PtIr25合金絲材生產工藝分析

毛明 黃菲

【摘 要】PtIr25合金是重要的鉑基合金之一。在現代工業中有極廣泛的用途，由于鉑銥合金有高的硬度、高的熔點、高的耐腐蝕能力和低的接觸點，因此它在使用條件要求最高的弱電接點中成為經典的電接點材料。同時也是重要的電位計繞組材料或電阻應變材料。本文介紹了PtIr25合金的物理特性、加工特性、加工方法及Ir元素對加工性能的影響。

【關鍵詞】PtIr25合金 連續固溶體 晶內偏析 維氏硬度

PtIr25合金是重要的鉑基合金之一。在現代工業中有極廣泛的用途，由于鉑銥合金有高的硬度、高的熔點、高的耐腐蝕能力和低的接觸點，因此它在使用條件要求最高的弱電接點中成為經典的電接點材料。PtIr25合金常用作航空發動機的點火接觸點，高靈敏度繼電器以及微電機的滑動接觸點材料。同時也是重要的電位計繞組材料或電阻應變材料。PtIr25合金由于銥含量高，加工難度大，加工硬化非常迅速，是貴金屬材料中加工難度大的材料之一。本文對PtIr25合金的生產工藝作分析，以指導今后的生產。

1 PtIr25合金的熔煉

1.1 原料要求

PtIr25合金對原料純度要求較高，鉑和銥的純度要在99.9%以上，也可使用經過處理的鉑銥合金回爐料，按名義成份配料。

1.2 合金熔煉

PtIr25合金的熔煉在高頻感應爐中氬氣保護下進行，坩堝用氧化鋯坩堝.熔煉時應先將鉑熔化，然后加銥，也可同時加入。為排除氣體，提高鑄錠質量，有時要重熔一、二次。合金熔體控制在高于凝固點150°～200℃的溫度澆注于水冷銅模中。

2 絲材加工

2.1 熱軋開坯

圖1是Pt-Ir合金相圖。由圖1可以知道Pt-Ir合金高溫時為連續固溶體，低于975℃后發生固相分解，同時隨Ir含量的增加，Pt-Ir合金的加工性能降低，在空氣中加熱時揮發損失增大。同時，由圖—2所示，合金偏析嚴重，樹枝狀結構比較發達，為提高鉑銥合金的致密度，迅速改變其尺寸及形狀，需進行熱開坯。熱軋工藝為：1250℃保溫60分鐘，熱軋，總加工率達到20%左右，然后進行冷加工。

圖1 鉑-銥合金相圖 圖2 鑄態（200倍）

2.2 冷軋和冷拉

熱軋后的坯料可以直接冷軋和冷拉。冷軋時，我們將合金坯料在刨床上扒皮后，在軋機上進行孔型軋制。在軋制中，當總變形達到60～80%時，就進行中間退火，以降低合金硬度，防止合金軋裂。因為鉑銥合金在高溫下碳能溶于鉑，低溫時，碳又部分析出，使鉑銥合金變脆，所以在退火時要保持退火爐內干凈，防止碳的污染。中間退火工藝具體如下：退火溫度為1150°～1250℃，保溫40min，然后水淬。由圖1曲線所示，我們可得到利于加工的單相結構。在拉絲過程中，道次加工率控制在5-10%以內，兩次退火間的總加工率控制在60-80%。潤滑方式為油潤滑。在拉拔過程中，要及時修理表面毛刺及裂紋，以免其隨著加工的進行進一步加重及延伸，這樣才能保證得到好的成卷線材，最終拉制成成品。

3 PtIr25合金加工性能分析

圖3Pt-Ir合金加工率對硬度的影響 圖4銥含量對鉑銥合金硬度的影響 圖5銥含量對鉑銥合金強度的影響

Ir含量對Pt-Ir合金的硬度影響如圖4所示，Ir對Pt-Ir合金的強化作用。由圖4及圖5可以看出，Pt-Ir合金隨Ir含量的增加，其強度硬度顯著提高。退火態PtIr25合金強度達到850Mpa，維氏硬度達到230Mpa。由圖3可以看出，Pt-Ir合金加工硬化顯著，這些都給合金加工帶來困難。因此Pt-Ir合金特別是PtIr25合金因銥含量高，加工難度大，為提高成品率和工作效率要選用熱開坯。冷加工時道次加工率的選擇及中間退火工藝等工藝尤為重要。

4 結語

（1）PtIr25合金原料純度要選用99.9%以上的鉑和銥，按名義成分配料。（2）PtIr25合金熔煉采用高頻感應加熱熔煉。（3）坯料要先進行熱開坯，溫度為1000-1300℃、總加工率約20%以上，然后進行冷軋和冷拉，道次加工率控制在5-10%以內，總加工率控制在60～80%以內。為防止合金軋裂，中間退火工藝具體如下：1150°～1250℃，保溫40min，水淬。

參考文獻：

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