CN111069497A - 一种高硬度银铜镍合金导电环的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于导电滑环制备技术领域的一种高硬度银铜镍合金导电环的制备方法。一种高硬度银铜镍合金导电环的制备方法包括以下步骤：(1)将银铜镍合金熔炼成铸锭、均匀化热处理、锻造、轧制成合金板坯；(2)步骤(1)所得合金板坯经热处理、线切割，制得银铜镍合金导电环。本发明所得高硬度银铜合金导电环不存在夹杂、凹坑、穿孔、缺陷等现象，材质均匀，性能好。
Description
技术领域
本发明属于导电滑环制备技术领域，特别涉及一种高硬度银铜镍合金导电 环的制备方法。
背景技术
雷达天线座转动部分有各种驱动元件、测量元件和控制元件，而电源和控 制机柜是固定不动的，因此需要旋转连接装置在相对转动的部件之间传输信号 或功率。
导电环又称导电滑环、集流环、汇流环等，是实现两个相对转动机构的图 像、数据信号及动力传递的精密输电装置，特别适合应用于有无限制连续旋转 需求，同时又有需要从固定位置到旋转位置传送功率或者数据的场所。汇流环 需要传输低电平的信号、中高频的信号和大到几百安培的电流，因此，其性能 直接影响信号和电流传输的稳定性和可靠性。
高硬度银铜合金汇流环是雷达系统的关键部件之一，制备出性能优异的汇 流环是保证雷达系统发挥最大作用的重要因素。导弹发射系统要求银铜汇流环 具有良好的耐磨性、导电性能和滑动接触特性。
采用模具拉拔和轧管机轧制的压力加工方式制作的导电环，加工工艺复 杂，加工难度高，且用车削的方法又难以解决疏松问题和满足较高物理机械性 能的要求。目前，通常制备银铜合金环的方法有离心铸造旋压法、环锻旋压法、 轧制引伸法等。离心铸造旋压法是首先将合金熔炼成合金锭，然后离心铸造、 旋压制备而成。但是液态合金离心铸造时易吸气造渣且不致密，导致旋压时出 现起皮、凹坑、麻点、穿孔等现象，成品率仅有40～50％；此外在离心浇铸的 过程中，液态合金很容易溅出，因溅出导致的合金损耗高达6％，这些均导致 大量贵金属浪费。另外，离心铸造一次性投入大，加工成本高。为避免液态合金离心铸造时吸气造渣，该方法必须在气候干燥的环境下进行，生产环境受到 较大限制。环锻旋压法，加工难度大，加工成本高，且加工精度低。
因此，高质量、高效率的制作高硬度银铜合金汇流环的方法，对于开发高 质量的雷达系统具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的银铜合金汇流环制作方法存在的浪费 大、成品率低以及容易出现表皮起皮、凹坑和麻点等缺陷的问题，提供一种高 硬度银铜镍合金导电环的制备方法，具体技术方案如下：
一种高硬度银铜镍合金导电环的制备方法包括以下步骤：
(1)将银铜镍合金熔炼成铸锭、均匀化热处理、锻造、轧制成合金板坯；
(2)步骤(1)所得合金板坯经热处理、线切割，制得银铜镍合金导电环。
所述步骤(1)中银铜镍合金为AgCuNiAl20-2-1、AgCuVAl10-0.2-1或AgCuVAlZr10-0.2-1-1。
所述步骤(1)中将银铜镍合金熔炼成铸锭采用真空中频熔炼。
所述步骤(1)中均匀化热处理的退火温度为650℃～750℃，保温时间为 90～300min；保温时间优选为90～270min。
所述步骤(1)中锻造的开坯始锻温度为680℃～750℃，终锻温度为530℃～600℃，其余火次的始锻温度为600～660℃，终锻温度为530～550℃。
优选地，所述步骤(1)中锻造的开坯始锻温度为680℃～730℃，终锻温 度为530℃～580℃，其余火次的始锻温度为600～650℃，终锻温度为530℃。
所述步骤(1)中轧制的温度为600℃～680℃，道次变形量为10％～30％， 总变形量为40％～70％。其中，道次变形量优选10％～20％。
所述步骤(2)中热处理温度为500～680℃，优选为500～550℃、660-680℃。
本发明所述方法步骤(1)中的均匀化热处理优选为均匀化退火，步骤(2) 中的热处理优选为退火。
本发明所述方法制得的银铜镍合金导电环厚为10～20mm，优选13～ 17mm；内径为200～600mm，优选为300～400mm。
本发明所述方法制得的银铜镍合金导电环椭圆度小于0.5mm，不直度小于 0.1mm，显微硬度≥140HV，电阻率为2.2～2.5μΩ·cm。
本发明的有益效果为：
本发明制备高硬度银铜合金汇流环的方法，采用真空熔炼成锭，经锻造、 轧制等工艺制成表面光洁、缺陷少的合金导电环。通过对锻造比、热处理温度、 轧制变形量等工艺参数控制，保证银铜合金导电环晶粒组织均匀、硬度高、不 会出现裂纹和缺陷等现象，成品率可达100％。所得高硬度银铜合金导电环不 存在夹杂、凹坑、穿孔、缺陷等现象，且生产效率高，设备要求简单，生产安 排灵活，所得材质均匀、性能好。
具体实施方式
本发明提供了一种高硬度银铜镍合金导电环的制备方法，下面结合实施例 对本发明做进一步的说明。
