CN110077053B - 一种Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料及制备方法 - Google Patents
一种Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料及制备方法，所述材料包括主动层Mn72Cu18Ni10、被动层Ni36，主动层Mn72Cu18Ni10与被动层Ni36之间设有复合中间层Ni/Ni36，复合中间层Ni/Ni36由中间层Ni和过渡层Ni36复合而成，主动层Mn72Cu18Ni10、复合中间层Ni/Ni36以及被动层Ni36通过复合轧形成金属材料。本发明解决Mn72Cu18Ni10与Ni的结合问题，从而使Ni能作为中间层被用于721系列双金中，降低部分以Cu为中间层的721系列双金的加工难度，可取代Fe作为中间层的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种热双金属材料技术领域，具体地说，涉及一种Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法。
背景技术
热双金属材料是由两层或两层以上具有不同膨胀系数的金属或合金复合而成的，其膨胀系数较大的那层称为主动层，膨胀系数较小的那层称为被动层，中间层作为调节电阻作用被引入。热双金属材料在温度变化时会发生相应的形变，被广泛用于低压电器、家用电器、汽车、航空等领域。
Mn72Cu18Ni10是一种常见的主动层材料，在热双金属用原材料中，具有最大的膨胀系数和电阻率，其电阻率172.2μΩ·㎝。
常见的中间层材料有Cu、Ni、Fe，这些材料相比较于主动层和被动层材料具有更低的电阻率，其占比的多少可以有效的调节热双金属材料电阻率的高低。
Ni36是一种最常见的被动层材料，在热双金属用原材料中，具有最小的膨胀系数，其电阻率80.6μΩ·㎝。
由Mn72Cu18Ni10和Ni36组成的热双金属材料，如5J20110，作为高灵敏高电阻系列热双金属片被广泛的应用。
目前，在国标GB/T 4461、美标ASTM B388、欧标DIN 1715中以Mn72Cu18Ni10为主动层，Ni36为被动层的热双金属材料(简称721系列双金)，根据电阻率的不同其中间层为Cu或Fe，常见电阻率范围为5-140μΩ·㎝。相比较于主动层和被动层材料，Cu具有极低的电阻率1.72μΩ·㎝，被用于电阻率≤40μΩ·㎝的721系列双金中，而Fe被用于电阻率≥50的721系列双金中。在实际应用中当721系列双金的电阻率在20-40μΩ·㎝时，中间层Cu的厚度占比只有8％-3％,当Cu的占比＜10％时随着Cu层占比的下降，加工精度控制难度极剧增加，同时我们发现Cu极易在热处理过程中与主动层Mn72Cu18Ni10发生大范围的元素渗透扩散，本就占比少的铜层受扩散层厚度的影响从而导致产品最终电阻率波动范围很大。而以Fe作为中间层，虽不存在Cu的这些问题，但Fe很容易氧化生锈，且使用性能不稳定，采用Fe作为中间层的热双金属往往在实际应用中其弯曲性能存在较大波动。在不以Mn72Cu18Ni10作为主动层的热双金属材料中，行业内的一致选择中间层为Cu或Ni，Cu被用于电阻率＜20μΩ·㎝的热双金属材料中，其占比接近10％或更大；Ni被用于电阻率＞20μΩ·㎝的热双金属材料中，由于Ni的电阻率是Cu的4-5倍，在同等电阻率条件下其厚度占比也是数倍于Cu。中间层的厚度占比接近10％或更大使加工变得容易，而Mn72Cu18Ni10这一材料在扩散处理时很难与Ni形成扩散层，从而导致Mn72Cu18Ni10与Ni不能形成牢固的冶金结合而无法被使用在721系列双金中，我们只能使用厚度占比更小的Cu或者性能不稳定的Fe来代替。因此寻求一种方式使Mn72Cu18Ni10与Ni之间也能形成牢固的结合变得尤为迫切。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足和缺陷，通过引入过渡层Ni36二次复合的方法提供一种Mn72Cu18Ni10/(Ni36)Ni/Ni36结构形式的材料，以解决Mn72Cu18Ni10与Ni的结合问题，从而使Ni能作为中间层被用于721系列双金中，降低部分以Cu为中间层的721系列双金的加工难度，可取代Fe作为中间层的使用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
根据本发明的第一方面，提供一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料，所述热双金属材料包括主动层Mn72Cu18Ni10、被动层Ni36，所述主动层Mn72Cu18Ni10与所述被动层Ni36之间设有复合中间层Ni/Ni36，所述复合中间层Ni/Ni36由中间层Ni和过渡层Ni36复合而成，所述主动层Mn72Cu18Ni10、复合中间层Ni/Ni36以及被动层Ni36通过复合轧形成所述热双金属材料。
本发明解决了在以Mn72Cu18Ni10作为主动层的热双金属材料中，主动层Mn72Cu18Ni10与中间层Ni不能形成牢固的冶金结合而无法被使用在721系列双金中的技术问题，通过引入过渡层Ni36二次复合的方法，使主动层Mn72Cu18Ni10与中间层Ni之间也能形成牢固的结合。
