[發明專利]一種光電倍增管倍增極用高鈹銅合金制備方法

有效

• 申請號: 201610912492.0
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN106498226B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 劉楚明;朱戴博;韓坦
• 申請（專利權）人: 蘇州金江銅業有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/03;B22D11/06;H01J43/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及金屬材料加工工藝領域，具體是一種光電倍增管倍增極用高鈹銅合金制備方法。

背景技術

鈹銅又稱鈹青銅，是銅合金中的“彈性之王”，經固溶時效熱處理后，可獲得高強度、高導電性能的產品，高強度鈹銅合金經熱處理后不僅具有強度高，很高的硬度而且具有耐磨、耐蝕的優點，優良的鑄造性能，鈹青銅合金適用于制造各種模具、防爆安全工具、耐磨件如凸輪、齒輪、蝸輪、軸承等。鈹銅合金經熱處理后具有較高的導電率和導熱率，鈹銅合金適用于制造開關零件，強接觸和類似的載流元件，制作電阻焊的夾鉗、電極材料和塑料模具、水電連鑄機結晶器內套等。

鈹青銅帶材是光電倍增管常用的倍增極材料，其具備二次電子發射系數高、穩定性好、使用壽命長等優良特點，提高鈹含量、降低重金屬雜質含量是提高鈹青銅合金二次電子發射系數的關鍵為獲得較好的二次電子發射系數，光電倍增管倍增極用鈹青銅合金的成分要求為：鈹2.3wt.％～2.5wt.％，含鎳≤0.31wt.％，含鐵≤0.058wt.％，含鋁≤0.013wt.％,含硅≤0.028wt.％，含鉛≤0.0020wt.％,含鎘≤0.0020wt.％,含鋅≤0.0020wt.％，其它雜質元素之和≤0.43wt.％，其余為Cu。

平衡狀態下，鈹在銅中的極限固溶度2.3wt.％，對于光電倍增管倍增極用高鈹銅帶，當鈹含量高于極限固溶度時，合金中極易形成硬脆第二相β與γ，使用傳統半連續鑄造軋制方法制備過程中，硬脆第二相極易成為裂紋源，造成加工過程中板材開裂，制得的帶材由于硬脆第二相的存在沖壓成型性能不好，難以滿足倍增極材料的形狀要求。為兼顧成型要求，目前只能以犧牲含鈹量為代價，使用鈹含量為2.0wt.％左右的Cu-2.0Be合金作為倍增極材料，使用此種Cu-2.0Be合金制得的倍增管，為了獲得理想的二次電子性能，只能增加倍增極數量，這就降低了光電倍增管的可靠性、穩定性以及光電倍增管的使用壽命。

甩帶法是制備非晶及微細晶帶材的一種常用方法，液滴在高速旋轉的銅輥上迅速冷卻并甩出，通過調整銅輥的轉速可以獲得不同的冷卻速度，冷卻速率一般可達106K/s，一般甩帶法制備的帶材厚度為0.02～0.05mm，但其具有孔隙率高、強韌性低等缺點，這是因為甩帶法制備的帶材厚度尺寸已經接近或者超過精軋機的加工極限，很難進行后續變形以消除這些缺點。由于光電倍增管倍增極高鈹銅合金帶材并不要求非晶狀態使用，其主要問題在于消除硬脆第二相以解決成型問題。可利用甩帶法以期消除高鈹銅帶中的硬脆第二相，通過調整輥速制備出超厚微晶帶坯，結合精軋機進行精密軋制加工，提高帶材的強韌性與致密性，以解決光電倍增管倍增極高鈹銅合金帶材制備的瓶頸問題。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種光電倍增管倍增極用高鈹銅合金制備方法,避免了傳統半連續軋制加工方法制備高鈹銅合帶材時硬脆相的生成的情況發生,提高了甩帶法制備出鈹銅帶材的強韌性，降低帶材孔隙率，增加了工作效率，降低了投入成本。

技術方案：為了實現以上目的，本發明所述的一種光電倍增管倍增極用高鈹銅合金制備方法，其特征在于：該制備方法的具體步驟如下：

(a)備材

使用氬氣清洗高純石英坩堝爐膛，清洗完成后，將高純鈹銅中間合金與高純銅進行成分配比，其中各組分的質量百分比為：鈹2.3wt.％～2.6wt.％，含鎳≤0.31wt.％，含鐵≤0.058wt.％，含鋁≤0.013wt.％，含硅≤0.028wt.％，含鉛≤0.0020wt.％，含鎘≤0.0020wt.％，含鋅≤0.0020wt.％，其它雜質元素之和≤0.43wt.％，其余為Cu；

(b)熔煉

將高純鈹銅中間合金與高純銅進行成分配比后在高純石英坩堝中進行真空熔煉，高純石英坩堝中抽真空至3×10^-3Pa，熔煉過程結束時充入0.4～0.5個大氣壓的氬氣作為保護氣體，反復熔煉3次；

(c)清洗爐膛

熔煉步驟完成后，采用氬氣清洗高純石英坩堝的爐膛，并用氬氣作為保護氣；

(d)制條帶

高純石英坩堝的爐膛清洗完成后，開啟控制銅輥的電源，控制銅輥切向速度為12m/s～15m/s進行甩帶，銅輥在甩帶的過程中，坩堝內外壓差為0.07MPa～0.08MPa，得到寬為25mm～30mm，厚度為0.15mm～0.2mm的條帶；

(e)精軋

將甩帶制得的帶條在四棍精軋機上進行精軋3次～5次，得到厚度為0.15mm，寬度為30mm的帶材。