阅读说明：本技术 高铑含量铂铑合金丝材的加工方法 (Processing method of platinum-rhodium alloy wire with high rhodium content ) 是由 王志江 何蔓 周佳磊 金英杰 施卫锋 吴雨 于 2020-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高铑含量铂铑合金丝材的加工方法,属于金属材料技术领域。其经过真空熔炼、热锻成条、轧长轧圆、高温拉拔最终制得φ0.1～φ3.0mm的铂铑合金丝材。本发明制得的铂铑合金丝材表面光滑、圆润,且无白点、波节、皲裂等缺陷,可用于加热组元、温度测量等领域,使用效果良好。本发明采用真空熔炼和高温拉拔工艺制作高铑含量铂铑合金丝材,相较于传统冷加工,具有加工周期短、贵金属损耗小、产品质量稳定等优点。(The invention relates to a processing method of a platinum-rhodium alloy wire with high rhodium content, belonging to the technical field of metal materials. The platinum-rhodium alloy wire with phi of 0.1-phi 3.0mm is finally prepared by vacuum melting, hot forging into strips, rolling into long and round rolls and high-temperature drawing. The platinum-rhodium alloy wire prepared by the method has smooth and round surface, has no defects of white spots, wave nodes, chaps and the like, can be used in the fields of heating components, temperature measurement and the like, and has good use effect. The invention adopts vacuum melting and high-temperature drawing processes to manufacture the platinum-rhodium alloy wire with high rhodium content, and compared with the traditional cold processing, the invention has the advantages of short processing period, low precious metal loss, stable product quality and the like.)

高铑含量铂铑合金丝材的加工方法

技术领域

本发明涉及一种高铑含量铂铑合金丝材的加工方法，属于金属材料技术领域。

背景技术

铂及铂铑合金被广泛用于玻璃工业、催化网、加热组元及温度测量。其中高铑含量铂铑合金丝材是极为重要的一个应用门类，例如PtRh30-PtRh6热电偶丝、PtRh40-PtRh20热电偶丝、PtRh40加热丝等。

由于高铑含量铂铑合金较高的强度和极快的硬化速率，导致其加工十分困难，传统的冷加工工艺存在以下弊端：

（1）若成品铂铑合金丝材线径较细，由于道次加工率小，所需加工道次多，导致加工效率低下，辅料消耗大，同时多道次的加工过程增大了贵金属损耗；

（2）冷加工丝材由于硬化、润滑等因素，其表面经常出现白点、波节、皲裂等缺陷，严重影响产品美观和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种高铑含量铂铑合金丝材的加工方法，该种方法具有加工周期短、贵金属损耗小、产品质量稳定等优点。

本发明的技术方案，高铑含量铂铑合金丝材的加工方法，步骤如下：

（1）真空熔炼：根据配比准确称量铑粉及纯铂，放入真空感应炉中1900-2200℃熔炼并排气，真空度小于30Pa，熔炼0.5～1h后在惰性气体保护下浇铸到口径为φ18～φ22mm的圆柱水冷铜模中；

（2）热锻成条：将步骤（1）所得铸锭放入退火炉中进行均匀化退火，并进行锻打；

（3）轧长轧圆：使用轧条机将步骤（2）所得棒料加工至φ4.0mm；

（4）高温拉拔：将步骤（3）所得粗丝用高温拉拔设备进行拉拔，直至获得φ0.1～φ3.0mm的成品铂铑合金丝材。

进一步地，步骤（1）所述铑粉及纯铂的纯度应分别满足SM-Rh99.95%和SM-Pt99.95%；其中铑粉占最终合金质量比为22.5%～50.5%。

进一步地，步骤（1）所述惰性气体为氩气或氮气，压力为1000～20000Pa。

进一步地，步骤（2）所述均匀化退火锻打工艺具体为，在1200～1300℃保温0.2～0.5h后，取出按30%～40%的加工率进行热锻后重新退火；重复上述操作直至铸锭锻打至截面为10*10mm的棒料。

进一步地，步骤（3）和步骤（4）中的道次加工率为10%～30%。

进一步地，步骤（3）中所述轧条机为菱形孔双向轧制结构。

高温拉拔设备，包括依次连接的放线桶、放丝框、丝材牵引机、高温炉、收线桶、收线框、拉丝模、气氛冷却管和机架；

所述机架上依次设置设置放线桶、丝材牵引机、高温炉和收线桶；所述放线桶上设有放丝框；收线桶上设置收线框；

所述高温炉和收线桶之间还设有拉丝模和气氛冷却管；拉丝模和气氛冷却管同样设置于机架上。

本发明的有益效果：本发明制得的铂铑合金丝材表面光滑、圆润，且无白点、波节、皲裂等缺陷，可用于加热组元、温度测量等领域，使用效果良好。本发明采用真空熔炼和高温拉拔工艺制作高铑含量铂铑合金丝材，相较于传统冷加工，具有加工周期短、贵金属损耗小、产品质量稳定等优点。