实施例1
按照下述步骤制备银铜镍合金导电环：
(1)AgCuNi20-2牌号的银铜镍合金，按照AgCuNi合金成分要求配料， 采用对开式纯铜铸模，在真空中频炉中熔炼成
圆锭。将铸锭 在745℃均匀化热处理，保温时间为250min。热处理后的铸锭开坯锻造温度为 745℃，终锻温度为590℃，其余火次锻造温度为650℃，终锻温度545℃，锻 至高度30mm。
(2)将步骤(1)所得坯料在轧机上进行轧制，道次变形量20％，每道次 轧制后回炉退火，轧制成厚度为10mm板材。轧制温度为660℃，低于550℃ 时回炉退火，热处理工艺：660℃保温30min。
(3)采用慢走丝线切割设备对步骤(2)所得板材按照尺寸进行加工，加 工精度保证在±0.5mm以内；制得银铜镍合金导电环。
实施例1制备的银铜镍合金环表面光滑、没有起皮、凹坑和夹杂等缺陷， 椭圆度小于0.5mm，不直度小于0.1mm，显微硬度大于150HV，电阻率 2.5μΩ·cm，符合雷达系统对汇流环的要求。
实施例2
按照下述步骤制备银铜镍合金导电环：
(1)AgCuNi20-2牌号的银铜镍合金，按照AgCuNi合金成分要求配料， 采用对开式纯铜铸模，在真空中频炉中熔炼成
圆锭。将铸锭 在650℃均匀化热处理。热处理后的铸锭开坯锻造温度为700℃，终锻温度为 550℃，其余火次锻造温度为620℃，终锻温度550℃，最终锻至高度90mm。
(2)将步骤(1)所得坯料在轧机上进行轧制，道次变形量30％，每道次 轧制后回炉退火，轧制厚度为20mm板材。轧制温度为680℃，低于580℃时 回炉退火，热处理工艺：680℃保温30min。
(3)采用慢走丝线切割设备对步骤(2)所得板材按照尺寸进行加工，加 工精度保证在±0.5mm以内；制得银铜镍合金导电环。
实施例2所制备的银铜镍合金导电环表面光滑、没有起皮、凹坑和夹杂等 缺陷，椭圆度小于0.5mm，不直度小于0.1mm，显微硬度大于140HV，电阻率 2.2μΩ·cm，符合雷达系统对汇流环的要求。
表1为现有技术中的离心铸造法、环锻旋压法与本发明提供的高硬度银铜 镍合金导电环的制备方法特点对比：
表1
通过表1可以看出，本发明制作的高硬度银铜合金汇流环生产效率高，安 排灵活，设备要求低，成品率高，不受气候条件的限制，因此，具有高的实用 价值，即可用于国防科技中材料汇流环的生产。
Claims (10)
1.一种高硬度银铜镍合金导电环的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将银铜镍合金熔炼成铸锭、均匀化热处理、锻造、轧制成合金板坯；
(2)步骤(1)所得合金板坯经热处理、线切割，制得银铜镍合金导电环。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中银铜镍合金为AgCuNiAl20-2-1、AgCuVAl10-0.2-1或AgCuVAlZr10-0.2-1-1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将银铜镍合金熔炼成铸锭采用真空中频熔炼。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中均匀化热处理的退火温度为650℃～750℃，保温时间为90～300min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中锻造的开坯始锻温度为680℃～750℃，终锻温度为530℃～600℃，其余火次的始锻温度为600～660℃，终锻温度为530～550℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中锻造的开坯始锻温度为680℃～730℃，终锻温度为530℃～580℃，其余火次的始锻温度为600～650℃，终锻温度为530℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中轧制的温度为600℃～680℃，道次变形量为10％～30％，总变形量为40％～70％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中热处理温度为500～680℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法制得的银铜镍合金导电环厚为10～20mm，内径为200～600mm。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法制得的银铜镍合金导电环椭圆度小于0.5mm，不直度小于0.1mm，显微硬度≥140HV，电阻率为2.2～2.5μΩ·cm。
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