CN1311344A - 镍银合金及其制备方法 - Google Patents

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镍银合金及其制备方法属于用粉末冶金方法制造镍基合金领域。采用的技术方案是在纯镍中添加4－6wt%Ag,用粉末冶金方法制造镍银合金。加银后;热处理后的样品晶粒细小;力学强度高,延伸率大;耐碱性腐蚀能力未降低。在实际应用中,由于导电性能与加工性能良好,满足了卫星电源系统CPV氢镍电池对极柱材料的要求。

Description

镍银合金及其制备方法
本发明属于用粉末冶金方法制造镍基合金领域。
电气设备中的导线，特别是接线柱，要求材料导电性能良好，强度高，耐磨性能好。在一般的情况下选用黄铜作为接线柱材料；在特殊的环境下，如电化学领域中，为满足抗腐蚀的需要，则选用纯镍捧或者镍网、带、片为导电极柱材料。但这些材料的电导率低。尤其是在卫星电源系统常用的CPV氢镍电池中，极柱材料还要和陶瓷绝缘子在700℃以上烧结成整体，纯镍的力学强度会因此大大下降，影响了接线的可靠性。
本发明的目的是：制备一种镍银合金材料，其电阻率低于工业纯镍，耐700℃以上烧结，耐碱性(KOH)抗腐蚀能力不低于纯镍，有良好的加工性能，满足卫星电源系统CPV氢镍电池对特种极柱材料的需求。
本发明为达到上述目的，采用的技术方案是在纯镍中添加4-6wt％Ag用粉末冶金方法制造镍银合金。即：
按Ni-4～6wt％Ag配制合金在中频感应炉中熔化；待熔体到1600℃～1700℃后进行氮气雾化；然后在露点低于-20℃高纯氢中还原(800℃/2～3小时)；然后以2.5～3T/cm2压力冷等静压成型，再在氢气中高温烧结1130℃/4小时；将烧结坯封在钢质包套之中在真空度为5×10-2Pa时升温至350℃保温1～2小时，进行高温真空脱气，真空封口后，在电阻炉中加热至900℃保温2小时进行挤压，挤压面积比16，挤压压力800T，将热挤压坯剥离包套后进行锻、轧、拉、拔，进一步致密化，加工成相应的型材。
本发明的优点和积极效果“从性能指标对比表”可见：
以电解纯镍和高纯银(＞99.99wt％)为原料制备的镍银合金，与按相同的粉末冶金工艺方法制备的未添加银的纯镍进行性能对比，可以看出，加银后，电阻率明显降低，在加工状态下由79nΩm；在退火状态下进一步降为63；热扩散系数有所提高，提高到0.255；热处理后的样品晶粒细小，为15μm；力学强度成倍提高，屈服强度σs从120MPa提高到200MPa，抗拉强度从181MPa提高382MPa，延伸率大，达42％；耐碱性腐蚀能力未降低。在实际应用中，由于导电性能与加工性能良好，满足了卫星电源系统CPV氢镍电池对极柱材料的要求。性能指标对比表
实施例：
实施例1：
①配料：按Ni∶Ag=96∶4重量比配料。
②熔炼雾化：
采用中频感应加热，镁砂坩埚，用1#电解镍洗炉一次。
先将电解镍熔化，待温度升到1650℃以上时加银条，继续升温保温10分钟进行高压氮气雾化水冷收集粉末离心脱水，烘箱烘干。
③过筛还原：
粉末过200目筛后，在露点低于-20℃的电解氢气中还原(800℃/2小时)，氧含量从0.43wt％降到0.20wt％。
④冷压烧结：
用内径～100mm的软胶模将粉末密封后进行冷等静压成型，压力为3T/cm2保压5分钟，压坯相对密度达80％，将压坯放在露点低于-20℃的氢气中烧结，烧结条件为1130℃/4小时，烧结坯氢含量从0.20wt％降到0.09wt％，相对密度从80％升到95％。
⑤真空脱气包套：
将烧结坯放入钢包套之中逐步升温在350℃保温1小时真空度为5×10-2Pa，抽气管用酒精喷灯加热，用铁锤砸扁封口。
