阅读说明：本技术 一种双层金属复合丝材的制作方法 (Method for manufacturing double-layer metal composite wire ) 是由 徐海东 陈文强 胡轶 段金炽 于 2021-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明属于金属复合技术领域,具体公开了一种双层金属复合丝材的制作方法,包括以下步骤：S1:选材并进行表面处理：选取一种廉金属丝材作为基材,选取一种贵金属作为靶材；并对基材和靶材进行表面处理；S2:镀膜处理：采用磁控溅射的方式,在廉金属丝材表面镀一层贵金属薄膜,形成初步的双层金属复合丝材；S3:热处理：对初步的双层金属复合丝材进行热处理；S4:拉拔处理：对热处理后的双层金属复合丝材进行拉拔处理,拉拔至所需的尺寸,形成双层金属复合丝材成品。上述制备方法,能够解决现有方式制备的双层金属存在的薄膜层易脱落、复合材料性能低等问题,并且能够达到降本增效的效果。(The invention belongs to the technical field of metal compounding, and particularly discloses a manufacturing method of a double-layer metal composite wire material, which comprises the following steps: s1, selecting materials and carrying out surface treatment: selecting a cheap metal wire as a base material, and selecting a noble metal as a target material; and carrying out surface treatment on the substrate and the target material; s2, coating treatment: plating a layer of noble metal film on the surface of the cheap metal wire by adopting a magnetron sputtering mode to form a primary double-layer metal composite wire; s3, heat treatment: carrying out heat treatment on the preliminary double-layer metal composite wire; s4, drawing treatment: and drawing the double-layer metal composite wire subjected to heat treatment to a required size to form a finished product of the double-layer metal composite wire. The preparation method can solve the problems that the film layer of the double-layer metal prepared by the existing method is easy to fall off, the performance of the composite material is low and the like, and can achieve the effects of cost reduction and efficiency improvement.)

一种双层金属复合丝材的制作方法

技术领域

本发明属于金属复合技术领域，尤其涉及一种双层金属复合丝材的制作方法。

背景技术

贵金属具有良好的导电性、化学稳定性、适当的硬度和弹性，是一种使用范围广的电接触材料，现阶段一般不会使用单一的贵金属，主要是他们的合金及复合材料，通过熔炼、粉末冶金、固相轧制、电镀、磁控溅射等一些工艺制备而得。虽然贵金属的性能比较好，但是单纯使用贵金属的话，会导致成本增加。廉金属虽然价格偏低，但是容易被氧化、焊接性能差、不耐锈蚀、不耐腐蚀等问题。为了兼顾成本和性能，通常采用廉金属和贵金属进行复合，复合的方法通常采用熔炼、电镀和连续热轧成形等，采用熔炼的方法，两种金属间很难形成连续固溶体，导致合金材料的性能下降；采用电镀的方法，薄膜层在基层上生长不牢固，容易脱落；采用连续热轧成形的方法，两种金属的很难达到很好的均匀性，不利于材料的力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双层金属复合丝材的制作方法，以解决采用现有方式制备的双层金属造成的薄膜层易脱落、复合材料性能低等问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种双层金属复合丝材的制作方法，包括以下步骤：

S1:选材并进行表面处理：选取一种廉金属丝材作为基材，选取一种贵金属作为靶材；并对基材和靶材进行表面处理；

S2:镀膜处理：采用磁控溅射的方式，在廉金属丝材表面镀一层贵金属薄膜层，形成初步的双层金属复合丝材；

S3:热处理：对初步的双层金属复合丝材进行热处理；

S4:拉拔处理：对热处理后的双层金属复合丝材进行拉拔处理，拉拔至所需的尺寸，形成双层金属复合丝材成品。

进一步，在步骤S2中，采用磁控溅射设备进行处理，所述磁控溅射设备内设有样品台，所述样品台上设有用于安装廉金属丝材的固定组件；所述贵金属靶材安装在直流溅射靶座上。

进一步，在步骤S2中，镀膜处理的具体方法为：

S21:将贵金属靶材安装在直流溅射靶座上，将廉金属丝材安装在固定组件上；

S22:将廉金属丝材置于磁控溅射设备的真空室内的样品台上；

S23:调节真空室内的气压，向真空室内充入惰性气体，并对样品台上的廉金属丝材加温；

S24:将直流溅射靶座接入脉冲直流电源，在廉金属丝材表面制得贵金属薄膜层。

进一步，在步骤S23中，真空室内的气压小于10^-3Pa。

进一步，在步骤S23中，惰性气体采用比例为2:1的氩气和氮气。

进一步，所述固定组件包括两块固定板，两块固定板的四个角的位置分别对应连接有连接杆，形成矩形框架；两块固定板上对应设有若干的通孔或通槽；廉金属丝材能够穿过所述通孔或通槽；各通孔或通槽能够避免廉金属丝材之间相互接触。

