[發(fā)明專利]一種二次電子發(fā)射用鈹銅板帶的加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310018888.7
• 申請(qǐng)日: 2013-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN103100715B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉楚明;朱戴博;韓坦;陳志永;萬迎春;肖宏超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);湖南有色金屬控股集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/20
• 分類號(hào): B22F3/20;C22F1/08;C22C9/00
• 代理公司: 中南大學(xué)專利中心43200
• 代理人: 胡燕瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出一種二次電子發(fā)射用鈹銅合金板帶加工方法，屬于材料加工方法保護(hù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

鈹青銅合金是一種可鍛和可鑄合金，屬于時(shí)效析出強(qiáng)化的銅基合金，經(jīng)淬火時(shí)效處理后具有高的強(qiáng)度、硬度、彈性極限，并且穩(wěn)定性好，具有耐蝕、耐磨、耐疲勞、耐低溫、無磁性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、沖擊時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花等一系列優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“有色彈性材料之王”。鈹青銅合金具有良好的二次電子發(fā)射性能，廣泛用于電子電器、通訊儀器、航空航天、石油化工、冶金礦山、汽車家電、機(jī)械制造等多種領(lǐng)域，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的重要工業(yè)材料。

鈹青銅合金，經(jīng)處理在表面形成一層薄氧化鈹，它是二次電子發(fā)射體的主要層，因此鈹青銅合金中的含鈹量和雜質(zhì)元素含量決定了鈹青銅合金的二次電子發(fā)射性能，目前，市面上的鈹銅合金含鈹量主要為1.5wt.%~2.0wt.%,雜質(zhì)元素含量高，但是鈹銅合金基于電子發(fā)射的精確性要求合金的二次電子發(fā)射性能高，誤差小，但市售普通材料不能滿足其要求，需要含鈹量高、雜質(zhì)含量低的鈹青銅材料，這種材料的主要要求為：含鈹量為2.7%~3.0wt.%，雜質(zhì)含量控制在0.1wt.%以下，板帶合金的成分均勻。

金屬粉末增塑擠壓是在金屬粉末包套擠壓等擠壓技術(shù)的基礎(chǔ)上, 為了在低溫下進(jìn)行具有優(yōu)良流動(dòng)條件的銅、鎢、硬質(zhì)合金、高熔點(diǎn)金屬間化合物、陶瓷等的擠壓而開發(fā)的擠壓成形新技術(shù), 出現(xiàn)了以螺桿擠壓機(jī)為代表的連續(xù)擠壓設(shè)備。粉末增塑擠壓是指粉末與一定量的增塑劑 (如酚醛塑膠溶液, 石蠟等, 增塑劑的作用就在于使粉末顆粒粘接并為從擠壓模擠出成型的物體創(chuàng)造良好的流動(dòng)條件) 混合后在擠壓成坯, 然后通過干燥、預(yù)燒、燒結(jié)等工序制成制品。

利用粉末增塑擠壓的技術(shù)，制得2.7wt.%~3.0wt.%的鈹青銅合金，軋制變形后，相對(duì)于傳統(tǒng)熔煉工藝其晶粒度更細(xì)小，組織分布更均勻，成分差異越小對(duì)其二次電子發(fā)射性能的影響就越小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種二次電子發(fā)射鈹銅合金板帶的加工工藝。其具體工藝方法為：

一種二次電子發(fā)射鈹銅板帶的加工方法，鈹銅材料成分質(zhì)量百分范圍為：Be：2.7~3.0 wt.%, Ni≤0.31wt.%，F(xiàn)e≤0.058wt.%，Al≤0.013wt.%,Si≤0.028wt.%,Pb≤0.0020wt.%,Cd≤0.0020wt.%, Zn≤0.0020wt.%,其它雜質(zhì)元素之和≤0.43wt.%，其余為Cu，其特征在于包括以下步驟：

A．按質(zhì)量比將銅粉與鈹銅母合金粉末混合，在球磨機(jī)中進(jìn)行機(jī)械合金化，球料比為5~20：1，介質(zhì)為酒精，時(shí)間為4~20h；

B．將混合好的粉末進(jìn)行增塑擠壓，加入粘合劑，脫脂后在850~900℃，氫氣和氮?dú)猸h(huán)境下燒結(jié)成坯，燒結(jié)時(shí)間為6~20h，最終制成厚度為2~5mm厚的錠坯；

C．將錠坯在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋制變形，道次壓下量控制在20%~40%，道次之間進(jìn)行退火處理，退火溫度為700~750℃，退火時(shí)間為15~30min，之后進(jìn)行酸洗，制成表面潔凈厚度為0.3~0.4mm厚的板材；

D．將厚度為0.3~0.4mm的板材，在軋機(jī)上進(jìn)行精軋與板型控制，最終軋制為厚度為0.1~0.2mm的板帶，在真空爐中進(jìn)行熱處理，制成二次電子發(fā)射用高鈹銅板帶。

步驟B所述的粘結(jié)劑為石蠟-食用油-聚乙二醇，其中石蠟所占體積分?jǐn)?shù)為30-60%,食用油所占體積分?jǐn)?shù)為10-20%，聚乙二醇所占體積分?jǐn)?shù)為20-60%。

其在150~1000V內(nèi)二次電子發(fā)射呈峰狀特性，在500~600V達(dá)到峰值，峰值能到10以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前峰值為6的水平。

通過行星球磨，采用石蠟-食用油-聚乙二醇粘合劑，由于油在擠壓冷卻過程中沒有相變, 從而使金屬粉末能迅速將熱量傳給油, 迅速將熱應(yīng)力釋放, 減小擠壓過程中縮孔、開裂的可能, 此外, 油在擠壓成形技術(shù)的脫脂工序中易于脫除，聚乙二醇為長(zhǎng)鏈，跟鈹銅母合金與銅粉的粘結(jié)性好，且不與金屬互相不反應(yīng)，能有效增強(qiáng)粉末粘結(jié)強(qiáng)度。控制好燒結(jié)時(shí)間與溫度，經(jīng)過增塑擠壓，制得的錠坯組織均勻性好，所以之后通過軋制變形以及相應(yīng)的熱處理得到的板材雜質(zhì)少，組織均勻性好，比通過常規(guī)真空熔煉得到的板材組織均勻性佳。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例二次電子發(fā)射性能。

具體實(shí)施方法

實(shí)施例1：Cu-2.7Be板材制造

（1）混入一定比例的銅粉與鈹銅母合金，在全方位行星球磨機(jī)中進(jìn)行機(jī)械合金化，球料比為10:1，介質(zhì)為酒精，球磨時(shí)間為10h。