经过机械破碎、球磨工艺处理，制成粒径在30μm的合金粉末;球磨过程在氩气保护气氛下进行，球料比为4:1，球磨机转速控制在300rpm，球磨时间为5小时;
其中，所述Y-Al复合物的制备方法为：将硝酸钇和铝粉按照化学计量比加入到去离子水中，在搅拌条件下加热至85℃，反应1.5小时，生成氢氧化钇沉淀和铝离子溶液，再经过过滤、洗涤后，将氢氧化钇沉淀和铝粉在高温炉中于650℃下煅烧2.5小时，使两者充分反应形成Y-Al复合物，将复合物研磨成粒径小于30μm的粉末备用;
其中，改性石墨微粉的制备方法为：将石墨微粉加入到含有偶联剂的乙醇溶液中，所述偶联剂采用KH550有机硅烷偶联剂，石墨微粉与偶联剂的质量比为10:1，在超声振荡条件下搅拌35.5分钟，使偶联剂充分吸附在石墨微粉表面，然后将混合物在90℃下干燥2.5小时，得到改性石墨微粉;
S2、原材料预处理：
将Zr-Ti合金粉末放入真空干燥箱中，在135℃下干燥5小时，去除粉末中的水分和吸附气体;
Y-Al复合物在115℃的鼓风干燥箱中干燥4小时，使其水分含量低于0.1%;
改性石墨微粉在90℃的干燥箱中干燥3小时，保证其干燥状态，以便于均匀混合;
S3、粉末混合：按照设计比例称取预处理后的Zr-Ti合金粉末、Y-Al复合物、改性石墨微粉和铜粉，放入三维混料机中，在氮气保护下搅拌25分钟，使其混合均匀，然后将混合物在真空热压炉中进行热压处理，热压温度为450℃，压力为25MPa，保温保压时间为1.5小时;
S4、压制成型：将混合粉末装入模具中，采用冷等静压工艺进行压制成型,压力控制在250MPa，保压时间1.5分钟，升压速率为7.5MPa/秒，卸压速率为4MPa/秒;
S5、烧结：将压制后的坯体放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度设定在900℃，升温速率控制在12.5℃/分钟，保温时间2.5小时，炉内真空度保持在5.5*10-4Pa;保温结束后，停止加热，让炉体自然冷却至450℃，降温速率控制在10℃/分钟，当炉温降至450℃后，开启冷却风扇，加快炉体冷却速度，直至炉温降至100℃以下;
S6、热轧加工：对烧结后的合金坯料进行热轧加工，加热温度控制在750℃，升温速率为10℃/分钟，热轧道次压下率控制在25%，轧制速度为4米/秒;
S7、冷轧加工：热轧后的带材经过酸洗去除表面氧化皮后，进行冷轧加工，冷轧总压下率控制在40%，冷轧道次压下率为12.5%，轧制速度为3米/秒;酸洗过程为：采用浓度为12.5%的硫酸溶液作为酸洗介质，酸洗温度控制在50℃，酸洗时间为7.5分钟，酸洗过程中要不断搅拌酸液，确保带材表面氧化皮能够充分去除，同时要注意防止过酸洗现象的发生，酸洗后，用清水冲洗带材，直至冲洗水的pH值达到6.5，然后进行烘干处理，烘干温度为90℃，烘干时间为4分钟;冷轧过程采用冷轧润滑剂，润滑剂的浓度为6.5%，流量为7.5升/分钟。
[0027]S8、退火处理：冷轧后的带材进行退火处理，退火温度设定在450℃，升温速率为6.5℃/分钟，保温时间1.5小时，采用随炉冷却的方式，冷却速率为4℃/分钟。
[0028]实施例2：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S1中，按重量百分比选取Zr-Ti合金粉末5wt%、Y-Al复合物3wt%、改性石墨微粉1wt%、余量为铜粉及不可避免的微量杂质。
[0029]实施例3：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S1中，按重量百分比选取Zr-Ti合金粉末8wt%、Y-Al复合物5wt%、改性石墨微粉2wt%、余量为铜粉及不可避免的微量杂质。
[0030]实施例4：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S1中，所述Zr-Ti合金粉末的制备方法为：将锆和钛金属原料按照预定比例在真空电弧炉中熔炼，制成Zr-Ti合金铸锭，然后将铸锭经过机械破碎、球磨工艺处理，制成粒径在50μm的合金粉末;球磨过程在氩气保护气氛下进行，球料比为4:1，球磨机转速控制在250rpm，球磨时间为4小时;
