[發明專利]一種采用定向凝固制備高強度、高導電性超細絲合金材料的方法

有效

• 申請號: 201811632568.X
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109439955B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 徐玉松;顧沈藝;李紅利;魏賽;鄧睿
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C5/06;C22C1/02;B22D11/00;C22F1/02;C22F1/08;C22F1/14;B21C1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 許云花

本發明公開了一種采用定向凝固制備高強度、高導電性超細絲合金材料的方法，按合金成分配制原料后置于真空感應熔煉爐內，在真空度10^?3?10^?2Pa、溫度1200?1500℃條件內等溫精煉20?60min后，采用引錠桿在拉拔速度0.1?4mm/min、冷卻水溫度15?35℃條件下定向凝固成型制得Φ3?8mm桿坯，最后將該合金桿坯拉拔制得Φ0.03mm及以下尺寸的超細絲合金材料。該制備方法不僅有效縮短了傳統真空熔煉、鍛造開坯、線坯軋制、線坯拉拔等工序流程；同時制備的合金材料斷絲率小、夾雜物少，且晶粒呈有序排列，強度高、導電性強。

技術領域

本發明屬于超細絲合金材料制備領域，尤其涉及一種采用定向凝固制備高強度、高導電性超細絲合金材料的方法。

背景技術

特種超細合金材料主要指超細銅與貴金屬絲材，該類合金絲屬于結構與功能一體化材料，在火箭、飛機和導彈等新一代武器裝備中迫切需求。超細銅與貴金屬絲材的國內研制工作起步于上世紀六十年代中期，研究表明該類超細金屬絲材的直徑小于等于0.05mm時，細絲產品的機械、物理性能、尺寸精度及表面性能的匹配存在明顯問題，抑制了絲材的進一步細化加工和在武器裝備中使用的可靠性，通過微觀測量和分析可以看出早期研制的超細絲材料普遍存在表面劃痕和毛刺缺陷，劃痕和毛刺缺陷的深度介于2-3μm，使超細絲的有效工作線徑損失了30-50％。因此，導致超細絲材料產品的拉斷力下降、體積電阻增大，又因為超細絲表面缺陷分布的不均勻性，采用同批次細絲制作的元器件性能也存在較大的差異，從而影響了武器裝備的整體性能。

目前試驗研究表明超細絲產品缺陷主要源自：合金熔煉時限量雜質和氣體含量超標、合金凝固時的顯微縮松、合金盤圓退火過程中的粘連痕跡、合金細絲拉拔工藝中潤滑條件，以及精細加工過程中環境條件缺乏控制等因素，進而導致后期拉拔出現斷絲現象，且通過掃描電鏡觀察表面，發現其表現為脆性斷裂。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種采用定向凝固制備具有高強度、高導電性Φ0.03mm及以下尺寸的超細絲合金材料的方法。

技術方案：本發明制備高強度、高導電性超細絲合金材料的方法，包括如下步驟：按合金成分配制原料后置于真空感應熔煉爐內，在真空度10^-3-10^-2Pa、溫度1000-1500℃條件內等溫精煉20-60min后，采用引錠桿在拉拔速度0.1-4mm/min、冷卻水溫度15-35℃條件下定向凝固成型制得Φ3-8mm桿坯，最后將該合金桿坯拉拔制得Φ0.03mm及以下尺寸的超細絲合金材料。

本發明通過采用真空感應熔煉結合定向凝固成型制備超細絲合金材料，制備的合金材料不僅有效縮短了傳統真空熔煉、鍛造開坯、線坯軋制、線坯拉拔等工序流程，同時制備的合金材料的斷絲率小、夾雜物少，且晶粒呈一定方向性，強度高、導電性強。

進一步說，本發明制備的合金材料可為銅銀鋯合金、銅鈦鋯合金或銀鎳釔合金。其中，銅銀鋯合金的組分為：Ag2.8-3.2％、Zr0.4-0.6％、V0.1-0.3％、La0.03-0.08％及余量銅和不可避免的雜質。銅鈦鋯合金的組分為：Ti2.8-3.2％、Zr0.08-0.20％、Cr0.2-0.4％、Ce0.03-0.08％及余量銅和不可避免的雜質。銀鎳釔合金的組分為：Ni20-25％、Y0.05-0.1％、V0.07-0.15％及余量銀和不可避免的雜質。