[发明专利]Cu‑Mn‑Ni系精密电阻合金带材光亮退火用还原介质及其退火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Cu-Mn-Ni系精密电阻合金带材光亮退火用还原介质及其退火方法，属于材料加工技术领域。

背景技术

Cu-Mn-Ni系精密电阻合金为高精电气仪器制备关键材料，广泛应用智能电表、电子及电气测量仪表制造领域，如智能电表中的分流器等。该合金要求极小的阻值温漂系数（即阻值对温度的变化率）和对铜热电势，及优良耐蚀性能和焊接工艺性能。目前，Cu-Mn-Ni系精密电阻材料主要包括6J8、6J12及6J13合金，其化学成分见表一。Mn为精密电阻合金主要合金元素， Mn元素的添可导致合金电阻率的提高及温漂系数的减小。Mn元素合金化最佳成分范围为11~13wt%，此时锰铜温漂系数较小。Ni元素的加入主要是为了降低Cu-Mn-Ni合金对纯铜的热电势，同时提高锰铜合金抗氧化、耐蚀性能力，成分波动对材料阻值影响较小，锰铜中Ni的最佳含量范围为2.0~4.0wt%。

Fe、Si元素微合金化可进一步减小Mn-Cu合金的温漂系数。其中Fe元素含量为0.25~0.50wt%范围内时，可减少温度系数约30%左右，并小幅降低热电势、提高电阻系数。当Fe元素含量超过0.5%后会导致Fe元素的析出，致使锰铜耐蚀性能变差；Si元素在锰铜中含量一般不超过0.25wt%，Si元素含量过高会使锰铜材料变得硬脆，使其加工性能恶化。同时少量Si元素的存在，可作为Mn元素的脱氧剂，减少Mn元素的烧损。

表1 Cu-Mn-Ni系精密电阻合金化学成分(wt%)

AlloyMnNiSiCu6J88~10---1.0~2.0Bal.6J1211.0~13.02.0~3.0≤0.25Bal.6J1311.0~13.02.0~5.0≤0.25Bal.

现阶段，Cu-Mn-Ni系精密电阻合金扁带生产与加工的主要流程为：线坯的熔铸→去皮→连续拉拔成小直径线材（道次间须去应力退火）→轧制成扁带→精拉成形→成品退火→酸洗→清洗→烘干→打包。在锰铜带材的生产与加工过程中，需要进行2~3次退火及酸洗。常规退火+酸洗工艺主要的问题是导致锰铜带材表面严重氧化、脱锰现象。测试分析表明，经最终退火、酸洗工序后，表层Mn含量仅有6.0~8.0wt%(心部为12.3wt%左右)。而表层与心部Mn浓度梯度同时又可导致电流密度的分布梯度，亦即表层脱锰层电阻率小，通过的电流密度大，类似所谓“趋肤现象”。表层与心部由于Mn含量的差异而导致两者温漂性能的差异，最终影响精密电阻整体温漂性能（见图1）。