專(zhuān)利名稱(chēng)：一種銅鎳19金屬絲及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銅鎳合金領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種銅鎳19金屬絲及其制備方法。
背景技術(shù)：
銅鎳合金又稱(chēng)為白銅，是是以鎳為主要添加元素的銅基合金。銅和鎳在元素周期 表中的位置接近，原子半徑相差很少，均是面心立方晶格，因此兩者能互相無(wú)限溶解，按任何比例配制的合金都是單一的固溶體組織，含有其他元素的復(fù)雜銅鎳合金，大多數(shù)也是單一的固溶體組織。研究證明，加入鎳后銅的塑性下降不多，但強(qiáng)度卻有明顯上升。換言之，由于鎳的加入，白銅具有一系列很優(yōu)異的特性(i)機(jī)械性能好，具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度及優(yōu)良的塑性；
(ii)室溫及高溫下均能進(jìn)行壓力加工，可通過(guò)加工硬化進(jìn)一步提高強(qiáng)度；(iii)優(yōu)良的耐蝕性；(iv)電阻率高。為了進(jìn)一步改善銅鎳合金的性能，可進(jìn)一步加入錳元素。錳元素可用作脫氧劑及作為對(duì)硫有很大親和力的元素。加入錳能提高銅鎳合金的電阻。銅鎳19即B19，指鎳含量為約19%的銅鎳合金，該類(lèi)合金具有很高的耐蝕性，能抵抗海水、有機(jī)酸及鹽類(lèi)溶液的腐蝕，并具有很好的塑性，在熱態(tài)和冷態(tài)下壓力加工性好，在高溫和低溫下仍能保持高的強(qiáng)度和塑性。目前市場(chǎng)上銅鎳19合金種類(lèi)較多，例如CN 101070573A公開(kāi)了一種含鉍無(wú)鉛易切削鋅白銅合金，屬于金屬材料制造技術(shù)領(lǐng)域。該合金其組成為60. (Γ63. 0wt%Cu，17. 0 19· 0wt%Ni+Co,0. 6 I. 0wt%Bi, ( O. 5wt%Mn, ( 0. 3wt%Fe,0. 03 0. lwt%Ce,余量為 Zn和不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)中鉛的含量小于O. 03wt%。該合金具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能、耐蝕性能，易切削，但其各項(xiàng)性能仍不能滿(mǎn)足現(xiàn)有需要。因此，提供一種具有優(yōu)異耐蝕性，抗拉強(qiáng)度及延伸率等各項(xiàng)機(jī)械性能參數(shù)優(yōu)異的銅鎳19合金是所屬領(lǐng)域的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種銅鎳19金屬絲。所述銅鎳19金屬絲按照重量百分比包括Ni18-20%
Mn0.01-0.6%
Fe0.1 1%
Al0.1 1%
Si0.01-0.5%
Sn0,01-1%
B0,01 0.5% Re0.00 0.1%余量為銅。在所述銅鎳19 金屬絲中，Ni 含量為 18-20%，例如18. 1%、18· 2%、18· 3%、18· 4%、19. 1%、19· 6%、19· 7%、19· 8%、19· 9% 等；Mn 含量為 O. 01 O. 6%，例如0. 011%, O. 012%, O. 013%、O. 1%、0· 5%、0· 55%、O. 58%、O. 59%、O. 595%、O. 597%、O. 598%、O. 599% 等；Fe 含量為 O. Γ %,例如0. 11%,O. 12%、0· 13%、0· 15%,O. 2%、0· 65%,O. 98%,O. 99%,O. 995%,O. 997%,O. 998%,O. 999%等；Al 含量為 O. Γ %,例如0. 11%,O. 12%、0. 13%、0. 15%、0. 2%、0· 5%、0· 6%、0· 9%、0· 95%、O. 98%,O. 99%,O. 995%,O. 997%,O. 998%,O. 999% 等；Si 含量為 O. 01 O. 5%,例如0. 011%、O. 012%,O. 013%,O. 1%、0· 4%、0· 45%,O. 48%,O. 49%,O. 495%,O. 497%,O. 498%,O. 499% 等；Sn 含量為 O. 0Γ %,例如0. 011%, O. 012%, O. 013%, O. 1%、0· 4%、0· 8%、0· 9%、0· 95%, O. 98%、O. 99%,O. 995%,O. 997%,O. 998%,O. 999% 等；B 含量為 O. 01 O. 5%,例如0. 011%,O. 012%、O. 013%、O. 1%、0· 3%、0· 4%、0· 45%、O. 48%、O. 49%、O. 495%、O. 497%、O. 498%、O. 499% 等；Re 含量為 O. 001 O. 1%，例如0. 0011%,O. 0012%,O. 0013%,O. 01%,O. 04%,O. 08%,O. 09%,O. 095%、O. 098%,O. 099%,O. 0995%,O. 0997%,O. 0998%,O. 0999% 等；余量為銅。優(yōu)選地，所述銅鎳19金屬絲按照重量百分比包括Ni19%
