Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質(zhì)及其退火方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質(zhì)及其退火方 法，屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] Cu-Mn-Ni系精密電阻合金為高精電氣儀器制備關(guān)鍵材料，廣泛應(yīng)用智能電表、電 子及電氣測量儀表制造領(lǐng)域，如智能電表中的分流器等。該合金要求極小的阻值溫漂系數(shù) (即阻值對溫度的變化率)和對銅熱電勢，及優(yōu)良耐蝕性能和焊接工藝性能。目前，Cu-Mn-Ni 系精密電阻材料主要包括6 J8、6 J12及6 J13合金，其化學(xué)成分見表一。Μη為精密電阻合金主 要合金元素，Μη元素的添可導(dǎo)致合金電阻率的提高及溫漂系數(shù)的減小。Μη元素合金化最佳 成分范圍為11~13wt%，此時儘銅溫漂系數(shù)較小。Ni元素的加入主要是為了降低Cu-Mn-Ni合 金對純銅的熱電勢，同時提高儘銅合金抗氧化、耐蝕性能力，成分波動對材料阻值影響較 小，儘銅中Ni的最佳含量范圍為2.0~4. Owt%。
[0003] Fe、Si元素微合金化可進(jìn)一步減小Μη-化合金的溫漂系數(shù)。其中化元素含量為0.25 ~0.50wt%范圍內(nèi)時，可減少溫度系數(shù)約30%左右，并小幅降低熱電勢、提高電阻系數(shù)。當(dāng)化元 素含量超過0.5%后會導(dǎo)致Fe元素的析出，致使儘銅耐蝕性能變差；Si元素在儘銅中含量一 般不超過0.25wt%，Si元素含量過高會使儘銅材料變得硬脆，使其加工性能惡化。同時少量 Si元素的存在，可作為Μη元素的脫氧劑，減少Μη元素的燒損。
[0004] 表1化-Mn-Ni系精密電阻合金化學(xué)成分(wt%)
' 現(xiàn)階段，Cu^Mn-Ni系精密電阻合金扁帶生產(chǎn)與加工的主要流程為:線巧的烙鑄^去皮I ^連續(xù)拉拔成小直徑線材(道次間須去應(yīng)力退火社制成扁帶^精拉成形^成品退火^ 酸洗^清洗^烘干^打包。在儘銅帶材的生產(chǎn)與加工過程中，需要進(jìn)行2~3次退火及酸洗。 常規(guī)退火+酸洗工藝主要的問題是導(dǎo)致儘銅帶材表面嚴(yán)重氧化、脫儘現(xiàn)象。測試分析表明， 經(jīng)最終退火、酸洗工序后，表層Μη含量僅有6.0~8. Owt%(屯、部為12.3wt%左右）。而表層與屯、 部Μη濃度梯度同時又可導(dǎo)致電流密度的分布梯度，亦即表層脫儘層電阻率小，通過的電流 密度大，類似所謂"趨膚現(xiàn)象"。表層與屯、部由于Μη含量的差異而導(dǎo)致兩者溫漂性能的差異， 最終影響精密電阻整體溫漂性能(見圖1)。
[000引酸洗是一道令人頭痛的工序，不但工作環(huán)境差，而且加大了銅合金的耗損(酸洗銅 損1.0~2.Owt%左右）。雖然一些廠家采用保護(hù)氣氛(如氨、一氧化碳)退火，使Cu-Mn-化系精 密電阻制品表面光潔度得到了保證，表面脫Μη現(xiàn)象有所改善;但表面脫Μη層依然存在，且保 護(hù)性氣氛退火存在設(shè)備成本高，生產(chǎn)周期長，安全性差等問題。尤其是氨氣氣氛保護(hù)退火， 可導(dǎo)致銅合金的"氨病"現(xiàn)象，致使銅合金力學(xué)性能變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質(zhì)及 其退火方法，有效解決其表面氧化脫儘問題，實現(xiàn)了 Cu-Mn-Ni合金光亮、無脫儘退火，保證 了精密電阻合金溫漂性能。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是： 一種Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質(zhì)，適用于Cu-Mn-Ni系精密電 阻合金扁帶產(chǎn)品加工過程中所進(jìn)行的工序間去應(yīng)力退火及最終成品退火;其特征在于:所 采用還原介質(zhì)為堿性粉末介質(zhì)，其組成為：20.0~25. Owt%的NH祖C〇3、10.0~15. Owt%的純Si 粉、8.0~12. Owt%的純Μη粉及余量的MgO。
