一种钴镍合金的制作方法

本发明属于钴镍合金，尤其涉及一种钴镍合金。

背景技术：

1、钴是一种重要的战略金属，具有优良的耐热、耐腐蚀性以及优良的铁磁性等许多优异性能，在机电、化工、信息、航空、航天、核能等领域都有很重要的应用。钴基药芯焊丝未来有很大的需求空间。

2、针对所提出的钴镍合金方案，最接近的现有技术是传统的钴基合金，这种合金通常在航空、汽车、医疗器械等领域被广泛使用，主要因其优异的耐热性和耐磨性。然而，这些传统钴基合金在应用和制造过程中存在一些技术问题：

3、1)成本问题：传统的钴基合金往往含有较高比例的稀有或昂贵的元素，如钴、铬等，这增加了材料成本，限制了其在成本敏感型应用中的使用。

4、2)加工困难：钴基合金的高熔点和硬度使得加工变得更加困难和成本昂贵，尤其是在精密制造领域。

5、3)脆性问题：某些传统钴基合金在特定条件下表现出较高的脆性，特别是在低温或高应力环境下，这限制了它们的应用范围。

6、4)环境和健康影响：部分钴基合金中含有有害元素，如铬、镍等，这些元素在加工和使用过程中对环境和人体健康造成负面影响。

7、5)定制性和适应性：传统钴基合金在化学成分和物理特性上的多样性有限，这限制了它们在特定应用领域的适应性和定制性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种钴镍合金。

2、本发明提供的钴镍合金，包括以下质量百分比的组分：镍3.0～4.5％，铁0～6.0％，锰0～1.00％，硅0～0.30％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

3、进一步，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.2～4.3％，铁1.0～5.0％，锰0.1～0.80％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

4、进一步，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.3～4.1％，铁2.0～4.0％，锰0.2～0.80％，硅0.1～0.25％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

5、进一步，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.4～4.2％，铁3.0～5.0％，锰0.08～0.50％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

6、进一步，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.6～4.4％，铁1.0～3.0％，锰0.5～0.90％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

7、进一步，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.1～3.9％，铁0～2.0％，锰0.1～0.80％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

8、进一步，所述钴镍合金制备的厚度为(0.2～1.0)±0.02mm钴带，其退火态机械性能：rm：≥450mpa，rp0.2：≥130mpa，a：≥60％，可专门用于钴基药芯焊丝。

9、本发明提供的钴镍合金，其制备方法包括以下步骤：

10、步骤一，利用同族铁系元素作为基本固溶强化元素，配以邻近金属mn作为脱氧剂和脱硫剂；所述同族铁系元素包括fe、ni；

11、步骤二，改善钴的加工塑性，控制si、al及c等杂质元素含量，制备钴镍合金。

12、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

13、第一、相比之下，本发明所提出的钴镍合金方案通过优化化学成分和制造工艺，旨在解决上述问题，如通过调整镍、铁和锰的含量来平衡成本和性能，提高加工性能，减少环境和健康影响，同时提供更多的定制选项以满足特定应用的需求。

14、具体来说，本发明以较为简单的合金化方式，利用同族铁系元素包括fe、ni等作为基本固溶强化元素，配以邻近金属mn作为脱氧剂和脱硫剂，改善钴的加工塑性，控制si、al及c等杂质元素含量，具有良好且均匀的延展性，低屈强比，用于钴基药芯焊丝，在拉拔过程中不易断丝。通过上述作用机理，使本发明提供的钴镍合金制备工艺简单，制造成本低，容易实现工业化大批量稳定生产。

15、第二，基于本发明的钴镍合金的各种组分配比，总结出以下显著的技术进步：

16、1)优良的机械性能：钴镍合金的特定组分配比，尤其是在镍、铁和锰的控制范围内，使合金具备优良的机械性能，如较高的拉伸强度(rm≥450mpa)、良好的屈服强度(rp0.2≥130mpa)和较高的延展性(延伸率a≥60％)。这使得该合金特别适合于要求高强度和高塑性的应用，如钴基药芯焊丝。

