Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質及其退火方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質及其退火方 法，屬于材料加工技術領域。
【背景技術】
[0002] Cu-Mn-Ni系精密電阻合金為高精電氣儀器制備關鍵材料，廣泛應用智能電表、電 子及電氣測量儀表制造領域，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 (即阻值對溫度的變化率)和對銅熱電勢，及優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元素的添可導致合金電阻率的提高及溫漂系數的減小。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元素微合金化可進一步減小Μη-化合金的溫漂系數。其中化元素含量為0.25 ~0.50wt%范圍內時，可減少溫度系數約30%左右，并小幅降低熱電勢、提高電阻系數。當化元 素含量超過0.5%后會導致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成分(wt%)
' 現階段，Cu^Mn-Ni系精密電阻合金扁帶生產與加工的主要流程為:線巧的烙鑄^去皮I ^連續拉拔成小直徑線材(道次間須去應力退火社制成扁帶^精拉成形^成品退火^ 酸洗^清洗^烘干^打包。在儘銅帶材的生產與加工過程中，需要進行2~3次退火及酸洗。 常規退火+酸洗工藝主要的問題是導致儘銅帶材表面嚴重氧化、脫儘現象。測試分析表明， 經最終退火、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"趨膚現象"。表層與屯、部由于Μη含量的差異而導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現象有所改善;但表面脫Μη層依然存在，且保 護性氣氛退火存在設備成本高，生產周期長，安全性差等問題。尤其是氨氣氣氛保護退火， 可導致銅合金的"氨病"現象，致使銅合金力學性能變差。

【發明內容】

[0006] 本發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及 其退火方法，有效解決其表面氧化脫儘問題，實現了 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] 為實現上述目的，本發明的解決方案是： 一種Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質，適用于Cu-Mn-Ni系精密電 阻合金扁帶產品加工過程中所進行的工序間去應力退火及最終成品退火;其特征在于:所 采用還原介質為堿性粉末介質，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引所述粉末介質中NH祖C03粒度大于500目。
[0009] 所述粉末介質中純Si粉粒度大于500目，工業純。
[0010] 所述粉末介質中純Μη粉粒度大于500目，工業純。
[0011] 所述粉末介質中MgO粉末比例保持在48.0~62. Owt%，粒度大于1200目，工業純。
[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 阻合金制品環形無縫鐵質容器中，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； 步驟3、將環形鐵質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] 本發明的技術原理為： l)Mg0粉末對空氣的阻隔作用 MgO為堿性氧化物，烙點高達2852°C，高溫下化學性質穩定，不與化、Μη、化及Si等元素 反應，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介質的主體材料，高溫下空氣中的氧與銅合金表面的接觸方式由對流 改為擴散，并且氧的擴散通量隨MgO隔離層致密度增大而減小。
[0014] 2)NH祖C〇3分解形成的保護氣氛 環境溫度超過50°C后，均勻分布在粉末介質中的NH祖ω3粉末逐漸分解，釋放還原性氣 體Ν出氣，其化學反應方程式 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 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 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，因而當化-Mn-Ni系精密電阻合金制 品表層Μη元素發生燒損時，粉末中的Μη元素在界面處向精密電阻合金制品發生固溶擴散。
[0015]綜上所述，本發明中還原堿性粉末介質在整個退火過程中，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，從而提高了產品阻值的穩定性與 一致性；同時省去酸洗工藝，工人工作環境得到有效改善，勞動強度降低，符合當今社會發 展節能、環保大趨勢。
【附圖說明】
[0016]圖1為退火+酸洗后6J13扁帶（規格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下結合實施例對本發明作進一步詳述。
[0018] 本發明公開了一種Cu-Mn-Ni系精密電阻合金帶材光亮退火用還原介質，適用于 Cu-Mn-Ni系精密電阻合金扁帶產品加工過程中所進行的工序間去應力退火及最終成品退 火;其特征在于:所采用還原介質為堿性粉末介質，其組成為:20.0~25. Owt%的NH4HC03、10.0 ~15. Owt%的純S i粉、8.0~12