用于交流仪器电阻元件的含硅康铜合金制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于交流仪器电阻元件的含硅康铜合金制备方法，在一系列热处理制度下制备的含硅康铜电阻元件材料，旨在提升材料的高强度，获得较合适材料的电阻率以及较好的抗氧化耐蚀性能。本发明专利技术制备的新型康铜电阻元件材料，具有缺陷小，组织结构均匀，强度硬度高，较合理的电阻率以及抗氧化耐蚀性能好的特点。不同于传统制备方法，本发明专利技术制备康铜合金采用淬火后时效处理方式，通过添加硅元素产生强化相，在热处理保温后强化相能够充分溶解，经过淬火及中温时效处理后能够使材料的性能大大提升。本发明专利技术是一种有效的提高电阻元件性能的方法，对含硅康铜合金的电阻率，耐蚀性能进行评估，适用于电阻元件性能检测技术领域。

Preparation of silicon containing constantan alloy for resistance components of AC instruments

【技术实现步骤摘要】
用于交流仪器电阻元件的含硅康铜合金制备方法
本专利技术涉及一种康铜合金制备方法，特别是涉及一种含硅康铜合金制备方法，应用于交流仪器电阻元件材料加工

技术介绍
康铜合金作为一种具有良好的机械加工性能、耐蚀性能以及较低的电阻温度系数的精密电阻材料，被广泛应用在仪器仪表以及工业设备电阻元件中。而随着科学技术的发展，对于电阻元件材料的基本要求也越来越高，热膨胀系数、导热系数、导电率、强度、抗氧化耐蚀等要求决定材料的优劣。由于纯铜本身强度硬度较低，即使通过强化手段也不足以提高强度硬度。目前，对于生产高强度康铜合金的方法有合金法。因其技术成熟，成本低廉，常采用固溶强化、沉淀强化、细晶强化和形变强化来达到强化基体目的，但由于工业化所生产的合金强度较低，不足以达到交流仪器中要求的强度。因此，制备分析一种具有高强度、较合理的电阻率以及较好的抗氧化耐蚀性的康铜合金，显得尤为重要，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种用于交流仪器电阻元件的含硅康铜合金制备方法，在一系列热处理制度下，制备的含硅康铜电阻元件材料，提升了铜合金材料的高强度，获得较合适材料的电阻率以及较好的抗氧化耐蚀性能。本专利技术制备的新型康铜电阻元件材料，具有缺陷小，组织结构均匀，强度硬度高，较合理的电阻率以及抗氧化耐蚀性能好的特点。不同于传统制备方法，本专利技术制备康铜合金采用淬火后时效处理方式，通过添加硅元素产生强化相，在热处理保温后强化相能够充分溶解，经过淬火及中温时效处理后能够使材料的性能大大提升。本专利技术是一种有效的提高电阻元件性能的方法，对含硅康铜合金的电阻率，耐蚀性能进行评估，适用于电阻元件性能检测
为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于交流仪器电阻元件的含硅康铜合金制备方法，包括以下步骤：a.康铜合金原料制备：准备四种纯度不低于99.99％的原材料进行均匀混合，且原材料粉末粒度尺寸不大于45μm的铜、镍、锰金属和硅，控制镍粉末与锰粉末重量含量不变，按照原料总种量为100％进行计算，其中镍粉末占原料总重量的40％，锰粉末占总原料重量的1.5％，铜粉末占总原料重量的52.5～58.5％，硅粉末占总原料重量的比例不高于6％；将各原料粉末一起放入坩埚中，备用；b.合金冶炼：打开高频真空感应加热炉的电源，将在上述步骤a准备的康铜合金原料粉末放入真空感应加热炉中，抽真空至10-4Pa以下，然后通入高纯度的氩气作为保护气体，并反复操作抽真空至10-4Pa以下然后通入高纯度的氩气形成保护气氛的步骤至少三遍，以达到最大程度地降低炉内氧、氮含量的效果；然后进行升温加热，按照不低于20℃/min的升温速率，进行升温至1550℃，并保温至少2h；然后随炉冷却至室温，再关闭气体、电源，取出合金冶炼制备的康铜合金材料；c.热轧预处理：将在上述步骤b中冶炼制备的康铜合金材料进行热轧预处理，控制粗轧温度为900℃，精轧温度为800℃，采用十辊连轧机反复轧制至少10次，使得最终轧制康铜合金材料厚度在4mm；在进行轧制预处理中，十辊连轧机采用连挤连轧工艺，与传统轧制方式相比，本专利技术热轧预处理工艺方法具有消耗能量少，生产程序简单，能有效减小轧制过程产生的缺陷；d.退火热处理：将在上述步骤c中完成预处理的康铜合金材料置于退火炉内，向退火炉内通入氮气与氢气混合气体，氮气与氢气在混合气体中占比的体积分数分别对应为70～90％和10～30％；控制升温速度不低于10℃/min，升温到退火温度为950℃，进行退火热处理，控制退火时间为1h，随后进行水淬处理；e.时效热处理：将在上述步骤d中完成退火处理后的康铜合金材料放入热处理炉内，按照不低于15℃/min的升温速度升温至不高于600℃，通入氩气气体，保温3h，进行时效热处理，然后随炉冷却，从而得到含硅康铜合金材料。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤a中，将四种纯度不低于99.99％的原材料粉末按照比例进行配料，将配料置于行星式球磨机中，为了避免在球磨过程中混入其他杂质，采用高硬度的刚玉球磨和球磨罐，采用氩气作为保护性气体，以不低于300r/min的转速球磨至少2.5h，得到康铜合金原料粉末。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤a中，按照原料总种量为100％进行计算，其中镍粉末占原料总重量的40％，锰粉末占总原料重量的1.5％，铜粉末占总原料重量的52.5～58.5％，硅粉末占总原料重量的2～6％。作为本专利技术进一步优选的技术方案，在所述步骤a中，按照原料总种量为100％进行计算，其中镍粉末占原料总重量的40％，锰粉末占总原料重量的1.5％，铜粉末占总原料重量的52.5～56.5％，硅粉末占总原料重量的2～6％。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤b中，进行合金冶炼时，温度越高，保温时间越长，冶炼后凝固得到的康铜合金材料的晶粒尺寸越小。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤d进行退火处理前，对经过热轧预处理后的康铜合金材料进行除油处理，采用60％丙酮+40％乙醇溶液的清洗液放入超声波振动仪中，进行清洗，得到洁净的康铜合金材料。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.本专利技术方法采用添加硅元素来制备高强度、较合理的电阻率以及较好的抗氧化耐蚀性的康铜合金，这对提升电阻元件材料稳定性和可靠性方面有显著的作用，显著提升了交流仪器中电阻元件的性能；本专利技术方法是一种有效的提高电阻元件性能的方法，对含硅康铜合金的电阻率，耐蚀性能进行评估，适用于电阻元件性能检测
；2.本专利技术方法制备的新型康铜电阻元件材料，缺陷小，组织结构均匀，强度硬度高，具有较合理的电阻率，抗氧化耐蚀性能好；3.本专利技术方法不同于传统制备方法，本专利技术制备康铜合金采用淬火后时效处理方式，通过添加硅元素产生强化相，在热处理保温后强化相能够充分溶解，经过淬火及中温时效处理后能够使材料的性能大大提升；4.本专利技术方法简单易行，成本低，适合推广使用。附图说明图1为本专利技术各实施例和对比例制备铜合金材料的电化学测试结果曲线对比图。具体实施方式以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本专利技术的优选实施例详述如下：实施例一：在本实施例中，一种用于交流仪器电阻元件的含硅康铜合金制备方法，包括以下步骤：a.康铜合金原料制备：准备四种纯度不低于99.99％的原材料粉末按照比例进行配料，原材料粉末粒度尺寸小于45μm的铜、镍、锰金属和硅，控制镍粉末与锰粉末重量含量不变，按照原料总种量为100％进行计算，其中镍粉末占原料总重量的40％，锰粉末占总原料重量的1.5％，铜粉末占总原料重量的56.5％，硅粉末占总原料重量的2％；将配料置于行星式球磨机中，采用高硬度的刚玉球磨和球磨罐，采用氩气作为保护性气体，以300r/min的转速球磨2.5h，得到康铜合金原料粉末，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于交流仪器电阻元件的含硅康铜合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/na.康铜合金原料制备：/n准备四种纯度不低于99.99％的原材料进行均匀混合，且原材料粉末粒度尺寸不大于45μm的铜、镍、锰金属和硅，控制镍粉末与锰粉末重量含量不变，按照原料总种量为100％进行计算，其中镍粉末占原料总重量的40％，锰粉末占总原料重量的1.5％，铜粉末占总原料重量的52.5～58.5％，硅粉末占总原料重量的比例不高于6％；将各原料粉末一起放入坩埚中，备用；/nb.合金冶炼：/n打开高频真空感应加热炉的电源，将在上述步骤a准备的康铜合金原料粉末放入真空感应加热炉中，抽真空至10