优选地，所述复合中间层Ni/Ni36的电阻率为9-12μΩ·㎝。
优选地，所述中间层Ni的厚度与所述过渡层Ni36的厚度组成比例关系应满足复合得到的所述复合中间层Ni/Ni36的电阻率为9-12μΩ·㎝，复合变形量50-70％，复合速度2.5-4m/min。具体的，复合中间层Ni/Ni36的电阻率可以通过以下公式计算获得：
S1/ρ1+S2/ρ2＝(S1+S2)/ρ
其中S1表示Ni层的厚度；ρ1表示Ni的电阻率；S2表示Ni36层的厚度；ρ2表示Ni36的电阻率；ρ表示Ni/Ni36的电阻率。
根据本发明的第二方面，提供一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，所述热双金属材料由主动层Mn72Cu18Ni10和被动层Ni36以及在设于所述主动层Mn72Cu18Ni10和所述被动层Ni36之间的复合中间层Ni/Ni36构成，首先制备所述复合中间层Ni/Ni36，具体指将中间层Ni和过渡层Ni36进行冷复合轧制，获得所述复合中间层Ni/Ni36；之后再将所述主动层Mn72Cu18Ni10、所述复合中间层Ni/Ni36以及所述被动层Ni36进行复合轧制，获得所述热双金属材料。
优选地，所述方法选用的原材料为主动层Mn72Cu18Ni10卷带、所述中间层Ni卷带、所述过渡层Ni36卷带以及被动层Ni36卷带，在制备复合中间层Ni/Ni36之前，对所述原材料进行表面处理，所述表面处理用于去除所述原材料表面油脂。比如，在一实施方式中，所述表面处理可以是：在清水中添加环保型脱脂剂，清水的温度保持在40℃-60℃，采用软刷对所述原材料表面进行清刷，用以去除所述原材料表面油脂，之后采用清水对所述原材料的表面进行清洗，用以去除所述原材料表面残余环保型脱脂剂，之后将所述原材料烘干，烘干的温度为60℃-80℃。
优选地，在所述主动层Mn72Cu18Ni10、复合中间层Ni/Ni36以及被动层Ni36进行复合时，其中，所述复合中间层Ni/Ni36的Ni36面与所述主动层Mn72Cu18Ni10配对，复合变形量50-70％，复合速度2.5-4m/min。
优选地，所述方法还进一步包括：对复合得到的所述热双金属材料进行扩散退火，对扩散退火后的所述热双金属材料进行第一次表面处理，去除所述热双金属材料卷带表面的油脂；之后对所述热双金属材料进行冷轧，对冷轧后的所述热双金属材料进行软化退火，对软化退火后的所述热双金属材料进行第二次表面处理，去除所述热双金属材料表面油脂；再对所述热双金属材料进行成品冷轧，之后对所述热双金属材料进行拉弯矫直处理；最后对所述热双金属材料进行分切，获得所述热双金属材料的成品。
更优选地，所述扩散退火指在连续退火炉中进行，在氨分解气保护氛围中，所述扩散退火速度1-1.5m/min，温度800-900℃。
更优选地，所述软化退化是指在连续退火炉中进行，在氨分解气保护氛围中，所述软化退火速度1.5-2.5m/min，温度800-900℃。
更优选地，所述方法按以下步骤执行：
S1：对选用原材料的表面进行处理；选用的原料为所述主动层材料Mn72Cu18Ni10卷带、所述中间层材料Ni卷带、所述被动层Ni36卷带以及所述过渡层Ni36卷带，去除所述主动层Mn72Cu18Ni10卷带、所述中间层Ni卷带、所述被动层Ni36卷带以及所述过渡层Ni36卷带表面上的油脂；
S2：制备复合中间层Ni/Ni36；具体为：(a)将表面处理后的所述中间层Ni卷带和所述过渡层Ni36卷带进行冷复合轧制，获得复合中间层Ni/Ni36卷带；(b)将所述复合中间层Ni/Ni36卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，所述扩散退火速度1.0-1.5m/min，温度900-950℃；(c)对所述复合中间层Ni/Ni36卷带进行轧制，轧制厚度取决于制成所述热双金属材料成品的电阻率需求；(d)对轧制以后的复合中间层Ni/Ni36卷带进行表面处理，去除料带表面油脂，之后采用清水对所述复合中间层Ni/Ni36卷带表面进行清洗，再将所述复合中间层Ni/Ni36卷带烘干，温度为60℃-80℃；
S3：对所述主动层Mn72Cu18Ni10、所述复合中间层Ni/Ni36以及所述被动层Ni36合金进行复合轧制；具体为：(a)将所述主动层Mn72Cu18Ni10卷带、所述被动层Ni36卷带、所述复合中间层Ni/Ni36卷带进行冷复合轧制，在复合时，将所述复合中间层Ni/Ni36卷带的Ni36面与所述主动层Mn72Cu18Ni10配对，复合变形量50-70％，复合速度2.5-4m/min，获得金属材料卷带；(b)对所述热双金属材料卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，扩散退火速度1-1.5m/min，温度800-900℃；(c)对扩散退火后的所述热双金属材料卷带进行表面处理，去除所述热双金属材料卷带表面油脂，之后在清水中对所述热双金属材料卷带表面进行清洗，最后将所述热双金属材料卷带烘干；(d)对表