进一步，在步骤S3中，将镀膜完成的双层金属复合丝材放入高温炉中进行热处理，在高温炉中充入惰性气体。

进一步，在步骤S4中，使用定径拉拔模具进行拉拔处理。

进一步，在步骤S4中，所述双层金属复合丝材成品的直径为0.2mm-0.25mm；双层金属复合丝材成品中贵金属薄膜层的厚度为0.1～0.2μm。

进一步，所述贵金属靶材采用铂靶，所述廉金属丝材采用镍丝。

本技术方案的有益效果在于：①磁控溅射镀膜和热处理技术搭配使用，在热处理过程中，会充入惰性性气体对膜进行保护，能带走高温炉内的杂质，防止在高温下薄膜发生化学反应。经过热处理之后，能提高贵金属膜层与廉金属丝材之间的附着力，同时能提高复合金属丝材的表面硬度和耐磨性。②在廉金属丝材表面镀一层贵金属薄膜，能够提高廉金属丝材的光洁度。③由于贵金属和廉金属的膨胀系数存在差异，采用本技术方案进行制造，能够有效降低该因素对双层金属复合丝材的影响。④本技术方案中的双层金属复合丝材中，在保证性能的情况下，降低了贵金属的用量，从而节约了成本。⑤采用磁控溅射镀膜的方式，使得贵金属膜层与廉金属丝材的结合性好、孔隙细小、结构致密均匀、晶粒尺寸大、致密性好和膜纯度高。⑥本技术方案中的双层金属复合丝材具有焊接性能好、整体强度高、不易氧化、抗腐蚀抗锈蚀性能好等优点。

附图说明

图1为本发明一种双层金属复合丝材的制作方法的流程图；

图2为设有通孔的固定板的结构示意图；

图3为设有通槽的固定板的结构示意图；

图4为磁控溅射时的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：真空室1、靶材2、丝材3、样品台4、固定板5、通孔6、通槽7。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、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。

实施例基本如附图1-4所示：一种双层金属复合丝材的制作方法，包括以下步骤：

S1:选材并进行表面处理：选取一种廉金属丝材3作为基材，本实施例选用镍丝材3，选取一种贵金属作为靶材2，本实施例选用铂靶材2；并对镍丝材3和铂靶材2进行表面处理，例如打磨处理等。

S2:镀膜处理：采用磁控溅射的方式，在镍丝材3表面镀一层铂薄膜层，形成初步的双层金属复合丝材；具体采用磁控溅射设备进行处理，如图4所示，磁控溅射设备内设有样品台4，样品台4上设有用于安装廉金属丝材3的固定组件；固定组件包括两块固定板5，两块固定板5的四个角的位置分别对应连接有连接杆，形成矩形框架；两块固定板5上对应设有若干的通孔6或通槽7，如图2、3所示；镍丝材3能够穿过通孔6或通槽7；各通孔6或通槽7能够避免廉金属丝材3之间相互接触。例如图4中，采用有通孔6的固定板5，镍丝材3通过通孔6能够悬空在溅射真空室1内，能够避免镍丝材3之间的相互接触，导致某些部位镀膜不均匀的情况；将铂靶材2安装在直流溅射靶座上；具体的镀膜方式如下：

S21:将铂靶材2安装在直流溅射靶座上，将镍丝材3安装在固定组件上；

S22:将镍丝材3置于磁控溅射设备的真空室1内的样品台4上；

S23:调节真空室1内的气压，使得气压小于10^-3Pa；向真空室1内充入惰性气体，惰性气体采用比例为2:1的氩气和氮气；并对样品台4上的镍丝材3进行加温；

S24:将直流溅射靶座接入脉冲直流电源，在镍丝材3表面制得铂薄膜层。

S3:热处理：将镀膜完成的双层金属复合丝材放入高温炉中进行热处理，在高温炉中充入惰性气体。

S4:拉拔处理：对热处理后的双层金属复合丝材进行拉拔处理，具体使用定径拉拔模具进行拉拔处理，拉拔至所需的尺寸(例如双层金属复合丝材的直径为0.2mm-0.25mm，双层金属复合丝材中铂薄膜层的厚度为0.1～0.2μm)，形成双层金属复合丝材成品。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。