CN109454122B - 一种镍铬铝铁精密电阻合金带材的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种镍铬铝铁精密电阻合金带材的制备工艺，包括：1）粗轧精轧轧制成初步带材；2）切边；3）软化；4）拉丝；5）放置真空退火炉进行退火处理以降低温度系数及保证力学性能，得到退火带材；6）步骤5完成后得到的退火带材随炉冷却至小于100℃后取出进行表面抛光去氧化层处理，即获得具有低温度系数的镍铬铝铁精密电阻合金带材。本发明的工艺制备6J22精密电阻合金带材与其他工艺相比，可达到更小的厚度要求，最小可至0.1mm，其带材具有高技术含量、高附加值特点，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于电子元器件技术领域，特别涉及一种镍铬铝铁精密电阻合金带材的制备工艺。
背景技术
镍铬铝铁精密电阻合金（合金牌号6J22）作为各种测量仪器、精密仪表中电流采样电阻的制作材料，具有低温度系数，低对铜热电势，良好的长期稳定性、抗氧化性和力学性能的优点。随着电子设备中对电流采样精度的要求越来越高，电阻产商在材料制备中越来越重视其温度系数性能，而对于结构设计多样的电阻制造也要求电阻合金材料有多种形态，如线材、棒材、带材、板材等。镍铬铝铁精密电阻合金在冶炼调整好成分后，往往先铸造后锻压、拉丝成线材形态，而将线材加工成带材的过程因其具有硬度大、强度高、延伸率小的力学性能特点极易使材料出现开裂、断裂等损伤，并且要保证成型后的合金材料的温度系数和力学性能，也是一大难点。
发明内容
本发明旨在解决：1.用一种四辊冷轧机、挤压模具、拉丝模具和隧道退火炉、真空退火炉将镍铬铝铁精密电阻合金线材加工成带材。2.使加工成型后的带材20℃~120℃区间平均电阻温度系数在±20ppm/℃以内。3.使加工成型后的带材力学性能满足国标要求。
为实现以上目的，本发明的技术方案为：
一种镍铬铝铁精密电阻合金带材的制备工艺，包括：1）将一定直径的镍铬铝铁精密电阻合金线材通过四辊冷轧机经1-6个道次粗轧和2-6个道次精轧轧制成初步带材，初步带材比最终的带材厚度大0.03mm±0.02mm，比最终的带材宽度大0.3mm±0.2mm；2）粗轧和精轧后的镍铬铝铁精密电阻合金初步带材侧边为弧形，将其穿过一具有指定尺寸的方形模具的挤压机，将带弧形侧边的初步带材挤压成方形侧边的初步带材；3）将挤压成方形侧边的初步带材通过该隧道炉，隧道炉包括前段的加热炉膛和后段的冷却管，连续通过隧道炉加热炉膛和冷却管时间分别3~5min，对镍铬铝铁精密电阻合金方形侧边的初步带材进行软化处理，得到软化带材；4）软化处理后的镍铬铝铁精密电阻合金软化材通过指定尺寸的拉丝模具进行拉丝处理，制成达到尺寸要求的待退火带材；5）将待退火带材放置真空退火炉进行退火处理以降低温度系数及保证力学性能，得到退火带材；6）步骤5完成后得到的退火带材随炉冷却至小于100℃后取出进行表面抛光去氧化层处理，即获得具有低温度系数的镍铬铝铁精密电阻合金带材。
优选地，镍铬铝铁精密电阻合金线材的直径为0.5-10mm。
优选地，步骤3）中隧道炉前段的加热炉膛温度为900℃~960℃，隧道炉后段冷却管采用循环水冷和氢气防氧化保护。
优选地，步骤4）中，真空退火炉抽真空到-0.1MPa，加热到350℃~400℃保温3~4小时，后升温至500℃~550℃保温5~6小时。
本发明的有益效果是：
1.采用本发明生产6J22精密电阻合金料带，充分发掘了深圳市业展电子有限公司四辊冷轧机的潜力，拓展了板带产品规格和种类，满足了不同电阻结构设计的需求。
2.轧制过程加入了高温短时的隧道炉退火处理工艺，降低材料硬度，释放材料内应力，防止晶粒长大，有效地保证了大变形量轧制、多道次轧制、带材侧边挤压、最终拉丝成型的顺利进行。
3.成型后的真空退火制度保证了带材的温度系数和力学性能要求，防止材料氧化，制备出符合国标和企业标准要求的6J22精密电阻合金带材。
4.该工艺制备6J22精密电阻合金带材与其他工艺相比，可达到更小的厚度要求，最小可至0.1mm，其带材具有高技术含量、高附加值特点，经济效益显著。