面处理后的所述热双金属材料卷带进行一次冷轧，预留成品变形量≥20％；(e)对冷轧后的所述热双金属材料卷带在连续退火炉中进行软化退火，在氨分解气保护氛围中，软化退火速度1.5-2.5m/min，温度800-900℃；(f)对软化退火后的所述热双金属材料卷带进行表面处理，去除所述热双金属材料卷带表面油脂，之后在清水中对所述热双金属材料卷带表面进行清洗，最后将所述热双金属材料卷带烘干；(g)对表面处理后的所述热双金属材料卷带进行成品冷轧，冷轧变形量≥20％；(h)对成品冷轧后的所述热双金属材料卷带进行拉弯矫直处理，速度为10-30m/min，延伸率控制在3％以内，保证平面度＜0.4mm；(i)对拉弯矫直处理后的所述热双金属材料卷带进行分切，最后获得所述热双金属材料的成品。所述分切，比如最小分条宽度5mm，宽度公差±0.1mm，分条速度10-30m/min。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
本发明由于引入了过渡层Ni36，通过二次复合的方法，解决了在以Mn72Cu18Ni10作为主动层的热双金属材料中，中间层Ni不能与主动层Mn72Cu18Ni10直接结合的问题，引入的过渡层Ni36属于原被动层Ni36材料，易与主动层Mn72Cu18Ni10材料形成牢固的冶金结合，其膨胀系数低且稳定，同时也易与中间层Ni形成牢固的冶金结合，使得Ni能作为中间电阻调节层被应用于Mn72Cu18Ni10为主动层的热双金属材料中。
本发明中通过对Ni/Ni36料带组成比例的控制(一般为8/1～10/1)，使其电阻率与铁的电阻率10μΩ·㎝相接近，能有效的替代Fe的应用。另外Ni/Ni36料带的电阻率大于Cu的电阻率，相同长度、宽度、电阻条件下Ni/Ni36材料厚度更厚，有利于加工，极大地降低了由Cu作为中间电阻调节层时的厚度精度控制难度，同时Ni在Mn72Cu18Ni10材料中的扩散层稳定可控，解决了Cu在热处理工序中极易与Mn72Cu18Ni10扩散从而影响材料整体电阻率的问题。
具体实施方式
以下通过实施例对本明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解；但不以任何形式限制本发明，应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，包括：
第一步：将以下原材料：主动层Mn72Cu18Ni10卷带150mm×2.5mm×C(C指的是卷料Coil，一般钢卷都用该方式表述)，中间层Ni卷带150mm×3.0mm×C，被动层Ni36卷带150mm×2.1mm×C，过渡层Ni36卷带150mm×1.42mm×C进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为70℃。
第二步：将表面处理后的中间层Ni卷带150mm×3.0mm×C和过渡层Ni36卷带150mm×1.42mm×C进行冷复合轧制，获得复合中间层Ni/Ni36卷带，此时，复合中间层Ni/Ni36卷带电阻率为11.9μΩ·㎝，复合厚度1.77mm，复合变形量60％，复合速度3m/min。
第三步：将上述复合得到的复合中间层Ni/Ni36卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，扩散退火速度1.3m/min，温度925℃。
第四步：将上述扩散退火后的复合中间层Ni/Ni36卷带进行轧制，轧制厚度1.26±0.02mm。
第五步：将上述对轧制后的复合中间层Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为70℃。
第六步：将上述表面处理后的主动层Mn72Cu18Ni10卷带150mm×2.5mm×C，被动层Ni36卷带150mm×2.1mm×C，复合中间层Ni/Ni36卷带150mm×1.26mm×C进行冷复合轧制。在复合时，复合中间层Ni/Ni36卷带的Ni36面与主动层Mn72Cu18Ni10配对，复合厚度2.2mm，复合变形量62.5％，复合速度3m/min。
第七步：将上述对复合得到的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，扩散退火速度1.2m/min，温度875℃。
第八步：将上述扩散退火后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为70℃。
第九步：将上述表面处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行一次冷轧，轧制厚度1.33±0.02mm。
第十步：将上述冷轧后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行软化退火，软化退火速度2.0m/min，温度875℃。
第十一步：将上述软化退火后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为70℃。