【技术特征摘要】
1.一种用于交流仪器电阻元件的含硅康铜合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.康铜合金原料制备：
准备四种纯度不低于99.99％的原材料进行均匀混合，且原材料粉末粒度尺寸不大于45μm的铜、镍、锰金属和硅，控制镍粉末与锰粉末重量含量不变，按照原料总种量为100％进行计算，其中镍粉末占原料总重量的40％，锰粉末占总原料重量的1.5％，铜粉末占总原料重量的52.5～58.5％，硅粉末占总原料重量的比例不高于6％；将各原料粉末一起放入坩埚中，备用；
b.合金冶炼：
打开高频真空感应加热炉的电源，将在上述步骤a准备的康铜合金原料粉末放入真空感应加热炉中，抽真空至10-4Pa以下，然后通入高纯度的氩气作为保护气体，并反复操作抽真空至10-4Pa以下然后通入高纯度的氩气形成保护气氛的步骤至少三遍；然后进行升温加热，按照不低于20℃/min的升温速率，进行升温至1550℃，并保温至少2h；然后随炉冷却至室温，再关闭气体、电源，取出合金冶炼制备的康铜合金材料；
c.热轧预处理：
将在上述步骤b中冶炼制备的康铜合金材料进行热轧预处理，控制粗轧温度为900℃，精轧温度为800℃，采用十辊连轧机反复轧制至少10次，使得最终轧制康铜合金材料厚度在4mm；在进行轧制预处理中，十辊连轧机采用连挤连轧工艺；
d.退火热处理：
将在上述步骤c中完成预处理的康铜合金材料置于退火炉内，向退火炉内通入氮气与氢气混合气体，氮气与氢气在混合气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟庆东，喻范博，王俊杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31