[000引所述粉末介質(zhì)中NH祖C03粒度大于500目。
[0009] 所述粉末介質(zhì)中純Si粉粒度大于500目，工業(yè)純。
[0010] 所述粉末介質(zhì)中純Μη粉粒度大于500目，工業(yè)純。
[0011] 所述粉末介質(zhì)中MgO粉末比例保持在48.0~62. Owt%，粒度大于1200目，工業(yè)純。
[0012] -種化-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火方法，其步驟包括： 步驟1、將畑4肥〇3、純Si粉、純Μη粉及MgO充分完全混合后，倒入裝有Cu-Mn-Ni系精密電 阻合金制品環(huán)形無縫鐵質(zhì)容器中，直到將待處理制品完全覆蓋； 步驟2、將配制的粉末壓緊、巧實后，制品被覆蓋厚度保持在40~50mm范圍內(nèi)； 步驟3、將環(huán)形鐵質(zhì)容器蓋緊蓋后隨爐升溫至退火溫度，處理完畢將容器移出退火爐 夕h待冷卻至室溫后將制品取出。
[0013] 本發(fā)明的技術(shù)原理為： l)Mg0粉末對空氣的阻隔作用 MgO為堿性氧化物，烙點高達(dá)2852°C，高溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與化、Μη、化及Si等元素 反應(yīng)，是一種理想的銅合金烙煉爐襯材料。采用粒度為1200目的MgO粉末作為Cu-Mn-Ni系精 密電阻合金退火保護(hù)介質(zhì)的主體材料，高溫下空氣中的氧與銅合金表面的接觸方式由對流 改為擴(kuò)散，并且氧的擴(kuò)散通量隨MgO隔離層致密度增大而減小。
[0014] 2)NH祖C〇3分解形成的保護(hù)氣氛 環(huán)境溫度超過50°C后，均勻分布在粉末介質(zhì)中的NH祖ω3粉末逐漸分解，釋放還原性氣 體Ν出氣，其化學(xué)反應(yīng)方程式 終巧:貧稱得賣蘭麗職:普'爺I雜車怎稱 （1) 氨氣對氧化銅的還原反應(yīng) 軍辯釋奪'游Ρ互.蘭哥蹲；等.燕2...手'壽擬? (2) 水蒸氣高溫下與Μη反應(yīng) 巧辨井:懿拌雜囉爭錢 (3) 3)爐溫超過500°C時，Si粉對化0、ΜηΟ的還原作用 釋探陣爭靖盧:憐;嘴':雞孩 (4) 辯括貧泮:稱二.;lf轅孚琴9 s: (5) 4)高溫下，由于Μη在化基體中有著很大的固溶度，因而當(dāng)化-Mn-Ni系精密電阻合金制 品表層Μη元素發(fā)生燒損時，粉末中的Μη元素在界面處向精密電阻合金制品發(fā)生固溶擴(kuò)散。
[0015]綜上所述，本發(fā)明中還原堿性粉末介質(zhì)在整個退火過程中，為Cu-Mn-Ni系精密電 阻合金提供了一個還原性氛圍，有效地阻止了 Cu-Mn-Ni系精密電阻合金制品表面氧化、脫 Μη現(xiàn)象，保證了制品表面色澤度及表里Μη成分的一致性，從而提高了產(chǎn)品阻值的穩(wěn)定性與 一致性；同時省去酸洗工藝，工人工作環(huán)境得到有效改善，勞動強度降低，符合當(dāng)今社會發(fā) 展節(jié)能、環(huán)保大趨勢。
【附圖說明】
[0016]圖1為退火+酸洗后6J13扁帶（規(guī)格12 X 1.5mm)表層氧化脫Μη層對溫漂曲線的影 響。
【具體實施方式】
[0017] W下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0018] 本發(fā)明公開了一種Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質(zhì)，適用于 Cu-Mn-Ni系精密電阻合金扁帶產(chǎn)品加工過程中所進(jìn)行的工序間去應(yīng)力退火及最終成品退 火;其特征在于:所采用還原介質(zhì)為堿性粉末介質(zhì)，其組成為:20.0~25. Owt%的NH4HC03、10.0 ~15. Owt%的純S i粉、8.0~12