其中，所述Y-Al复合物的制备方法为：将硝酸钇和铝粉按照化学计量比加入到去离子水中，在搅拌条件下加热至80℃，反应1小时，生成氢氧化钇沉淀和铝离子溶液，再经过过滤、洗涤后，将氢氧化钇沉淀和铝粉在高温炉中于600℃下煅烧2小时，使两者充分反应形成Y-Al复合物，将复合物研磨成粒径小于30μm的粉末备用;
其中，改性石墨微粉的制备方法为：将石墨微粉加入到含有偶联剂的乙醇溶液中，所述偶联剂采用KH550有机硅烷偶联剂，石墨微粉与偶联剂的质量比为10:1，在超声振荡条件下搅拌30分钟，使偶联剂充分吸附在石墨微粉表面，然后将混合物在80℃下干燥2小时，得到改性石墨微粉。
[0031]实施例5：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S1中，所述Zr-Ti合金粉末的制备方法为：将锆和钛金属原料按照预定比例在真空电弧炉中熔炼，制成Zr-Ti合金铸锭，然后将铸锭经过机械破碎、球磨工艺处理，制成粒径在10的合金粉末;球磨过程在氩气保护气氛下进行，球料比为4:1，球磨机转速控制在350rpm，球磨时间为6小时;
其中，所述Y-Al复合物的制备方法为：将硝酸钇和铝粉按照化学计量比加入到去离子水中，在搅拌条件下加热至90℃，反应2小时，生成氢氧化钇沉淀和铝离子溶液，再经过过滤、洗涤后，将氢氧化钇沉淀和铝粉在高温炉中于700℃下煅烧3小时，使两者充分反应形成Y-Al复合物，将复合物研磨成粒径小于30μm的粉末备用;
其中，改性石墨微粉的制备方法为：将石墨微粉加入到含有偶联剂的乙醇溶液中，所述偶联剂采用KH550有机硅烷偶联剂，石墨微粉与偶联剂的质量比为10:1，在超声振荡条件下搅拌45分钟，使偶联剂充分吸附在石墨微粉表面，然后将混合物在100℃下干燥3小时，得到改性石墨微粉。
[0032]实施例6：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S2中，原材料预处理：
将Zr-Ti合金粉末放入真空干燥箱中，在120℃下干燥4小时，去除粉末中的水分和吸附气体;
Y-Al复合物在100℃的鼓风干燥箱中干燥3小时，使其水分含量低于0.1%;
改性石墨微粉在80℃的干燥箱中干燥2小时，保证其干燥状态，以便于均匀混合。
[0033]实施例7：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S2中，原材料预处理：
将Zr-Ti合金粉末放入真空干燥箱中，在150℃下干燥6小时，去除粉末中的水分和吸附气体;
Y-Al复合物在130℃的鼓风干燥箱中干燥5小时，使其水分含量低于0.1%;
改性石墨微粉在100℃的干燥箱中干燥4小时，保证其干燥状态，以便于均匀混合。
[0034]实施例8：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S3中，粉末混合：按照设计比例称取预处理后的Zr-Ti合金粉末、Y-Al复合物、改性石墨微粉和铜粉，放入三维混料机中，在氮气保护下搅拌20分钟，使其混合均匀，然后将混合物在真空热压炉中进行热压处理，热压温度为400℃，压力为20MPa，保温保压时间为1小时。
[0035]实施例9：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S3中，粉末混合：按照设计比例称取预处理后的Zr-Ti合金粉末、Y-Al复合物、改性石墨微粉和铜粉，放入三维混料机中，在氮气保护下搅拌30分钟，使其混合均匀，然后将混合物在真空热压炉中进行热压处理，热压温度为500℃，压力为30MPa，保温保压时间为2小时。
[0036]实施例10：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S4中，将混合粉末装入模具中，采用冷等静压工艺进行压制成型,压力控制在200MPa，保压时间1分钟，升压速率为5MPa/秒，卸压速率为3MPa/秒。
[0037]实施例11：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S4中，将混合粉末装入模具中，采用冷等静压工艺进行压制成型,压力控制在300MPa，保压时间2分钟，升压速率为10MPa/秒，卸压速率为5MPa/秒。
