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
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种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】
[0002] 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溫漂系数 (即阻值对溫度的变化率)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6 J8、6 J12及6 J13合金，其化学成分见表一。Μη为精密电阻合金主 要合金元素，Μη元素的添可导致合金电阻率的提高及溫漂系数的减小。Μη元素合金化最佳 成分范围为11~13wt%，此时儘铜溫漂系数较小。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，同时提高儘铜合金抗氧化、耐蚀性能力，成分波动对材料阻值影响较 小，儘铜中Ni的最佳含量范围为2.0~4. Owt%。
[0003] Fe、Si元素微合金化可进一步减小Μη-化合金的溫漂系数。其中化元素含量为0.25 ~0.50wt%范围内时，可减少溫度系数约30%左右，并小幅降低热电势、提高电阻系数。当化元 素含量超过0.5%后会导致Fe元素的析出，致使儘铜耐蚀性能变差；Si元素在儘铜中含量一 般不超过0.25wt%，Si元素含量过高会使儘铜材料变得硬脆，使其加工性能恶化。同时少量 Si元素的存在，可作为Μη元素的脱氧剂，减少Μη元素的烧损。
[0004] 表1化-Mn-Ni系精密电阻合金化学成分(wt%)
' 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:线巧的烙铸^去皮I ^连续拉拔成小直径线材(道次间须去应力退火社制成扁带^精拉成形^成品退火^ 酸洗^清洗^烘干^打包。在儘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儘铜带材表面严重氧化、脱儘现象。测试分析表明， 经最终退火、酸洗工序后，表层Μη含量仅有6.0~8. Owt%(屯、部为12.3wt%左右）。而表层与屯、 部Μη浓度梯度同时又可导致电流密度的分布梯度，亦即表层脱儘层电阻率小，通过的电流 密度大，类似所谓"趋肤现象"。表层与屯、部由于Μη含量的差异而导致两者溫漂性能的差异， 最终影响精密电阻整体溫漂性能(见图1)。
[000引酸洗是一道令人头痛的工序，不但工作环境差，而且加大了铜合金的耗损(酸洗铜 损1.0~2.Owt%左右）。虽然一些厂家采用保护气氛(如氨、一氧化碳)退火，使Cu-Mn-化系精 密电阻制品表面光洁度得到了保证，表面脱Μη现象有所改善;但表面脱Μη层依然存在，且保 护性气氛退火存在设备成本高，生产周期长，安全性差等问题。尤其是氨气气氛保护退火， 可导致铜合金的"氨病"现象，致使铜合金力学性能变差。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种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，有效解决其表面氧化脱儘问题，实现了 Cu-Mn-Ni合金光亮、无脱儘退火，保证 了精密电阻合金溫漂性能。
[0007] 为实现上述目的，本发明的解决方案是： 一种Cu-Mn-Ni系精密电阻合金带材光亮退火用还原介质，适用于Cu-Mn-Ni系精密电 阻合金扁带产品加工过程中所进行的工序间去应力退火及最终成品退火;其特征在于:所 采用还原介质为碱性粉末介质，其组成为：20.0~25. Owt%的NH祖C〇3、10.0~15. Owt%的纯Si 粉、8.0~12. Owt%的纯Μη粉及余量的MgO。
[000引所述粉末介质中NH祖C03粒度大于500目。
[0009] 所述粉末介质中纯Si粉粒度大于500目，工业纯。
[0010] 所述粉末介质中纯Μη粉粒度大于500目，工业纯。
[0011] 所述粉末介质中MgO粉末比例保持在48.0~62. Owt%，粒度大于1200目，工业纯。
[0012] -种化-Mn-Ni系精密电阻合金带材光亮退火方法，其步骤包括： 步骤1、将畑4肥〇3、纯Si粉、纯Μη粉及MgO充分完全混合后，倒入装有Cu-Mn-Ni系精密电 阻合金制品环形无缝铁质容器中，直到将待处理制品完全覆盖； 步骤2、将配制的粉末压紧、巧实后，制品被覆盖厚度保持在40~50mm范围内； 步骤3、将环形铁质容器盖紧盖后随炉升溫至退火溫度，处理完毕将容器移出退火炉 夕h待冷却至室溫后将制品取出。
[0013] 本发明的技术原理为： l)Mg0粉末对空气的阻隔作用 MgO为碱性氧化物，烙点高达2852°C，高溫下化学性质稳定，不与化、Μη、化及Si等元素 反应，是一种理想的铜合金烙炼炉衬材料。采用粒度为1200目的MgO粉末作为Cu-Mn-Ni系精 密电阻合金退火保护介质的主体材料，高溫下空气中的氧与铜合金表面的接触方式由对流 改为扩散，并且氧的扩散通量随MgO隔离层致密度增大而减小。
[0014] 2)NH祖C〇3分解形成的保护气氛 环境溫度超过50°C后，均匀分布在粉末介质中的NH祖ω3粉末逐渐分解，释放还原性气 体Ν出气，其化学反应方程式 终巧:贫稱得卖兰麗職:普'爷I雜車怎稱 （1) 氨气对氧化铜的还原反应 軍辩释夺'游Ρ互.兰哥蹲；等.燕2...手'壽擬? (2) 水蒸气高溫下与Μη反应 巧辨井:懿拌雜囉争錢 (3) 3)炉溫超过500°C时，Si粉对化0、ΜηΟ的还原作用 释探阵爭靖卢:憐;嘴':雞孩 (4) 辯括贫泮:稱二.;lf辕孚琴9 s: (5) 4)高溫下，由于Μη在化基体中有着很大的固溶度，因而当化-Mn-Ni系精密电阻合金制 品表层Μη元素发生烧损时，粉末中的Μη元素在界面处向精密电阻合金制品发生固溶扩散。
[0015]综上所述，本发明中还原碱性粉末介质在整个退火过程中，为Cu-Mn-Ni系精密电 阻合金提供了一个还原性氛围，有效地阻止了 Cu-Mn-Ni系精密电阻合金制品表面氧化、脱 Μη现象，保证了制品表面色泽度及表里Μη成分的一致性，从而提高了产品阻值的稳定性与 一致性；同时省去酸洗工艺，工人工作环境得到有效改善，劳动强度降低，符合当今社会发 展节能、环保大趋势。
【附图说明】
[0016]图1为退火+酸洗后6J13扁带（规格12 X 1.5mm)表层氧化脱Μη层对溫漂曲线的影 响。
【具体实施方式】
[0017] W下结合实施例对本发明作进一步详述。
[0018] 本发明公开了一种Cu-Mn-Ni系精密电阻合金带材光亮退火用还原介质，适用于 Cu-Mn-Ni系精密电阻合金扁带产品加工过程中所进行的工序间去应力退火及最终成品退 火;其特征在于:所采用还原介质为碱性粉末介质，其组成为:20.0~25. Owt%的NH4HC03、10.0 ~15. Owt%的纯S i粉、8.0~12