專利名稱：一種銅鎳19金屬絲及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及銅鎳合金領域，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：
銅鎳合金又稱為白銅，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，含有其他元素的復雜銅鎳合金，大多數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)機械性能好，具有適當的強度及優(yōu)良的塑性；
(ii)室溫及高溫下均能進行壓力加工，可通過加工硬化進一步提高強度；(iii)優(yōu)良的耐蝕性；(iv)電阻率高。為了進一步改善銅鎳合金的性能，可進一步加入錳元素。錳元素可用作脫氧劑及作為對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，該類合金具有很高的耐蝕性，能抵抗海水、有機酸及鹽類溶液的腐蝕，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度和塑性。目前市場上銅鎳19合金種類較多，例如CN 101070573A公開了一種含鉍無鉛易切削鋅白銅合金，屬于金屬材料制造技術領域。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，雜質中鉛的含量小于O. 03wt%。該合金具有優(yōu)良的綜合機械性能、耐蝕性能，易切削，但其各項性能仍不能滿足現有需要。因此，提供一種具有優(yōu)異耐蝕性，抗拉強度及延伸率等各項機械性能參數優(yōu)異的銅鎳19合金是所屬領域的技術難題。

發(fā)明內容
針對現有技術的不足，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(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)根據配方進行混合熔煉，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絲，然后再重復拉拔及退火過程。所述一定直徑為大于最終任意產品規(guī)格的任意直徑，本領域技術人員可根據最終想到得到的銅鎳19金屬絲的規(guī)格來自行選擇此處一定直徑的具體數值，本發(fā)明在此不作限定。通過加熱使金屬由固態(tài)轉變到液態(tài)并使其溫度、成分等符合要求的エ藝過程。步驟(I)中所述熔煉通過采用真空中頻感應熔煉爐實現。鑄錠剝皮使熔煉時產生的雜質大部分得以去除，減少了后續(xù)エ序拉拔時的毛刺現象，減少了斷絲率。將鑄錠剝皮后再進行鍛打，然后進行拉拔，退火即可得到銅鎳19金屬絲成品。所述拉拔退火的重復次數本領域技術人員可以根據自己的經驗自行選擇，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述拉拔退火重復的次數為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金屬絲的抗拉強度和延伸率。本領域技術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。與現有技術相比，本發(fā)明方法所制備銅鎳19金屬絲具有以下優(yōu)點( 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行剝皮，除去了大部分熔煉過程中產生的雜質，減少了后續(xù)拉拔時的毛刺現象，減少了斷絲率；(4)由于拉拔后進行了退火，提高了最終銅鎳19金屬絲的抗拉強度和延伸率；(5)具有約O. 25Ω · mm2/m的電阻率，滿足了對該類電阻率產品的市場需求。
具體實施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應視為對本發(fā)明的具體限制。實施例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的細絲后，再次拉拔得到直徑為I. Omm的細絲后退火，再次拉拔得到直徑為O. 3mm的細絲后退火，再次拉拔得到直徑為O. 15mm的細絲后退火，最終得到直徑為O. 15mm的細絲。實施例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的細絲后，再次拉拔得到直徑為6. Omm的細絲后退火，重復拉拔退火6次，最終得到直徑為O. 05mm的細絲。實施例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的細絲后，再次拉拔得到直徑為4. Omm的細絲后退火，重復拉拔退火3次，最終得到直徑為O. Imm的細絲。實施例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的細絲后，再次拉拔得到直徑為I. Omm的細絲后退火，重復拉拔退火2次，最終得到直徑為O. 08mm的細絲。對比例以CN 101070573A公開的含鉍無鉛易切削鋅白銅合金為對比例。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對實施例1_4生產的銅鎳19金屬絲及對比例進行測試，測試結果見表I所示。表I
性能測試實施例I 實施例2 實施倆3 實施例4 對比例
電阻溫度系數(ΙΟ"5/
<2 <1 <1 <2 <6
eO /200-600 iC
抗拉強度(MPa) >660 >650 >690 >660 >520 延伸率(%) (>!.0) >40>45>45>40 >30在不同介質中對實施例1-4生產的銅鎳19金屬絲及對比例進行耐腐蝕測試，結果如表2所示。表權利要求
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01 0.1% 余量為銅。
2.如權利要求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.如權利要求1-3任一項所述的銅鎳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.如權利要求1-4任一項所述的銅鎳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變電阻元件。
6.如權利要求1-4任一項所述的銅鎳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)根據配方進行混合熔煉，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.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述熔煉通過采用真空中頻感應熔煉爐實現。
8.如權利要求6或7所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述拉拔退火重復的次數為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配方進行混合熔煉，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、高抗拉強度和延伸率，并具有約0.25Ω·mm2/m的電阻率。
文檔編號C22C1/02GK102816949SQ201210302478
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權日2012年8月23日
發(fā)明者周丹, 孫科軍 申請人:常豐(無錫)金屬制品有限公司