5. 步骤1）中粗轧时如变形量极大，可增加轧制道次数，降低每一道次的变形量，并在后几个道次之间增加900℃~960℃隧道炉退火软化处理以达到变形量。
6. 镍铬铝铁精密电阻合金材料的成分:Cr19-21wt%、Al2.5-3.2wt%、Fe2.0-3.0wt%、Mn0.5-1.5wt%、Si≤0.2wt%、P≤0.010wt%、S≤0.010wt%，Ni余量。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
1.镍铬铝铁精密电阻合金材料的成分:Cr19.5wt%、Al2.8wt%、Fe2.4wt%、Mn0.9
wt%、Si0.14wt%、P0.007wt%、S0.006wt%，Ni余量。线材直径2.2mm，最终
成型带材，规格要求1*3mm（厚度*宽度）。
2.将直径2.2mm的镍铬铝铁精密电阻合金线材通过四辊冷轧机经2个道次轧制成粗轧带材，第一道次轧制至1.45*2.8mm（厚度*宽度），第二道次轧制至1.03*3.3mm。
3.将1.03*3.3mm带材穿过一方形模具孔尺寸为1.03*3.05mm的挤压机，将粗轧后带弧形侧边的带材挤压成方形侧边的带材，挤压后带材尺寸为1.03*3.05mm。
4.隧道炉前段加热炉膛加热到920℃，隧道炉后段冷却管采用循环水冷和氢气防氧化保护，将挤压成方形的1.03*3.05mm带材通过该隧道炉，连续通过隧道炉加热炉膛和冷却管时间3min，镍铬铝铁精密电阻合金带材完成软化处理。
5.软化处理后的镍铬铝铁精密电阻合金1.03*3.05mm带材通过具有1*3mm规格尺寸孔的拉丝模具进行拉丝处理，制成达到规格要求1*3mm的带材。
6.带材放置真空退火炉，真空退火炉抽真空到-0.1MPa，加热到365℃保温3小时，后升温至505℃保温5小时完成退火处理以降低温度系数及保证力学性能。
7.步骤6完成后得到的带材随炉冷却至小于100℃后取出进行表面抛光去氧化层处理，即获得低温度系数镍铬铝铁精密电阻合金1*3mm带材。
本实施例制备得到的镍铬铝铁精密电阻合金1*3mm带材的各项性能见表1。
表1 1*3mm镍铬铝铁精密电阻合金带材性能
实施例2：
1.镍铬铝铁精密电阻合金材料的成分:Cr19.8wt%、Al3.0wt%、Fe2.5wt%、Mn1.1
wt%、Si0.12wt%、P0.005wt%、S0.006wt%，Ni余量。线材直径7.5mm，最终
成型带材，规格要求0.86*14mm（厚度*宽度）。
2.将直径7.5mm的镍铬铝铁精密电阻合金线材通过四辊冷轧机经4个道次轧制成1.7*14.3mm粗轧带材，第一道次轧制至4.5*9.5mm（厚度*宽度），第二道次轧制至3.0*13mm，第三道次轧制至2.3*13.3mm，第四道次轧制至1.7*14.3mm。
3.隧道炉前段加热炉膛加热到955℃，隧道炉后段冷却管采用循环水冷和氢气防氧化保护，将镍铬铝铁精密电阻合金粗轧1.7*14.3mm带材连续通过隧道炉加热炉膛和冷却管，通过时间4.5min，镍铬铝铁精密电阻合金带材完成软化处理。
4.在四辊冷轧机上进行精轧，先一道次轧制至1.2*14.4mm，再一道次轧制至0.89*14.5mm，冷轧阶段完成。
5.将0.89*14.5mm带材穿过一方形模具孔尺寸为0.89*14.05mm的挤压机，将粗轧后带弧形侧边的带材挤压成方形侧边的带材，挤压后带材尺寸为0.89*14.05mm。
6.隧道炉前段加热炉膛加热到955℃，隧道炉后段冷却管采用循环水冷和氢气防氧化保护，将挤压成方形的0.89*14.05mm带材通过该隧道炉，连续通过隧道炉加热炉膛和冷却管时间4.5min，镍铬铝铁精密电阻合金带材再次完成软化处理。
7.软化处理后的镍铬铝铁精密电阻合金0.89*14.05mm带材通过具有0.86*14mm规格尺寸孔的拉丝模具进行拉丝处理，制成达到规格要求0.86*14mm的带材。
8.带材放置真空退火炉，真空退火炉抽真空到-0.1MPa，加热到380℃保温4小时，后升温至520℃保温6小时完成退火处理以降低温度系数及保证力学性能。
9.步骤6完成后得到的带材随炉冷却至小于100℃后取出进行表面抛光去氧化层处理，即获得低温度系数镍铬铝铁精密电阻合金0.86*14mm带材。