附图说明

图1是高温拉拔设备正视图。

图2是高温拉拔设备俯视图。

图3是高温拉拔设备立体结构示意图。

附图标记说明：1、放线桶；2、放线框；3、丝材牵引机；4、高温炉；5、收线桶；6、收线框；7、丝材；8、拉丝模；9、气氛冷却管；10、机架。

具体实施方式

实施例1 高温拉拔设备

如图1-3所示，具体包括依次连接的放线桶1、放丝框2、丝材牵引机3、高温炉4、收线桶5、收线框6、拉丝模8、气氛冷却管9和机架10；

所述机架10上依次设置设置放线桶1、丝材牵引机3、高温炉4和收线桶5；所述放线桶1上设有放丝框2；收线桶5上设置收线框6；

所述高温炉4和收线桶5之间还设有拉丝模8和气氛冷却管9；拉丝模8和气氛冷却管9同样设置于机架10上。

丝材7依次经过放线桶1、丝材牵引机3、高温炉4、拉丝模8、气氛冷却管9至收线桶5。

实施例2 PtRh30丝材，目标线径φ0.1mm，步骤如下：

（1）真空熔炼：称取600.1g纯度满足SM-Rh99.95%的铑粉和1399.9纯度满足SM-Pt99.95%的纯铂，放入真空感应炉中进行熔炼并排气，真空度小于30Pa，熔炼1h后在惰性气体保护下浇铸到口径为φ22mm的圆柱水冷铜模中；

（2）热锻成条：将步骤（1）所得铸锭放入退火炉中进行均匀化退火，并进行锻打。退火锻打工艺为：1300℃保温0.5h后，取出按30%的加工率进行热锻后重新退火，重复上述操作直至铸锭锻打至10×10mm的棒料；

（3）轧长轧圆：使用轧条机将步骤（2）所得棒料加工至φ4.0mm；

（4）高温拉拔：将步骤（3）所得粗丝用高温拉拔设备进行拉拔，道次加工率25%，直至获得φ0.1mm的成品铂铑30合金丝材。

检测：通过ICP取样分析合金成分，发现铂铑合金丝材中铑含量为29.95%，铂含量为70.02%，杂质含量小于0.03%；通过目测，发现铂铑合金丝材表面光滑、圆润，且无白点、波节、皲裂等缺陷；对比传统冷加工工艺，节约加工工时30.2%，降低加工损耗55.1%；取φ0.5mm中间丝，再用电子万能拉伸机与疲劳试验机进行试验，所有样品的抗拉强度、延伸率、弯折次数均优于冷加工丝材。

实施例3 PtRh40丝材，目标线径φ0.5mm，步骤如下：

1）真空熔炼：称取800.3g纯度满足SM-Rh99.95%的铑粉和1199.7纯度满足SM-Pt99.95%的纯铂，放入真空感应炉中进行熔炼并排气，真空度小于30Pa，熔炼1h后在惰性气体保护下浇铸到口径为φ22mm的圆柱水冷铜模中；

（2）热锻成条：将步骤（1）所得铸锭放入退火炉中进行均匀化退火，并进行锻打。退火锻打工艺为：1300℃保温0.5h后，取出按20%的加工率进行热锻后重新退火，重复上述操作直至铸锭锻打至10×10mm的棒料；

（3）轧长轧圆：使用轧条机将步骤（2）所得棒料加工至φ4.0mm；

（4）高温拉拔：将步骤（3）所得粗丝用高温拉拔设备进行拉拔，道次加工率15%，直至获得φ0.5mm的成品铂铑40合金丝材。

检测：通过ICP取样分析合金成分，发现铂铑合金丝材中铑含量为39.98%，铂含量为59.98%，杂质含量小于0.04%；通过目测，发现铂铑合金丝材表面光滑、圆润，且无白点、波节、皲裂等缺陷；对比传统冷加工工艺，节约加工工时83.2%，降低加工损耗59.1%；取φ0.5mm成品丝，用电子万能拉伸机与疲劳试验机进行试验，所有样品的抗拉强度、延伸率、弯折次数均优于冷加工丝材。

实施例4 PtRh30丝材，目标线径φ1.0mm，步骤如下：

（1）真空熔炼：称取600.1g纯度满足SM-Rh99.95%的铑粉和1399.9纯度满足SM-Pt99.95%的纯铂，放入真空感应炉中进行熔炼并排气，真空度小于30Pa，熔炼1h后在惰性气体保护下浇铸到口径为φ22mm的圆柱水冷铜模中；

（2）热锻成条：将步骤（1）所得铸锭放入退火炉中进行均匀化退火，并进行锻打。退火锻打工艺为：1300℃保温0.5h后，取出按30%的加工率进行热锻后重新退火，重复上述操作直至铸锭锻打至10×10mm的棒料；

（3）轧长轧圆：使用轧条机将步骤（2）所得棒料加工至φ4.0mm；

（4）高温拉拔：将步骤（3）所得粗丝用高温拉拔设备进行拉拔，道次加工率25%，直至获得φ1.0mm的成品铂铑30合金丝材。

检测：通过ICP取样分析合金成分，发现铂铑合金丝材中铑含量为29.94%，铂含量为70.03%，杂质含量小于0.03%；通过目测，发现铂铑合金丝材表面光滑、圆润，且无白点、波节、皲裂等缺陷；对比传统冷加工工艺，节约加工工时18.2%，降低加工损耗25.1%；拉制φ0.5mm丝材，再用电子万能拉伸机与疲劳试验机进行试验，所有样品的抗拉强度、延伸率、弯折次数均优于冷加工丝材。