一种钯基合金电阻应变材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钯基合金电阻应变材料及其制备方法，涉及使用水冷银模快速凝固的工艺对钯基合金电阻应变材料进行制备。钯基合金电阻应变材料质量分数百分比为0～10Ni，0～10Zr，0～5Ta，5～15W，余量为Pd。所述的钯基合金电阻应变材料中还可以加入0～5Ag，0～5Ru，0～2Ir，0～2Rh中至少一种。本发明专利技术提高了合金形核速率、细化了合金晶粒、改善了合金成分偏析。制备的材料具有较高的抗拉强度、电阻率和较低的电阻温度系数，可用于航空电器、精密仪器、高可靠仪表等领域的精密电位计，其抗拉强度达到1200～1800MPa，电阻率达到80～95μΩ·cm，电阻温度系数低至40～55ppm/℃。

A palladium based alloy resistance strain material and its preparation method

The invention discloses a palladium based alloy resistance strain material and a preparation method thereof, and relates to the preparation of palladium based alloy resistance strain material by using the technology of rapid solidification of water-cooled silver mold. The mass fraction of the palladium based alloy resistance strain material is 0 to 10Ni, 0 to 10Zr, 0 to 5Ta, 5 to 15W, and the allowance is Pd. The palladium based alloy resistance strain materials can also be added to at least one kind in 0 ~ 5Ag, 0 to 5Ru, 0 to 2Ir and 0 to 2Rh. The invention improves the nucleation rate of the alloy, refines the grain of the alloy and improves the segregation of the alloy composition. The prepared material has high tensile strength, low resistivity and temperature coefficient of resistance, can be used for precision potentiometer aviation electrical appliances, precision instruments, high reliable instrumentation and other fields, the tensile strength reached 1200 ~ 1800MPa, the resistivity reaches to 80~95. Cm, low temperature coefficient of resistance to 40 ~ 55ppm/ C.