17、2)适应不同应用需求的可调性：通过调整镍、铁和锰的含量，能够生产出不同机械性能和化学性能的合金，从而适应不同的工业应用需求。例如，增加镍含量可以提高合金的耐腐蚀性，而增加铁含量则有助于提高合金的强度和热稳定性；尤其是综合考虑目前应用的各种牌号的钴基合金，其大致共同的主合金元素种类、含量，以此为基础针对性的控制镍、铁、锰等主合金元素含量，并控制硅、碳、铝等杂质元素，为后期通过添加不同药芯制备钴基药芯焊丝提供原材料支撑。

18、3)优化的加工性能：钴镍合金的制备方法考虑了钴的加工塑性，使得该合金易于通过常规的金属加工技术(如轧制、锻造、热处理等)进行成形和加工，从而降低了生产成本并提高了生产效率。

19、4)定制的物理尺寸：钴镍合金可以轧制成不同厚度的带材(0.2～1.0±0.02mm)，满足特定应用(如电子元件、医疗器械等)对材料尺寸的精密要求。

20、5)环境友好和经济性：在合金的制备过程中，通过精确控制材料的组分和减少不必要的添加元素，降低了生产过程中对环境的影响，并提高了材料的成本效益。

21、6)广泛的应用潜力：由于其优异的综合性能，这些钴镍合金不仅适用于传统的工业应用，如焊接材料，还在航空、汽车、能源等高科技领域中发挥重要作用。

技术特征：

1.一种钴镍合金，其特征在于，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.0～4.5％，铁0～6.0％，锰0～1.00％，硅0～0.30％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述钴镍合金，其特征在于，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.2～4.3％，铁1.0～5.0％，锰0.1～0.80％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述钴镍合金，其特征在于，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.3～4.1％，铁2.0～4.0％，锰0.2～0.80％，硅0.1～0.25％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

4.如权利要求1所述钴镍合金，其特征在于，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.4～4.2％，铁3.0～5.0％，锰0.08～0.50％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

5.如权利要求1所述钴镍合金，其特征在于，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.6～4.4％，铁1.0～3.0％，锰0.5～0.90％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

6.如权利要求1所述钴镍合金，其特征在于，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.1～3.9％，铁0～2.0％，锰0.1～0.80％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。

7.如权利要求1所述钴镍合金，其特征在于，所述钴镍合金制备的厚度为(0.2～1.0)±0.02mm钴带，其退火态机械性能：rm：≥450mpa，rp0.2：≥130mpa，a：≥60％，可专门用于钴基药芯焊丝。

8.如权利要求1所述钴镍合金，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

技术总结
本发明属于钴镍合金技术领域，公开了一种钴镍合金。本发明提供的一种钴镍合金，包括以下质量百分比的组分：镍3.0～4.5％，铁0～6.0％，锰0～1.00％，硅0～0.30％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。优选地，所述钴镍合金包括以下质量百分比的组分：镍3.2～4.3％，铁1.0～5.0％，锰0.1～0.80％，硅0～0.20％，碳≤0.05％，铝≤0.02％，余量为钴和其他不可避免的杂质。本发明以较为简单的合金化方式，利用同族铁系元素包括Fe、Ni作为基本固溶强化元素，配以邻近金属Mn作为脱氧剂和脱硫剂，改善钴的加工塑性，控制Si、Al及C等杂质元素含量，具有良好且均匀的延展性，低屈强比，用于钴基药芯焊丝，在拉拔过程中不易断丝。本发明工艺简单，制造成本低，实现工业化大批量稳定生产。

技术研发人员：郭志军,尹胜利,王小翔,丁五洲,王新,郭佳林,凤伟中,杨奇
受保护的技术使用者：宝钛集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25