第十二步：将上述表面处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行成品冷轧，轧制厚度1.0+0/-0.03mm，成品轧制变形量25％。
第十三步，将上述成品冷轧后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行拉弯矫直处理，速度为20m/min，延伸率1.5％，最终平面度0.3mm。
第十四步：将上述拉弯矫直处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行分切，分条宽度20±0.1mm，分条速度20m/min。
本实施例最终获得Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36金属材料成品，获得的材料电阻率为40μΩ·㎝，复合中间层Ni/Ni36厚度占比约21.5％，相比较于采用Cu作为中间层的该款热双金属材料其Cu层厚度占比约为3％。
实施例2
本实施例提供一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，包括：
第一步：将以下原材料：主动层Mn72Cu18Ni10卷带250mm×1.9mm×C，中间层Ni卷带250mm×3.5mm×C，被动层Ni36卷带250mm×1.6mm×C，过渡层Ni36卷带250mm×0.8mm×C进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为60℃。
第二步：将表面处理后的中间层Ni卷带250mm×3.5mm×C和过渡层Ni36卷带250mm×0.8mm×C进行冷复合轧制，获得复合中间层Ni/Ni36卷带，此时，复合中间层Ni/Ni36卷带电阻率为10.2μΩ·㎝，复合厚度1.29mm，复合变形量70％，复合速度2.5m/min。
第三步：将上述复合得到的复合中间层Ni/Ni36卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，扩散退火速度1.5m/min，温度900℃。
第四步：将上述扩散退火后的复合中间层Ni/Ni36卷带进行轧制，轧制厚度1.0±0.02mm。
第五步：将上述对轧制后的复合中间层Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为60℃。
第六步：将上述表面处理后的主动层Mn72Cu18Ni10卷带200mm×1.9mm×C，被动层Ni36卷带200mm×1.6mm×C，复合中间层Ni/Ni36卷带200mm×1.0mm×C进行冷复合轧制。在复合时，复合中间层Ni/Ni36卷带的Ni36面与主动层Mn72Cu18Ni10配对，复合厚度2.25mm，复合变形量50％，复合速度4m/min。
第七步：将上述对复合得到的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，扩散退火速度1.5m/min，温度900℃。
第八步：将上述扩散退火后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为60℃。
第九步：将上述表面处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行一次冷轧，轧制厚度1.33±0.02mm。
第十步：将上述冷轧后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行软化退火，软化退火速度2.5m/min，温度900℃。
第十一步：将上述软化退火后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为60℃。
第十二步：将上述表面处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行成品冷轧，轧制厚度0.8+0/-0.02mm，成品轧制变形量40％。
第十三步，将上述成品冷轧后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行拉弯矫直处理，速度为30m/min，延伸率1％，最终平面度0.2mm。
第十四步：将上述拉弯矫直处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行分切，分条宽度5±0.1mm，分条速度30m/min。
本实施例最终获得Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36金属材料成品，获得的材料电阻率为35μΩ·㎝，复合中间层Ni/Ni36厚度占比约22％，相比较于采用Cu作为中间层的该款热双金属材料其Cu层厚度占比约为4％。
实施例3
本实施例提供一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，包括：
第一步：将以下原材料：主动层Mn72Cu18Ni10卷带250mm×3.0mm×C，中间层Ni卷带250mm×4.0mm×C，被动层Ni36卷带250mm×2.5mm×C，过渡层Ni36卷带150mm×0.4mm×C进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为80℃。