【技术实现步骤摘要】
一种钯基合金电阻应变材料及其制备方法
本专利技术涉及钯基合金材料，特别是涉及钯基合金电阻应变材料的水冷银模快速凝固制备方法。
技术介绍
钯基合金，包括Pd-W、Pd-Ag等具有良好的综合性能，如高的电阻率、低的电阻温度系数、高的硬度和强度、良好的耐磨性和抗氧化性，主要用作精密电位计用电阻应变材料，被广泛应用于航空电器、精密仪器、高可靠仪表等领域。采用传统铜模浇注方法制备的钯基合金横向柱状晶发达，具有明显穿晶组织，导致合金铸锭加工性能差，脆、裂、断现象严重，且铸锭容易出现成分不均匀、气孔等缺陷，造成合金强度下降，电阻温度系数升高，合金综合性能显著降低。为了解决钯基合金加工性能差、产品质量不稳定的难题。专利技术专利说明书“一种钯合金及其制备方法(CN104232975B)”采用高能球磨机、冷等静压、真空烧结、热锻、拉拔和热处理等技术集成制备PdWMoRe多元系钯合金，虽然生产成本降低，但该工艺流程长，且在高能球磨过程中容易引入Fe、C等杂质。快速凝固工艺是采用强制冷却手段，在金属或合金凝固过程中建立起特定方向的温度梯度，比常规凝固工艺具有更大的过冷度，金属或合金以极快的速度从液态转变为固态。快速凝固工艺制备的金属或合金晶粒细小、分布均匀，一定程度上减少杂质的混入，改善合金的成分偏析，从而提高材料的力学和电学性能。采用水冷银模快速凝固工艺制备钯基合金电阻应变材料未见文献报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种钯基合金电阻应变材料，所述钯基合金成分质量分数百分比为0～10Ni，0～10Zr，0～5Ta，5～15W，余量为Pd。所述的钯基合金中还可以加入0～5Ag，0～5Ru，0～2Ir，0～2Rh中至少一种。采用添加Ta、Zr、Ni等元素，细化钯基合金晶粒，改善组织均匀性，形成金属间化合物强化合金，达到提高合金抗拉强度的目的。本专利技术同时提供了该钯基合金电阻应变材料的制备方法，该方法工艺易控制、工艺流程短、易实现规模化生产，能够获得具有较高抗拉强度、电阻率和较低电阻温度系数的钯基合金电阻应变材料。本专利技术技术方案如下：一种钯基合金电阻应变材料，其化学成分质量分数百分比为：5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ru余量为Pd；或5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ag余量为Pd。一种钯基合金电阻应变材料的其制备方法，其特征在于按下述工艺步骤进行制备：(1)按5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ru余量为Pd；或5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ag余量为Pd进行配料，原料纯度大于99.99％，考虑到Ni、Zr易氧化烧损，Ni、Zr配料可适当增加0.3％以内；(2)采用高频感应加热在氧化锆坩埚中熔炼合金，熔炼之前先抽真空，真空度不低于10-2Pa，充入高纯氩气至正压后开始熔炼；(3)合金完全熔化后，精炼5～10min，然后吸铸到水冷银模中快速凝固获得铸锭，水冷银模中冷却水进水温度低于20℃，冷却水流量高于20L/min；(4)铸锭经过900～1300℃热锻为圆柱形，尺寸为Φ10mm～Φ20mm；经700～900℃轧制为棒材，尺寸为Φ5mm～Φ8mm，轧制道次变形量小于20％；室温拉拔，拉拔道次变形量小于10％，拉拔总变形量达到60％进行中间热处理，热处理温度800～1000℃，热处理时间60～120min，加工成直径大于Φ0.05mm的丝材产品。本专利技术制备的钯基合金电阻应变材料具有较高的抗拉强度、电阻率和较低的电阻温度系数，其抗拉强度达到1200～1800MPa，电阻率达到80～95μΩ·cm，电阻温度系数低至40～55ppm/℃。具体实施方式实施例11.采用纯度大于99.99％的金属原料，按照质量分数百分比5.2％Ni，5.2％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ru余量为Pd进行合金配料；2.采用高频感应加热在氧化锆坩埚中熔炼合金，真空度为10-2Pa，充入高纯氩气至正压后熔炼；3.合金完全熔化后，精炼5min，然后吸铸到水冷银模中快速凝固获得铸锭，水冷银模中冷却水进水温度为18℃，冷却水流量为20L/min；4.铸锭经过1200℃热锻成直径尺寸为Φ15mm圆柱形；经900℃轧制为棒材，尺寸为Φ8mm，轧制道次变形量为10％；室温拉拔，拉拔道次变形量为8％，拉拔总变形量达到60％进行中间热处理，热处理温度1000℃，热处理时间60min，加工成直径为Φ0.08mm的丝材产品。实施例21.采用纯度大于99.99％的金属原料，按照质量分数百分比5.1％Ni，5.1％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ag余量为Pd进行合金配料；2.采用高频感应加热在氧化锆坩埚中熔炼合金，真空度为10-2Pa，充入高纯氩气至正压后熔炼；3.合金完全熔化后，精炼10min，然后吸铸到水冷银模中快速凝固获得铸锭，水冷银模中冷却水进水温度为15℃，冷却水流量为30L/min；4.铸锭经过1200℃热锻成直径尺寸为Φ10mm圆柱形；经900℃轧制为棒材，尺寸为Φ5mm，轧制道次变形量为10％；室温拉拔，拉拔道次变形量为6％，拉拔总变形量达到60％进行中间热处理，热处理温度800℃，热处理时间120min，加工成直径为Φ0.08mm的丝材产品。表1实施例合金性能测试性能实施例1实施例2抗拉强度(MPa)17501800电阻率(25℃，μΩ·cm)8595电阻温度系数ppm/℃4250本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钯基合金电阻应变材料，其特征在于其化学成分质量分数百分比为：5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ru余量为Pd；或5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ag余量为Pd。

【技术特征摘要】
1.一种钯基合金电阻应变材料，其特征在于其化学成分质量分数百分比为：5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ru余量为Pd；或5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ag余量为Pd。2.根据权利要求1所述钯基合金电阻应变材料的制备方法，其特征在于按下述工艺步骤进行制备：(1)按质量分数百分比5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ru余量为Pd；或5％Ni，5％Zr，2％Ta，8.5％W，2％Ag余量为Pd进行配料，原料纯度大于99.99％，考虑到Ni...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松，张吉明，谢明，陈永泰，杨有才，王塞北，胡洁琼，李爱坤，程勇，
申请(专利权)人：昆明贵金属研究所，
类型：发明
国别省市：云南,53