[發明專利]一種低電阻率、高塑性的硅錳鎳合金線材及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710196457.8
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106868337A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 薛鑫;王鳳新;劉琳;涂忠海
• 申請（專利權）人: 沈陽新海合金新材料有限公司
• 主分類號: C22C9/10
• 分類號: C22C9/10;C22C1/10;C22C1/06;C22F1/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富,周秀梅

技術領域

本發明涉及有色金屬合金材料技術領域，具體涉及一種低電阻率、高塑性的硅錳鎳合金線材及其制備方法和應用(QS_i2-0.5-0.5合金)，該合金線材應用于新型電光源保險絲、電子元器件、新型加熱絲等工業產品。

背景技術

現有技術中硅青銅合金主要用作焊接材料，但因其產品自身的缺陷，還不能作為新型電光源的保險絲。而傳統的保險絲材料大多采用錫鉛合金或康銅等，存在著電阻率高，過電流能力差，電阻溫度系數較高和抗浪涌性能差等缺點。另外，本發明制得的產品還可用于加熱行業，傳統銅鎳加熱絲存在耐折度差，不易于拉伸、電阻率不均勻等缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種低電阻率、高塑性的硅錳鎳合金線材及其制備方法和應用，該合金成份穩定、均勻，性能優異，適用較廣。

本發明所采用的技術方案如下：

一種低電阻率、高塑性的硅錳鎳合金線材，按重量百分含量計，該合金線材化學成分為：Si 1.9～2.5％，Mn 0.2～0.7％，Ni 0.2～0.7％，Zn≤0.4％，Sn≤0.2％，Cu為余量；該硅錳鎳合金線材優選的化學成分為：Si 2.0～2.3％，Mn 0.2～0.7％,Ni 0.25～0.5％，Zn 0.15～0.4％，Sn 0.1～0.2％，Cu為余量。

該合金線材的化學成分中，Si與Mn的重量比例為(3.6-5.8)：1，Ni與Mn的重量比例為(0.45-1.25)：1。

該硅錳鎳合金線材的電阻率為0.15-0.17μΩ·m，規格為Ф0.18-0.21，線徑公差≤0.002mm。

該硅錳鎳合金線材的力學性能為：抗拉強度≥260N/mm²，延伸率≥25％。

所述低電阻率、高塑性的硅錳鎳合金線材的制備方法，包括如下步驟：

(1)原材料準備及配料：

以純金屬Zn、Sn、Si、電解錳、電解鎳和陰極銅為原材料，將各原材料按所需合金成分進行稱重；對原材料稱重前，陰極銅與電解鎳表面依次經酸洗、水洗和烘干處理，確保原材料清潔；所述酸洗過程中：陰極銅采用濃度30vol.％的硫酸清洗，電解鎳采用濃度40vol.％的硝酸清洗；

(2)真空熔煉：

真空熔煉過程：熔煉溫度控制在1100-1200℃，熔煉時間30～40分鐘，真空度≤2Pa；熔煉過程具體如下：

將陰極銅、純金屬Si、電解錳和電解鎳裝入坩鍋內，爐內抽真空后送電熔化，1100-1200℃熔煉30～40分鐘，然后充惰性氣體Ar，加入Zn和Sn，惰性氣氛下熔煉20-30min后帶電澆鑄，獲得合金鑄錠；

(3)鑄錠鍛造：

將合金鑄錠在車床上表面車光，然后在750Kg空氣錘上自由鍛造，鑄造過程為：電爐加熱至780-840℃，保溫時間90-120分鐘后，進行兩鐓兩拔后鍛至Ф42～50mm棒材；然后車光至Ф40～45mm棒材。

(4)熱軋：

電爐加熱溫度為760-820℃，保溫70-90分鐘后，將步驟(3)所得Ф40～45mm棒材在Ф250×350孔型軋機上軋制至Ф12-14mm棒材。

(5)冷加工及中間過程真空退火：

將步驟(4)所得的Ф12-14mm棒材依次進行盤圓、退火和冷拉拔處理，重復該過程3～5次，獲得Ф1.7-2.0mm合金絲；其中的退火工藝參數為：退火溫度T為500-550℃，退火時間t為90-120分鐘；

(6)拉伸處理：

將步驟(5)得到的Ф1.7-2.0mm合金絲在拉伸機上進行兩次拉拔處理后，獲得規格為Ф0.18-0.21mm的硅錳鎳合金線材成品。其中：第一次拉拔處理過程為：將步驟(5)得到的Ф1.7-2.0mm合金絲在拉伸機上拉至Ф0.75-0.85mm規格，然后采用連續氫氣退火爐進行退火處理，退火處理過程中：爐溫為600-650℃，收線機引取速度15-18米/分鐘，退火處理后合金絲延伸率≥25％；第二次拉拔處理過程為：將Ф0.75-0.85mm線材拉拔至Ф0.18-0.21線材，拉拔后采用連續氫氣退火爐進行退火處理，退火處理過程中：爐溫為550-650℃，收線機引取速度15-20米/分鐘，退火處理后得到延伸率≥25％的線材成品。

步驟(6)中，不同規格成品采取相應的拉拔和退火處理，拉伸過程中每道次加工率為13％-15％。

本發明制備的上述硅錳鎳合金線材可應用于電光源保險絲、電子元器件或加熱絲。

本發明具有以下優點和有益效果：