[0038]实施例12：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S5中，烧结：将压制后的坯体放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度设定在850℃，升温速率控制在10℃/分钟，保温时间2小时，炉内真空度保持在10-3Pa;保温结束后，停止加热，让炉体自然冷却至400℃，降温速率控制在8℃/分钟，当炉温降至400℃后，开启冷却风扇，加快炉体冷却速度，直至炉温降至100℃以下。
[0039]实施例13：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S5中，烧结：将压制后的坯体放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度设定在950℃，升温速率控制在15℃/分钟，保温时间3小时，炉内真空度保持在10-4Pa;保温结束后，停止加热，让炉体自然冷却至500℃，降温速率控制在12℃/分钟，当炉温降至500℃后，开启冷却风扇，加快炉体冷却速度，直至炉温降至100℃以下。
[0040]实施例14：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S6中，热轧加工：对烧结后的合金坯料进行热轧加工，加热温度控制在700℃，升温速率为8℃/分钟，热轧道次压下率控制在20%，轧制速度为3米/秒。
[0041]实施例15：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S6中，热轧加工：对烧结后的合金坯料进行热轧加工，加热温度控制在800℃，升温速率为12℃/分钟，热轧道次压下率控制在30%，轧制速度为5米/秒。
[0042]实施例16：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S7中，冷轧加工：热轧后的带材经过酸洗去除表面氧化皮后，进行冷轧加工，冷轧总压下率控制在30%%，冷轧道次压下率为10%，轧制速度为2米/秒;酸洗过程为：采用浓度为10%的硫酸溶液作为酸洗介质，酸洗温度控制在40℃，酸洗时间为5分钟，酸洗过程中要不断搅拌酸液，确保带材表面氧化皮能够充分去除，同时要注意防止过酸洗现象的发生，酸洗后，用清水冲洗带材，直至冲洗水的pH值达到6，然后进行烘干处理，烘干温度为80℃，烘干时间为3分钟;冷轧过程采用冷轧润滑剂，润滑剂的浓度为5%，流量为5升/分钟。
[0043]实施例17：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S7中，冷轧加工：热轧后的带材经过酸洗去除表面氧化皮后，进行冷轧加工，冷轧总压下率控制在50%，冷轧道次压下率为15%，轧制速度为4米/秒;酸洗过程为：采用浓度为15%的硫酸溶液作为酸洗介质，酸洗温度控制在60℃，酸洗时间为10分钟，酸洗过程中要不断搅拌酸液，确保带材表面氧化皮能够充分去除，同时要注意防止过酸洗现象的发生，酸洗后，用清水冲洗带材，直至冲洗水的pH值达到7，然后进行烘干处理，烘干温度为100℃，烘干时间为5分钟;冷轧过程采用冷轧润滑剂，润滑剂的浓度为8%，流量为10升/分钟。
[0044]实施例18：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S8中，退火处理：冷轧后的带材进行退火处理，退火温度设定在400℃，升温速率为5℃/分钟，保温时间1小时，采用随炉冷却的方式，冷却速率为3℃/分钟。
[0045]实施例19：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S8中，退火处理：冷轧后的带材进行退火处理，退火温度设定在500℃，升温速率为8℃/分钟，保温时间2小时，采用随炉冷却的方式，冷却速率为5℃/分钟。
[0046]对比例1：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S1中，配料中不含Zr-Ti合金粉末。
[0047]对比例2：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S1中，配料中不含Y-Al复合物。
[0048]对比例3：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述步骤S1中，配料中不含改性石墨微粉。
