[发明专利]一种低温电阻合金及其制备方法

说明书

本发明属于新材料技术领域，尤其涉及一种低温漂系数的精密电阻合金，其中，合金中Mg元素含量为1.0～3.0wt％，Mn元素含量为6.5～8.3wt％，Cr元素含量为0.3～0.5wt％，余量为Cu。本发明通过调节Mg、Cr元素在铜‑锰合金中的相对比例，得到两者在铜锰合金中最佳成分比例，使合金具有极小的温漂系数。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，尤其涉及一种低温漂系数的精密电阻合金。

背景技术

锰铜系精密电阻合金为高精电气仪器制备关键材料，广泛应用于智能电表、汽车制造、电子及电气测量仪表制造领域，如智能电表与汽车电路中的分流器等。精密电阻合金主要有铜-锰系(如6J13、6J12及6J8)、铜-镍系(6J40)及镍-铬系(6J22、Karma)等合金系列。精密电阻合金在工业领域的早期应用主要作为电表分流器，随着时代与科技的发展，精密电阻合金目前已在汽车制造、智能电表、光伏及风能发电、新能源汽车电源管理及航空、航天领域得到重要应用。传统汽车车身电流信号主要采用基于电流互感原理或霍尔效应间接检测方式，存在体积大、误差高，及线性度与温度特性差的缺陷。基于分流器的电流检测方法在汽车车身电流信号检测中具有功率大、体积小、精度高、成本低的优点，因而在汽车制造领域得到空前迅速推广，替代了传统电流互感器及霍尔传感器。

然而，现有精密锰铜电阻材料6J13合金温漂系数范围为20～50PPM/℃，而汽车车身电子控制系统的工作电流在1-100A之间，短时会有200～300A的强冲击电流，最高可导致0.5％左右的电流信号采样误差。汽车车身电路中巨大的电流及温度变化对现有电阻合金材料的使用精度及使用温度范围构成了极大挑战，因而如何通过合金化途径进一步降低锰铜合金的温漂系数、提高分流器电流信号采样精度，是精密电阻合金分器应用于汽车电路亟待解决的问题。本发明针对现有精密电阻合金温漂系数过高、电流信号采样精度较大的问题，通过采用Mg、Cr等元素部分替代传统锰铜精密电阻合金中的Mn元素，显著地减轻了Cu-Mn系精密电阻合金中“K-状态”形成趋势，大幅减小了材料的温漂系数。

发明内容

发明要解决的技术问题

在-40～120℃温度范围内，现有铜锰系精密电阻合金的温漂系数过高，限制了其在汽车电路中的大规模应用。本发明的目的是提供一种新型低温漂Cu-Mn-Mg-Cr精密电阻材料，本发明所设计的Cu-Mn-Mg-Cr合金，具有平缓形态的温漂曲线，其温漂系数可控制在3.0～6.0PPM/℃范围内。

用于解决技术问题的方法

针对上述问题，本发明提出了一种低温漂精密电阻合金及其制备方法。

根据本发明的一个实施方案，提供一种精密电阻合金，其中，合金中Mg元素含量为1.0～3.0wt％，Mn元素含量为6.5～8.3wt％，Cr元素含量为0.3～0.5wt％，余量为Cu。

一种实施方式为，合金的温漂系数为3.0～6.0PPM/℃。

根据本发明的第二方面，提供一种低温电阻合金的制备方法，其包括以下步骤：

1)在真空环境下，将一定比例的合金粉末烧结成型，制得烧结坯料；

2)对烧结坯料进行固溶处理；

其中合金粉末包括镁粉、锰粉、铬粉及铜粉，Mg粉含量为1.0～3.0wt％，Mn粉含量为6.5～8.3wt％，Cr粉含量为0.3～0.5wt％，余量为Cu粉。

一种实施方式为，步骤1)中，合金粉末混合后，使其在外加压力下烧结成形，外部压力控制在105～240MPa，烧结温度控制在900～950℃范围内，保温5～6小时。

一种实施方式为，步骤2)中，烧结坯料经热挤压成圆棒，然后再在真空热处理炉中进行固溶处理，固溶温度为600～700℃，保温时间为6～8小时。