本实施例制备得到的镍铬铝铁精密电阻合金0.86*14mm带材的各项性能见表1。
表1 1*3mm镍铬铝铁精密电阻合金带材性能
实施例3：
1.镍铬铝铁精密电阻合金材料的成分:Cr20.4wt%、Al3.0wt%、Fe2.6wt%、Mn1.2
wt%、Si0.15wt%、P0.007wt%、S0.008wt%，Ni余量。线材直径2.2mm，最终
成型带材，规格要求0.41*4.2mm（厚度*宽度）。
2.将直径1.7mm的镍铬铝铁精密电阻合金线材通过四辊冷轧机经2个道次轧制成粗轧带材，第一道次轧制至0.5*4.0mm（厚度*宽度），第二道次轧制至0.43*4.4mm。
3.将0.43*4.4mm带材穿过一方形模具孔尺寸为0.43*4.25mm的挤压机，将粗轧后带弧形侧边的带材挤压成方形侧边的带材，挤压后带材尺寸为0.43*4.25mm。
4.隧道炉前段加热炉膛加热到905℃，隧道炉后段冷却管采用循环水冷和氢气防氧化保护，将挤压成方形的0.43*4.25mm带材通过该隧道炉，连续通过隧道炉加热炉膛和冷却管时间3min，镍铬铝铁精密电阻合金带材完成软化处理。
5.软化处理后的镍铬铝铁精密电阻合金0.43*4.25mm带材通过具有0.41*4.2mm规格尺寸孔的拉丝模具进行拉丝处理，制成达到规格要求0.41*4.2mm的带材。
6.带材放置真空退火炉，真空退火炉抽真空到-0.1MPa，加热到355℃保温3小时，后升温至505℃保温5小时完成退火处理以降低温度系数及保证力学性能。
7.步骤6完成后得到的带材随炉冷却至小于100℃后取出进行表面抛光去氧化层处理，即获得低温度系数镍铬铝铁精密电阻合金0.41*4.2mm带材。
本实施例制备得到的镍铬铝铁精密电阻合金0.41*4.2mm带材的各项性能见表1。
表1 1*3mm镍铬铝铁精密电阻合金带材性能
通过以上实施例制备的镍铬铝铁精密电阻合金带材经过性能测试，电阻率稳定，温度系数较低，拉伸强度较强，延伸率大，本发明制备得到厚度为0.1mm~1mm镍铬铝铁精密电阻合金带材具有低温度系数（±40ppm以内）、良好的力学性能（满足国标要求）等优点，满足目前我国制备精密电阻对电阻合金材料的要求。
以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种镍铬铝铁精密电阻合金带材的制备工艺，其特征在于：包括：1）将一定直径的镍铬铝铁精密电阻合金线材通过四辊冷轧机经1-6个道次粗轧和2-6个道次精轧轧制成初步带材，初步带材比最终的带材厚度大0.03mm±0.02mm，比最终的带材宽度大0.3mm±0.2mm；2）粗轧和精轧后的镍铬铝铁精密电阻合金初步带材侧边为弧形，将其穿过一具有指定尺寸的方形模具的挤压机，将带弧形侧边的初步带材挤压成方形侧边的初步带材；3）将挤压成方形侧边的初步带材通过隧道炉，隧道炉包括前段的加热炉膛和后段的冷却管，连续通过隧道炉加热炉膛和冷却管时间分别3~5min，对镍铬铝铁精密电阻合金方形侧边的初步带材进行软化处理，得到软化带材；4）软化处理后的镍铬铝铁精密电阻合金软化材通过指定尺寸的拉丝模具进行拉丝处理，制成达到尺寸要求的待退火带材；5）将待退火带材放置真空退火炉进行退火处理以降低温度系数及保证力学性能，得到退火带材；6）步骤5完成后得到的退火带材随炉冷却至小于100℃后取出进行表面抛光去氧化层处理，即获得具有低温度系数的镍铬铝铁精密电阻合金带材。
2.根据权利要求1所述的镍铬铝铁精密电阻合金带材的制备工艺，其特征在于：镍铬铝铁精密电阻合金线材的直径为0.5-10mm。
3.根据权利要求1所述的镍铬铝铁精密电阻合金带材的制备工艺，其特征在于：步骤3）中隧道炉前段的加热炉膛温度为900℃~960℃，隧道炉后段冷却管采用循环水冷和氢气防氧化保护。
4.根据权利要求1所述的镍铬铝铁精密电阻合金带材的制备工艺，其特征在于：步骤4）中，真空退火炉抽真空到-0.1MPa，加热到350℃~400℃保温3~4小时，后升温至500℃~550℃保温5~6小时。
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