[发明专利]一种抗自然时效软化高纯银材的制备方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种高纯银材抗自然时效软化的制备方法。

背景技术

高纯银材(纯度≥4N)具有优良综合性能，在工业上得到广泛应用。然而，由于银材(产品)在室温下存放一段时间后，其硬度、强度发生明显下降，发生所谓的“自然时效软化”，银材的“自然时效软化”特性影响了银材(产品)的存放时间和使用。银材的“自然时效软化”特性曾引起不少人们关注。B.Lux(Lux B.Haupterammlun[M].DGM Villoch，1973)指出，泠变形后银材强度的变化与材料纯度、变形量、时效温度和放置时间有关；U.Harmsen等人的研究表明(Harmsen U.Metallwissenschaft and technik[J].Metall.，1974，28(7)：683-684)，多晶体纯银在＜20℃也会产生自然时效软化，其软化速率取决于变形量和纯银中的杂质含量；E.Osswald的研究发现(Osswald E.Z.Metallkund.，1935，27(5)：101)，纯银的时效软化对杂质极为敏感，其中Cu的影响尤为突出，加工变形量的大小对时效软化影响也极大，纯度为99.999％Ag经99％变形在20℃保持10h便开始软化，而经过50％变形在20℃可保持100h后才开始软化；E.Osswald和W.Hofmann等人(Raub E.Die Edelmetalle and IhereLegierungen Springer[M].1940，180)从动力学所必须的活化能与超显微变化过程的关系来研究回复或再结晶时，得出杂质含量对纯银材的再结晶温度有较大影响；扬富陶等(贵金属1992 Vol.13，No.4，22-25；扬富陶，贵金属2002 Vol.23，No.4，30-32)研究了微量Mn、Ti对纯度＞99.99％的纯银性能影响，得出微量Mn、Ti对改善和提高纯银的机械性能有益，在室温下能使纯银的机械性能长期保持稳定。

在现有的技术中，通过1、控制纯银加工变形量，控制变形量在ε≤40％，在20-50℃条件下银材机械性能相对稳定；2、添加微量Al、Cu、Ti、Mg、Re等杂质，解决纯银产品存放时间和使用中存在的“自然时效软化”问题。在99.999％Ag中添加0.004wt％Al和0.003wt％Mn，在99.995％Ag中添加0.01wt％Mn，在99.99％Ag中添加0.015wt％Ti，在Ag和Ag合金中添加低于0.11wt％稀土(钇、镧、铈)等能提高银材抗自然时效软化能力，保持银材性能长期稳定。但存在：1、控制银材冷加工变形量，势必减低银材强度、硬度等性能；2、添加微量Al、Cu、Ti、Mg、Re等杂质能有效阻止纯银自然时效软化，但影响到银材纯度，为保证银材产品纯度必须采用纯度更高原料，生产过程添加微量杂质元素必须先炼中间合金等，明显增加产品生产成本，同时影响到银材某些性能，例如1、普遍提高银材退火温度，从200℃提高到400℃；2、添加微量Ti，使退火后银材表面出现白点，银材难以焊接等缺点。

发明内容

本发明提供一种既经济又有效制备具有抗自然时效软化高纯银材生产方法。更具体地说，在高纯银材熔炼过程中，通过低真空熔炼或在大气中用木碳粉和草木灰覆盖保护熔炼，浇铸在加热的石墨铸模中，重点是控制铸锭含氧量在25ppm～50ppm范围内，氧含量太低，银材产品产生自然时效软化，氧含量高了铸锭在随后热加工和热处理过程中会在表面产生气泡，影响银材质量。铸锭后续加工，采用常规热加工或冷加工加工成丝材、片材的生产方法。

本发明提供高纯银材产品纯度≥99.95％～99.995％，产品规格可以是板材、片材、棒材、丝材等各种规格，采用本发明制备加工态银材在室温下机械性能能够保持长期稳定(一年以上)。

本发明抗自然时效软化高纯银材的制备方法如下：

1、制备银材铸锭：市售99.95％、99.99％银原料，或经过提纯99.995％～99.999％原料，或回炉料等均可，采用石墨坩埚、铸模在中频炉熔炼铸造。

石墨坩埚预热去除水气和粘结剂，放入银料，加入木碳粉和草木灰覆盖，升温至银熔化，如需要可不断加料，升温至银熔点(961℃)上100℃～150℃，精炼5～10分钟，浇铸在已加热至300℃～600℃石墨铸模中，得到铸锭。

2、银材加工

片材产品：扁锭在400℃保温1～3小时，热轧开胚，道次变形量5％～10％，热轧至厚度约6mm，在400℃保温1小时(低真空或大气均可)，取出冷却(空冷、水冷均可)，铲表面，冷轧至所需产品厚度。