第二步：将表面处理后的中间层Ni卷带250mm×4.0mm×C和过渡层Ni36卷带250mm×0.4mm×C进行冷复合轧制，获得复合中间层Ni/Ni36卷带，此时，复合中间层Ni/Ni36卷带电阻率为9.25μΩ·㎝，复合厚度2.1mm，复合变形量50％，复合速度4.0m/min。
第三步：将上述复合得到的复合中间层Ni/Ni36卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，扩散退火速度1.0m/min，温度950℃。
第四步：将上述扩散退火后的复合中间层Ni/Ni36卷带进行轧制，轧制厚度1.82±0.02mm。
第五步：将上述对轧制后的复合中间层Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为80℃。
第六步：将上述表面处理后的主动层Mn72Cu18Ni10卷带250mm×3.0mm×C，被动层Ni36卷带250mm×2.5mm×C，复合中间层Ni/Ni36卷带250mm×1.82mm×C进行冷复合轧制。在复合时，复合中间层Ni/Ni36卷带的Ni36面与主动层Mn72Cu18Ni10配对，复合厚度2.2mm，复合变形量70％，复合速度2.5m/min。
第七步：将上述对复合得到的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，扩散退火速度1.0m/min，温度800℃。
第八步：将上述扩散退火后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为80℃。
第九步：将上述表面处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行一次冷轧，轧制厚度1.5±0.02mm。
第十步：将上述冷轧后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行软化退火，软化退火速度1.5m/min，温度800℃。
第十一步：将上述软化退火后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行表面处理，在清水中添加环保型脱脂剂，温度为55℃，采用磨料软刷对料带表面进行清刷，去除料带表面油脂后在清水中对复合料带表面进行清洗，去除复合料带表面残余脱脂剂后将料带烘干，温度为80℃。
第十二步：将上述表面处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行成品冷轧，轧制厚度1.2+0/-0.03mm，成品轧制变形量20％。
第十三步，将上述成品冷轧后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行拉弯矫直处理，速度为20m/min，延伸率1.5％，最终平面度0.3mm。
第十四步：将上述拉弯矫直处理后的Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36卷带进行分切，分条宽度62±0.1mm，分条速度10m/min。
本实施例最终获得Mn72Cu18Ni10/Ni36/Ni/Ni36金属材料成品，获得的材料电阻率为30μΩ·㎝，复合中间层Ni/Ni36厚度占比约25％，相比较于采用Cu作为中间层的该款热双金属材料其Cu层厚度占比约为5％。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料，包括主动层Mn72Cu18Ni10、被动层Ni36，其特征在于:所述主动层Mn72Cu18Ni10与所述被动层Ni36之间为复合中间层Ni/Ni36，所述复合中间层Ni/Ni36由中间层Ni和过渡层Ni36复合而成，所述主动层Mn72Cu18Ni10、复合中间层Ni/Ni36以及被动层Ni36通过复合形成所述热双金属材料，所述复合中间层Ni/Ni36的Ni36面与所述主动层Mn72Cu18Ni10配对。
2.根据权利要求1所述的一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料，其特征在于：所述复合中间层Ni/Ni36的电阻率为9-12μΩ·㎝。
3.根据权利要求2所述的一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料，其特征在于：所述中间层Ni的厚度与所述过渡层Ni36的厚度组成比例关系应满足复合得到的所述复合中间层Ni/Ni36的电阻率为9-12μΩ·㎝，复合变形量50-70％，复合速度2.5-4m/min。
4.一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，其特征在于：包括：
制备复合中间层Ni/Ni36：将中间层Ni和过渡层Ni36进行复合轧制，获得复合中间层Ni/Ni36；
再将主动层Mn72Cu18Ni10、所述复合中间层Ni/Ni36以及被动层Ni36进行复合轧制，获得所述热双金属材料，其中所述复合中间层Ni/Ni36的Ni36面与所述主动层Mn72Cu18Ni10配对。