Mn0.1-0.5%
Fe0.3-0.8%
Al0.4-0.8%
SiO. !~03%
Sn0.1-0.4%
B0.05-0.1%
Re0.01-0.05% 余量為銅。進(jìn)一步優(yōu)選，所述銅鎳19金屬絲按照重量百分比包括
Ni19%
Mn0.4%
Fe0.5%
Al0.6%
Si0.2%Sn0.2%B0.06%
Re0.03%余量為銅。特別優(yōu)選，所述銅鎳19金屬絲按照重量百分比由以下元素組成Ni19%
Mn0.4%
Fe0.5%
Al0.6%
Si0.2%
Sn0.2% B0.06%
Re0.03%余量為銅。本發(fā)明所述Re指稀土元素，所述稀土元素為鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、欽(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)、鈧(Sc)和釔(Y)中的一種或者至少兩種的組合，所述組合的例子有La和Ce的組合，Pr和Nd的組合，Pm和Sm的組合，Eu和Gd的組合，Tb和Dy的組合，La、Ce和Pr的組合，Nd,Pm和Sm的組合，Eu,Gd和Tb的組合，Tb,Dy和Ho的組合，Er,Tm和Yb的組合，Sc,Y和La的組合，Ce、Pr和Nd的組合，Pm、Sm和Eu的組合，Gd、Tb和Dy的組合，Ho、Er和Tm的組合，Yb、Lu、Sc 和 Y 的組合，La、Ce、Pr、Nd 的組合，Sm、Eu、Gd、Tb、Dy 的組合,鉺(Er)、錢(qián)(Tm)、Yb、Lu、Sc和Y的組合等。由于這些元素在地殼中的含量稀少，它們的氧化物又與土壤顏色接近，故稱(chēng)為稀土元素。本發(fā)明所述銅鎳19金屬絲還可含有其它元素。例如，所述銅鎳19金屬絲還可含有O. 001 O. 3%的V，例如0. 0011%,O. 0012%、O. 0013%、O. 005%、O. 01%、O. 1%、0· 2%、0· 25%、O. 28%、O. 29%、O. 298%、O. 299% 等，優(yōu)選O. Γ0. 2%。例如，所述銅鎳19金屬絲還可含有O. 01 1%的Ce，例如O. 011%, O. 012%, O. 013%、O. 1%、0· 5%、0· 8%、0· 9%、0· 95%, O. 97%, O. 98%, O. 99% 等，優(yōu)選 O. 02 O. 1%。例如，所述銅鎳19金屬絲還可含有O. 001 O. 1%的Mo,例如0. 0011%,O. 0012%、O. 0013%, O. 005%, O. 01%, O. 08%, O. 09%, O. 095%, O. 098%, O. 099% 等，優(yōu)選 O. 05 O. 07%。本發(fā)明的目的之一還在于提供所述銅鎳19金屬絲的用途，所述銅鎳19金屬絲用于制造精密零件、交流儀器的可變電阻和應(yīng)變電阻元件。本發(fā)明的目的之一還在于提供所述銅鎳19金屬絲的制備方法，所述方法包括以下步驟(I)根據(jù)配方進(jìn)行混合熔煉，將得到的鑄錠剝皮，鍛打；(2)將鍛打后坯料拉拔，再次拉拔，退火，如此重復(fù)拉拔退火至少2次，直至得到所需規(guī)格的銅鎳19金屬絲。所述步驟(2)中首先將鍛打后坯料拉拔得到具有一定直徑的細(xì)絲，然后再重復(fù)拉拔及退火過(guò)程。所述一定直徑為大于最終任意產(chǎn)品規(guī)格的任意直徑，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)最終想到得到的銅鎳19金屬絲的規(guī)格來(lái)自行選擇此處一定直徑的具體數(shù)值，本發(fā)明在此不作限定。通過(guò)加熱使金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變到液態(tài)并使其溫度、成分等符合要求的エ藝過(guò)程。步驟(I)中所述熔煉通過(guò)采用真空中頻感應(yīng)熔煉爐實(shí)現(xiàn)。鑄錠剝皮使熔煉時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)大部分得以去除，減少了后續(xù)エ序拉拔時(shí)的毛刺現(xiàn)象，減少了斷絲率。