[发明专利]一种金基高阻合金、合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种金基高阻合金、合金材料及其制备方法，其中金基高阻合金组元主要包含贵金属，是一种Au‑Pd‑Fe系合金，其主要元素及质量百分比为：钯：30％～35％，铁：5％～8％，铱：0.5％～2％,其余为金。本发明将通过优化各组元配比，改良加工工艺，使本成分的金钯铁系合金出现K状态，使合金具有高的电阻率，良好的可加工性。该新型合金是上述原料经过熔炼、浇铸、均匀化、热处理等方式形成。可以提高金钯铁系合金电阻的同时并改善其加工性能，其最高性能达到：硬度HV≥230Hv；抗拉强度≥900MPa，电阻率≥160μΩ·㎝。本发明Au‑Pd‑Fe系合金可以用作高电阻率的电阻材料。

技术领域

本发明涉及贵金属合金材料领域，是一种金基高阻合金、合金材料(如绕线电阻器等材料)及其制备方法，尤其涉及含Ir的以金为基的具有高的电阻率的Au-Pd-Fe-Ir高阻合金、合金材料及其制备方法。

背景技术

高阻合金是制备电位器和绕线电阻器的关键材料，一般的高阻合金都为镍基合金，但由于镍基合金自身的局限性，使其应用受到很大限制，加之现在科学技术的发展对高阻合金的要求逐步提高。

为了满足使用要求，国际上开始研制新型的高阻合金，贵金属高阻合金是当今电阻合金发展的方向之一。其中Au-Pd基合金普遍具有高的电阻率，其添加元主要有Mo、Fe、Al等元素；由于Au、Pd、Fe等元素具有相同的晶体结构，使得合金在高温下为固溶体，低温下发生有序化转变，合金按AuCu和AuCu3型式进行有序化转变。有序化转变使得金钯铁具有高电阻率、低的电阻温度系数、耐腐蚀等优良性能。

研究表明，在金钯铁合金中加入第四组元将进一步影响合金的性能，常见的添加元素主要有Ti、Ga、In、Mo、Al等元素。其中金钯铁铝合金的电阻率最高。但加入第四组元在影响合金的电学性能的同时，生成的有序相将造成析出强化，会影响到合金的可加工性。由于较差的加工性，使得具有有序化转变的高阻金钯铁合金没有得到批量生产。

发明内容

本发明的目的是主要解决的技术问题：针对上述技术不足，提供一种Au-Pd-Fe-Ir四元高阻合金，使合金具有较高电阻率的同时改善合金的加工性能。

本发明的另一个目的是提供制备Au-Pd-Fe-Ir四元高阻合金材料的制备方法。通过时效处理的时间和控制温度等，获得导电率、硬度等综合性能较优的高阻材料。

Au-Pd-Fe合金会在时效的过程中会生成有序相，也会产生K状态，通过控制各元素的质量比和时效温度来生成一定的有序相，因此，我们在选择成分和温度时就得考虑避免时效时生成的有序相。本发明通过优化Au和Pd、Fe的相对含量比和时效温度来促使合金产生K状态。若合金完全有序化，会形成析出强化从而材料的加工性能会变差，会影响材料的可加工性。根据Au-Pd-Fe相图，时效的温度得选择在500℃以下。并且为了达到良好的性能向合金材料中加入Ir，Ir的熔点为2410℃，升高合金的熔化温度，这将影响合金的熔炼、固溶处理、时效处理的温度。时效处理的时间也要适当，时效时间过长、过短均会影响合金K状态时的性能。

根据以上的讨论，影响材料Au-Pd-Fe-Ir四元高阻合金材料的因素是：

(1)Au、Pd、Fe、Ir四个元素的含量及配比

合金元素配比直接影响合金K状态形成或有序相的生成。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：提供一种新型高阻合金，为新型金钯铁系合金，其主要元素及质量百分比为：钯：30％～35％，铁：5％～8％，铱：0.5％～2％,其余为金。

(2)时效处理

时效处理的温度对K状态的生成影响很大，温度过低原子不易扩散影响短程有序偏聚的形成；温度过高原子更易趋于均匀无序排列。时效处理的时间决定了K状态完全程度，时间过长也会出现相内有序团消散的情况，电阻率降低的现象。