5.根据权利要求4所述的一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，其特征在于：所述方法选用的原材料为：Mn72Cu18Ni10卷带、Ni卷带、Ni36卷带以及被动层Ni36卷带；在制备复合中间层Ni/Ni36之前，对所述原材料进行表面处理，所述表面处理用于去除所述原材料表面油脂。
6.根据权利要求4所述的一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，其特征在于：在所述主动层Mn72Cu18Ni10、所述复合中间层Ni/Ni36以及被动层Ni36进行复合时，其中，复合变形量50-70％。
7.根据权利要求4所述的一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，其特征在于：所述方法还进一步包括：
对复合得到的所述热双金属材料进行扩散退火，对扩散退火后的所述热双金属材料进行第一次表面处理，去除所述热双金属材料卷带表面的油脂；
之后对所述热双金属材料进行冷轧，对冷轧后的所述热双金属材料进行软化退火，对软化退火后的所述热双金属材料进行第二次表面处理，去除所述热双金属材料表面油脂；
再对所述热双金属材料进行成品冷轧，之后对所述热双金属材料进行拉弯矫直处理；
最后对所述热双金属材料进行分切，获得所述热双金属材料的成品。
8.根据权利要求7所述的一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，其特征在于：所述扩散退火指在连续退火炉中进行，在氨分解气保护氛围中，所述扩散退火速度1-1.5m/min，温度800-900℃。
9.根据权利要求7所述的一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，其特征在于：所述软化退化是指在连续退火炉中进行，在氨分解气保护氛围中，所述软化退火速度1.5-2.5m/min，温度800-900℃。
10.根据权利要求4-9任一项所述的一种中间层为Ni的Mn72Cu18Ni10系列热双金属材料的制备方法，其特征在于：所述方法按以下步骤执行：
S1：对选用原材料的表面进行处理，包括：
选用的原料为主动层材料Mn72Cu18Ni10卷带、中间层材料Ni卷带、被动层Ni36卷带以及过渡层Ni36卷带，去除所述主动层Mn72Cu18Ni10卷带、所述中间层Ni卷带、所述被动层Ni36卷带以及所述过渡层Ni36卷带表面上的油脂；
S2：制备复合中间层Ni/Ni36，包括：
(a)将S1表面处理后的所述中间层Ni卷带和所述过渡层Ni36卷带进行冷复合轧制，获得复合中间层Ni/Ni36卷带；
(b)将所述复合中间层Ni/Ni36卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，所述扩散退火速度1.0-1.5m/min，温度900-950℃；
(c)对扩散退火后的所述复合中间层Ni/Ni36卷带进行轧制，轧制厚度取决于制成所述热双金属材料成品的电阻率需求；
(d)对轧制以后的复合中间层Ni/Ni36卷带进行表面处理，去除料带表面油脂，之后采用清水对所述复合中间层Ni/Ni36卷带表面进行清洗，再将所述复合中间层Ni/Ni36卷带烘干，温度为60℃-80℃；
S3：对所述主动层Mn72Cu18Ni10、所述复合中间层Ni/Ni36以及所述被动层Ni36合金进行复合轧制，包括：
(a)将所述主动层Mn72Cu18Ni10卷带、所述被动层Ni36卷带、所述复合中间层Ni/Ni36卷带进行冷复合轧制，在复合时，将所述复合中间层Ni/Ni36卷带的Ni36面与所述主动层Mn72Cu18Ni10配对，复合变形量50-70％，复合速度2.5-4m/min，获得金属材料卷带；
(b)对所述金属材料卷带在连续退火炉中进行扩散退火，在氨分解气保护氛围中，扩散退火速度1-1.5m/min，温度800-900℃；
(c)对扩散退火后的所述金属材料卷带进行第一次表面处理，去除所述金属材料卷带表面油脂，之后在清水中对所述金属材料卷带表面进行清洗，最后将所述金属材料卷带烘干；
(d)对第一次表面处理后的所述金属材料卷带进行一次冷轧，预留成品变形量≥20％；
(e)对冷轧后的所述金属材料卷带在连续退火炉中进行软化退火，在氨分解气保护氛围中，软化退火速度1.5-2.5m/min，温度800-900℃；
(f)对软化退火后的所述金属材料卷带进行第二次表面处理，去除所述金属材料卷带表面油脂，之后在清水中对所述金属材料卷带表面进行清洗，最后将所述金属材料卷带烘干；
(g)对第二次表面处理后的所述金属材料卷带进行成品冷轧，冷轧变形量≥20％；
(h)对成品冷轧后的所述金属材料卷带进行拉弯矫直处理，速度为10-30m/min，延伸率控制在3％以内，保证平面度＜0.4mm；
(i)对拉弯矫直处理后的所述金属材料卷带进行分切，最后获得热双金属材料的成品。
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