將鑄錠剝皮后再進(jìn)行鍛打，然后進(jìn)行拉拔，退火即可得到銅鎳19金屬絲成品。所述拉拔退火的重復(fù)次數(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)自行選擇，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述拉拔退火重復(fù)的次數(shù)為2次以上，例如2、3、4、5，優(yōu)選2飛次，特別優(yōu)選4 5次。退火可以提高銅鎳19金屬絲的抗拉強(qiáng)度和延伸率。本領(lǐng)域技術(shù)人員可自行選擇如何拉拔和退火，本發(fā)明此處僅為優(yōu)選，并非限定。 在本發(fā)明中，所述銅鎳19金屬絲是指由鎳含量為約19%的銅鎳合金制備的金屬絲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法所制備銅鎳19金屬絲具有以下優(yōu)點(diǎn)( I)具有優(yōu)異的耐蝕性能；(2)具有良好的焊接性能和加工性能；(3)熔煉后先將熔煉得到的坯料進(jìn)行剝皮，除去了大部分熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)，減少了后續(xù)拉拔時(shí)的毛刺現(xiàn)象，減少了斷絲率；(4)由于拉拔后進(jìn)行了退火，提高了最終銅鎳19金屬絲的抗拉強(qiáng)度和延伸率；(5)具有約O. 25Ω · mm2/m的電阻率，滿(mǎn)足了對(duì)該類(lèi)電阻率產(chǎn)品的市場(chǎng)需求。
具體實(shí)施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。實(shí)施例I銅鎳19 金屬絲由 18% 的 Ni，O. 6% 的 Mn, 1% 的 Fe, O. 1% 的 Al，O. 5% 的 Si，O. 01% 的Sn,O. 01% 的 B,O. 001% 的 Re,以及 79. 779% 的銅組成。通過(guò)以下方法制備銅鎳19金屬絲(I)將原料混合熔煉，將得到的鑄錠剝皮，鍛打；(2)將鍛打后坯料拉拔得到直徑為4. Omm的細(xì)絲后，再次拉拔得到直徑為I. Omm的細(xì)絲后退火，再次拉拔得到直徑為O. 3mm的細(xì)絲后退火，再次拉拔得到直徑為O. 15mm的細(xì)絲后退火，最終得到直徑為O. 15mm的細(xì)絲。實(shí)施例2銅鎳19 金屬絲由 20% 的 Ni，O. 01% 的 Mn，O. 1% 的 Fe，1% 的 Al，O. 01% 的 Si，1% 的Sn,O. 5%的B,O. 1%的Re，以及77. 28%的銅組成。通過(guò)以下方法制備銅鎳19金屬絲(I)將原料混合熔煉，將得到的鑄錠剝皮，鍛打；(2)將鍛打后坯料拉拔得到直徑為8. Omm的細(xì)絲后，再次拉拔得到直徑為6. Omm的細(xì)絲后退火，重復(fù)拉拔退火6次，最終得到直徑為O. 05mm的細(xì)絲。實(shí)施例3銅鎳19 金屬絲由 19% 的 Ni，O. 1% 的 Mn, O. 6% 的 Fe, O. 2% 的 Al，O. 01% 的 Si，O. 08%的 Sn,O. 06% 的 B,O. 003% 的 Re,O. 02% 的 Ce,以及 79. 927% 的銅組成。通過(guò)以下方法制備銅鎳19金屬絲(I)將原料混合熔煉，將得到的鑄錠剝皮，鍛打；(2)將鍛打后坯料拉拔得到直徑為6. Omm的細(xì)絲后，再次拉拔得到直徑為4. Omm的細(xì)絲后退火，重復(fù)拉拔退火3次，最終得到直徑為O. Imm的細(xì)絲。實(shí)施例4
銅鎳19 金屬絲由 19. 1% 的 Ni，O. 5% 的 Mn, O. 3% 的 Fe, O. 8% 的 Al，O. 09% 的 Si，O. 4%的 Sn, O. 1% 的 B, O. 04% 的 Re, O. 6% 的 Ce, O. 1% 的 Mo,以及 77. 97% 的銅組成。通過(guò)以下方法制備銅鎳19金屬絲(I)將原料混合熔煉，將得到的鑄錠剝皮，鍛打；(2)將鍛打后坯料拉拔得到直徑為3. Omm的細(xì)絲后，再次拉拔得到直徑為I. Omm的細(xì)絲后退火，重復(fù)拉拔退火2次，最終得到直徑為O. 08mm的細(xì)絲。對(duì)比例以CN 101070573A公開(kāi)的含鉍無(wú)鉛易切削鋅白銅合金為對(duì)比例。材料組成為63.0wt%Cu，17. 0wt%Ni+Co，0. 6wt%Bi，0. 2wt%Mn，0. lwt%Fe，0. 03wt%Ce，余量為Zn。按材料成分配料將エ業(yè)純銅、エ業(yè)純鎳、エ業(yè)純鋅、エ業(yè)純鉍、エ業(yè)純鐵、銅錳中間合金和稀土鈰在中頻爐中熔化，澆入エ頻爐中保溫，以半連續(xù)水平鋳造方法制成Φ 55mm棒坯，棒坯切定尺后經(jīng)900°C擠壓和小變形量冷拉拔加工，制成棒中Φ 15mm棒材。按照GB/T1234-95對(duì)實(shí)施例1_4生產(chǎn)的銅鎳19金屬絲及對(duì)比例進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I所示。表I
