[发明专利]一种制备细晶粒CuNi45合金线材的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金制备技术领域，具体涉及一种制备细晶粒CuNi45合金线材的方法。

背景技术

CuNi45合金是制备热电偶和热电偶补偿导线材料的主要材料之一。当前，CuNi45合金线材主要的制备方法有拉拔法和挤压法。这两种方法所需要的设备和工艺复杂，耗费时间长，因此开发出成本较低，工艺简单且性能优越的CuNi45合金线材的制备方法具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备细晶粒CuNi45合金线材的方法，解决了现有方法制备CuNi45合金线材制备成本高，设备复杂，周期长的问题，同时通过添加微量元素细化线材组织中的晶粒，提高材料的热电性能。

本发明所采用的技术方案是，一种制备细晶粒CuNi45合金线材的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：按照质量百分比称取1.0%～3%的Ti 粉及45% 的Ni粉，余量为铜棒，以上各组分的质量百分比之和为100%，将称取的Ti 粉与Ni粉混合，混粉时间为3h～5h；

或者按照质量百分比称取0.1%～0.3%的B粉及45%的Ni粉，余量为铜棒，以上各组分的质量百分比之和为100%，将称取的B粉与Ni粉混合，混粉时间为3h～5h；

或者按照质量百分比称取1.0%～3%的CeO₂粉及45%的Ni粉，余量为铜棒，以上各组分的质量百分比之和为100%，将称取的CeO₂粉与Ni粉混合，混粉时间为3h～5h；

步骤2：熔炼 

将上步得到的Ti 粉与Ni粉混合粉末放入坩埚中，然后将称取的铜棒放入混合粉末中，将坩埚置于高温真空烧结炉内，进行熔炼，得到CuNi45合金铸锭；

或者将上步得到的B粉与Ni粉混合粉末放入坩埚中，然后将称取的铜棒放入混合粉末中，将坩埚置于高温真空烧结炉内，进行熔炼，得到CuNi45合金铸锭；

或者将上步得到的CeO₂粉与Ni粉混合粉末放入坩埚中，然后将称取的铜棒放入混合粉末中，将坩埚置于高温真空烧结炉内，进行熔炼，得到CuNi45合金铸锭；

步骤3：机加工

对步骤2得到的CuNi45合金铸锭进行机加工，车去表皮除去杂质，再截取成合金块；

步骤4：线材的制备

将步骤3得到的合金块放在石英漏斗中，将漏斗放在石墨坩埚中，然后将石墨坩埚放置于高温真空烧结炉内，进行二次熔炼，得到细晶粒CuNi45合金线材。

本发明的特点还在于，

其中的Ti 粉粒度为200～300目，纯度为99.99%。

其中的Ni粉粒度为50～200目，纯度为99.9%。

其中的铜棒纯度高于99.9%。

其中的B粉粒度为200～300目，纯度为99.99%。

其中的CeO₂粉粒度为200～300目，纯度为99.99%。

其中的步骤2中的熔炼，具体按照以下步骤实施：先对炉内抽真空，使得炉体内的真空度小于5Pa；然后对炉内进行加热，控制加热速度为20～30℃/min，当炉内温度达到900～1000℃时，再以10～15℃/min的加热速度继续升温，最终熔炼温度为1300～1450℃，保温20～70min后，随炉自然冷却到室温。

其中的步骤4中的二次熔炼，具体按照以下步骤实施：先对炉内抽真空，使得炉体内的真空度小于5Pa；然后对高温炉进行加热，控制加热速度为20～30℃/min，当炉内温度达到900～1000℃时，再以10～15℃/min的加热速度继续升温，最终熔铸温度为1200～1270℃，保温20～60min后，随炉自然冷却到室温。

本发明的有益效果是，提供一种能够制备出合金组织均匀、晶粒比较细小的CuNi45合金线材的制备方法，且本发明方法成本低、耗时短、工艺简单、设备简单、容易实施。

附图说明

图1是本发明制备方法的流程图；

图2是本发明实施例2中添加1.0wt%Ti的CuNi45合金铸态SEM照片；

图3是本发明实施例2中添加1.0wt%Ti的CuNi45合金铸态的线扫描照片；

图4是图3中横线处Cu、Ni的浓度分布曲线图；

图5是本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中制备的CuNi45合金线材的赛贝克系数曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明制备细晶粒CuNi45合金线材的方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：