[0049]对比例4：本实施例与实施例5不同之处在于，在所述步骤S1中，所述Y-Al复合物的制备方法采用常规搅拌方式搅拌45分钟，不使用超声振荡条件搅拌。
[0050]力学性能实验测试方法
抗拉强度测试：采用万能材料试验机，按照标准拉伸试验方法(如ASTME8)进行测试，拉伸速率控制在0.5-1mm/min，直至试样断裂，记录断裂时的最大拉力，通过公式计算出抗拉强度。
[0051]维氏硬度测试：使用维氏硬度计，在试样表面施加一定的载荷(如5kg)并保持一定时间(如10s)，测量压痕对角线长度，根据公式计算出维氏硬度值。
[0052]断裂韧性KIC测试：采用预制裂纹的试样，通过三点弯曲试验，根据试验过程中记录的载荷-位移曲线，利用相关公式计算断裂韧性KIC值。
[0053]磨损率测试：采用销盘磨损试验机，将试样与对偶盘在一定载荷(如50N)和转速(如200rpm)下进行摩擦磨损试验，经过一定的磨损时间(如30min)后，测量试样的磨损量，通过公式计算磨损率。
[0054]通过将上述实施例1-19以及对比例1-4的生产工艺对制备得到的铜合金带材进行对应的力学性能实验，得到如下表1。
[0055]对实施例1中所制备的铜合金带材进行金相检验，得到图1、图2所示的标尺比例分别为1：200um、1：20um的金相图，根据图1、图2观察可知，采用本发明方法所制备的铜合金带材的组织晶粒较细，密度较高，性能较优：
表1
[0056]通过表1可以得出：
结论1：结合实施例1-19得出，实施例1在综合性能上更优，因为其各各项制备工艺等参数处于较合适的范围，能更好地协同提升合金的各项性能，进而能够在保证较好的抗拉强度、硬度、韧性和磨损率之间达到较优的平衡。
[0057]结论2：结合对比例1-3得出：
在抗拉强度方面，由于缺少Zr-Ti合金粉末，失去了其弥散强化作用，位错运动的阻碍减少，使得抗拉强度明显低于实施例1。在拉伸试验中，材料更容易发生塑性变形和断裂。没有Y-Al复合物就无法形成沉淀强化相，不能有效钉扎位错，导致抗拉强度低于实施例1。虽然缺少改性石墨微粉对抗拉强度影响相对较小，但没有了它可能在一定程度上影响其他成分之间的协同作用，仍导致抗拉强度低于实施例1。
[0058]在维氏硬度方面，Zr-Ti合金粉末有助于形成紧密的晶体结构，缺少它会使晶体结构相对疏松，硬度降低，在硬度测试中更容易产生较大的压痕，低于实施例1，Y-Al复合物的缺失导致不能形成强化相来增加晶体的紧密程度，硬度下降，低于实施例1，改性石墨微粉本身对硬度有一定贡献，没有它时硬度会有所降低，不过这种影响相对前两者较小，仍低于实施例1。
[0059]在断裂韧性数值KIC方面，缺少Zr-Ti合金粉末会使合金的晶粒细化程度和位错阻碍作用减弱，在受力时裂纹更容易扩展，韧性明显低于实施例1，Y-Al复合物对于细化晶粒和增强界面结合有重要作用，没有它会导致韧性下降，低于实施例1，虽然改性石墨微粉对韧性有一定辅助作用，但它的缺失对抗断裂韧性影响相对较小，不过韧性仍低于实施例1。
[0060]在磨损率方面，没有Zr-Ti合金粉末会使合金硬度降低，且可能影响其他成分协同作用，在磨损过程中更容易磨损，磨损率高于实施例1。Y-Al复合物的缺失导致硬度下降和组织结构变化，使得耐磨性能降低，磨损率高于实施例1。缺少改性石墨微粉后，自润滑性能丧失，摩擦系数增大，磨损率显著高于实施例1。
[0061]结论3：结合实施例5和对比4，Y-Al复合物的制备方式中，超声振荡搅拌对合金的性能有重要影响，它能够促进成分均匀混合，进而提升合金的抗拉强度、硬度、韧性和耐磨性等综合性能。
[0062]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0063]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
说明书附图(2)
声明：
“铜合金带材及其生产工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：国工恒昌新材料（义乌）有限公司
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2025年03月21日 ~ 23日 