性能測(cè)試實(shí)施例I 實(shí)施例2 實(shí)施倆3 實(shí)施例4 對(duì)比例
電阻溫度系數(shù)(ΙΟ"5/
<2 <1 <1 <2 <6
eO /200-600 iC
抗拉強(qiáng)度(MPa) >660 >650 >690 >660 >520 延伸率(%) (>!.0) >40>45>45>40 >30在不同介質(zhì)中對(duì)實(shí)施例1-4生產(chǎn)的銅鎳19金屬絲及對(duì)比例進(jìn)行耐腐蝕測(cè)試，結(jié)果如表2所示。表權(quán)利要求
1.一種銅鎳19金屬絲，按照重量百分比包括 Ni18 20% Mn0.01-0.6%FeOJ 1%Al0.1-1% Si0.01-0.5% Sn0.01-1% B0.0 卜 0.5% Re賴(lài)01 0.1% 余量為銅。
2.如權(quán)利要求I所述的銅鎳19金屬絲，其特征在于，所述銅鎳19金屬絲按照重量百分比包括 Ni19% Mn0.1-0.5% Fe0.3-0.8% Al0.4-0.8% Si0.1-03% Sn§.1~0.4% B0.05 0.1% Re0.01-0.05% 余量為銅。
3.如權(quán)利要求I或2所述的銅鎳19金屬絲，其特征在于，所述銅鎳19金屬絲按照重量百分比包括Ni19%Mn0.4%Fe0.5%Al0.6%Si0.2%Sn0.2%B0.06%Re0.03% 余量為銅。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的銅鎳19金屬絲，其特征在于，所述銅鎳19金屬絲按照重量百分比由以下元素組成Ni19%Mn0.4%Fe0.5%Al0.6%Si0.2%Sn0.2%B0.06%Re0.03% 余量為銅。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的銅鎳19金屬絲的用途，其特征在于， 所述銅鎳19金屬絲用于制造精密零件、交流儀器的可變電阻和應(yīng)變電阻元件。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的銅鎳19金屬絲的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 (1)根據(jù)配方進(jìn)行混合熔煉，將得到的鑄錠剝皮，鍛打； (2)將鍛打后坯料拉拔，再次拉拔，退火，如此重復(fù)拉拔退火至少2次，直至得到所需規(guī)格的銅鎳19金屬絲。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述熔煉通過(guò)采用真空中頻感應(yīng)熔煉爐實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述拉拔退火重復(fù)的次數(shù)為2次以上，優(yōu)選2飛次，特別優(yōu)選4飛次。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種涉及銅鎳合金領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種銅鎳19金屬絲及其制備方法。所述銅鎳19金屬絲，按照重量百分比包括18~20%的Ni，0.01~0.6%的Mn，0.1~1%的Fe，0.1~1%的Al，0.01~0.5%的Si，0.01~1%的Sn，0.01~0.5%的B，0.001~0.1%的Re，余量為銅。所述的銅鎳19金屬絲的制備方法包括以下步驟根據(jù)配方進(jìn)行混合熔煉，將得到的鑄錠剝皮，鍛打；將鍛打后坯料拉拔，重復(fù)拉拔退火至少2次，直至得到所需規(guī)格的銅鎳19金屬絲。采用本發(fā)明方法所制備的銅鎳19金屬絲具有優(yōu)異的耐腐蝕性、高抗拉強(qiáng)度和延伸率，并具有約0.25Ω·mm2/m的電阻率。
文檔編號(hào)C22C1/02GK102816949SQ201210302478
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者周丹, 孫科軍 申請(qǐng)人:常豐(無(wú)錫)金屬制品有限公司