⑥热挤压：
将有钢包套的烧结坯于电阻炉中加热到900℃，保温2小时放入挤压模筒中进行热挤压，压力机压力为800T/cm2，挤压面积比达16，采用钙基脂油+鳞片石墨的润滑剂。
采用车削方法剥离钢包套，挤压后Ni-Ag合金相对密度达100％。
⑦压力加工：
热锻：电阻炉加热850℃～600℃间模锻至φ20mm
轧制：将模锻坯表面机加在后进行多次轧制-退火，成为薄带。
拉拔：将模锻坯进行旋锻，再多次冷拉-退火，成为丝材。
实施例2：
①配料：按Ni∶Ag=95∶5重量比配料。
②熔炼雾化：
熔炼设备与坩埚预处理与实施例1相同，待温度升高1650℃时加银条，继续升温保温8分钟进行高压氮气雾化，粉末后处理过程与实施例1相同。
③过筛还原：
粉末过200目筛后，在露点低于-20℃的电解氢气中还原(780℃/2小时)，氧含量从0.40wt％降到0.20wt％。
④冷压烧结：
用内径为～110mm的软胶模将粉末密封成圆柱状后进行冷等静压成型，压力为2.5T/cm2保压5分钟。压坯相对密度达78％，将压坯去模套后放在露点低于-20℃的氢气中烧结，烧结条件为1120℃/4小时烧结坯氧含量从0.2wt％降到0.08wt％，相对密度从78％上升到94％。
⑤真空包套脱气：
将烧结坯放入钢包套之中逐步升温在350℃保温1小时真空度为5×10-2Pa，抽气管用酒精喷灯加热，用铁锤砸扁封口。
⑥热挤压：
将有钢包套的烧结坯于电阻炉中加热到920℃，保温2小时，放入挤压框筒中进行热挤压。压力机压力为800T/cm2，挤压面积比为16，采用钙基脂油+鳞片石墨的润滑剂。
挤压后Ni-Ag合金相对密度达100％。
⑦压力加工：
热锻：电阻炉加热，830～600℃间模锻。
轧制与拉拔与实施例1相同。
实施例3：
①配料：按Ni∶Ag=94∶6重量比配料。
②熔炼雾化：
熔炼设备与坩埚预处理与实施例1相同，待温度升高到1650℃时加银条继续升温使保持在1700℃稳定10分钟，进行高压氮气雾化。粉末收集烘干与实施例1相同。
③过筛还原：
粉末过200目筛后在露点低于-20℃的电解氢气中还原(780℃/3小时)，氧含量从0.44wt％降到0.20wt％。
④冷压烧结：
用内径为～110mm的软胶模将粉末密封成圆柱状后进行冷等静压成型，压力为3T/cm2，保压5分钟，压坯相对密度达81％，将压坯去胶模套后放在露点低于-20℃的电解氢气中烧结，烧结条件为1120℃/4小时，烧结坯氧含量从0.2wt％降到0.09wt％相对密度从81％上升到95％。
⑤真空包套脱气：
将烧结坯放入钢包套之中逐步升温在400℃保温1小时真空度为5×10-2Pa，抽气管用酒精喷灯加热，用铁锤砸扁封口。
⑥热挤压：与实施例2相同。
⑦压力加工：与实施例2相同。

Claims (2)

1．镍银合金属于用粉末冶金方法制造领域，其特征在于：在纯镍中添加4～6wt％Ag。
2．权利要求1所述镍基合金的制备方法为粉末冶金方法，其特征在于：按Ni-4～6wt％Ag配制合金在中频感应炉中熔化；待熔体到1600℃～1700℃后进行氮气雾化；然后在露点低于-20℃高纯氢中还原(800℃/2～3小时)；然后以2.5～3T/cm2压力冷等静压成型，再在氢气中高温烧结1130℃/4小时；将烧结坯封在钢质包套之中在真空度为5×10-2Pa时升温至350℃保温1～2小时，进行高温真空脱气，真空封口后，在电阻炉中加热至900℃保温2小时进行挤压，挤压面积比16，挤压压力800T，将热挤压坯剥离包套后进行锻、轧、拉、拔，进一步致密化，加工成相应的型材。
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