本發(fā)明屬于高精密電阻材料的制備及加工，具體涉及一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、精密電阻合金是儀器儀表、傳感器、精密測量及航空航天等領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，其核心要求在于具備極低的電阻溫度系數(shù)（tcr）、高長期穩(wěn)定性（即電阻值隨時(shí)間變化率極小）、良好的耐腐蝕性以及適宜的電阻率。隨著現(xiàn)代工業(yè)向高精度、高可靠性與微型化方向發(fā)展，對精密電阻合金的性能要求日益嚴(yán)苛。
2、伊文合金（evanohm合金）作為一種經(jīng)典的精密電阻合金，自問世以來在儀器儀表、航空航天傳感器、精密測量及電子元器件等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。其典型成分以鎳鉻為基礎(chǔ)，通過添加鋁、銅等元素優(yōu)化性能，核心優(yōu)勢在于具備相對較低的電阻溫度系數(shù)（tcr）與較高的電阻率，同時(shí)保持了良好的機(jī)械加工性能和長期服役的穩(wěn)定性。然而，隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)，尤其是航空航天、深地探測及高端精密儀器等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對精密電阻合金的性能要求日趨嚴(yán)苛。在長期高溫（如超過125℃）或高濕、高頻動(dòng)態(tài)載荷環(huán)境下，傳統(tǒng)伊文合金的電阻值易發(fā)生不可逆的微小漂移。其根源在于，合金微觀組織中的亞穩(wěn)態(tài)強(qiáng)化相（如析出相）在長期熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)下會(huì)發(fā)生粗化、轉(zhuǎn)化或溶解，導(dǎo)致電阻率及tcr產(chǎn)生基線偏移。這種隨時(shí)間累積的漂移量雖微小，但對于高精度基準(zhǔn)電阻、長期服役的傳感器橋臂等關(guān)鍵元件而言，已構(gòu)成性能瓶頸。
3、因此，亟待開發(fā)一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金及其制備方法，在保證綜合性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)微觀組織長效穩(wěn)定、制備工藝可控且成本適中，以滿足先進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)O端環(huán)境材料的苛刻要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金及其制備方法，以解決精密電阻伊文合金在長期高溫服役過程中，合金微觀組織中的亞穩(wěn)態(tài)強(qiáng)化相在長期熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)下會(huì)發(fā)生粗化、轉(zhuǎn)化或溶解，導(dǎo)致電阻率不穩(wěn)定的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金，由ni、cr、al、cu、zr組成，其中各元素質(zhì)量百分比為：cr?19.75~22.42wt%、al?2.84~3.75wt%、cu?2.72~3.24wt%、zr?0.57-1.87wt%，余量ni。各成分質(zhì)量百分比滿足關(guān)系式：cr(wt%)=5×al(wt%)+2×cu(wt%)+1.2×zr(wt%)。
3、所述一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金的制備方法，包括以下步驟：
4、s1.對ni、cr、al、cu、zr各組分表面進(jìn)行清理，按上述質(zhì)量百分比進(jìn)行配比，進(jìn)行真空熔煉，熔鑄得到鑄坯；
5、s2.對鑄坯進(jìn)行鍛造開胚；
6、s3.對坯料進(jìn)行預(yù)熱；
7、s4.對預(yù)熱后的坯料進(jìn)行4道次單向熱軋，得到4.0-5.0mm軋板；
8、s5.對軋板進(jìn)行一次退火，去除應(yīng)力；
9、s6.對s5所得樣品進(jìn)行預(yù)熱；
10、s7.對預(yù)熱后的樣品進(jìn)行亞穩(wěn)態(tài)變形，得到3.0-4.0mm帶材；
11、s8.對帶材進(jìn)行梯度降溫處理；
12、s9.進(jìn)行脫脂清洗處理，得到精密電阻合金帶材；
13、進(jìn)一步的，所述s1中，熔鑄處理的具體方法為：按照質(zhì)量百分比配比稱量一定量的ni、cr、al、cu、zr加入到坩堝中在真空條件下進(jìn)行熔煉，隨后澆筑成坯錠；
14、進(jìn)一步的，所述s2中，鍛造處理的具體方法為：將所得坯錠鍛造開坯，鍛造溫度為1000-1100℃。
15、進(jìn)一步的，所述s3中，預(yù)熱溫度為1000-1200℃。
16、進(jìn)一步的，所述s4中，熱軋?zhí)幚淼木唧w方法為：將軋板送入雙輥軋機(jī)進(jìn)行4道次單向熱軋，控制熱軋溫度為1000-1200℃，每道次壓下量為15-25%，制得4.0-5.0mm熱軋板坯。
17、進(jìn)一步的，所述s5中，退火處理具體方法為：退火溫度為1050-1100℃，保溫時(shí)間為30-60min。
18、進(jìn)一步的，所述s6中，預(yù)熱溫度為500-550℃。
19、進(jìn)一步的，所述s7中，亞穩(wěn)態(tài)變形的具體方法為：將軋板送入雙輥軋機(jī)進(jìn)行1道次單向熱軋，控制熱軋溫度為500-550℃，壓下量為5-20%，制得3.0-4.0mm帶材。
20、進(jìn)一步的，所述s8中，梯度降溫處理的具體方法為：按25℃/h的速度將溫度從500℃
21、降溫至300℃，保溫2h，再按150℃/h的速度將溫度從300℃降溫至0℃。
22、本發(fā)明的有益效果：
23、本發(fā)明提供了一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金，其中基于鎳鉻系精密電阻合金，加入zr。通過加入zr，使得鉻原子團(tuán)簇組態(tài)不發(fā)生變化，大幅提高亞穩(wěn)態(tài)強(qiáng)化相的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高精密電阻合金的年穩(wěn)定性；
24、本發(fā)明在制備高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金過程中，一方面精確控制zr含量并引入亞穩(wěn)態(tài)變形以提高合金的年穩(wěn)定性。zr含量過少穩(wěn)定效果不明顯而含量過多zr會(huì)與基體中al反應(yīng)導(dǎo)致合金冷加工塑性降低。引入亞穩(wěn)態(tài)變形即在cr形成大量團(tuán)簇的溫度區(qū)間進(jìn)行形變，可以增強(qiáng)zr的穩(wěn)定效果，通過變形促進(jìn)團(tuán)簇的產(chǎn)生，進(jìn)而提高合金的年穩(wěn)定性。另一方面對亞穩(wěn)態(tài)變形后的帶材進(jìn)行梯度降溫處理，進(jìn)一步促進(jìn)團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定化。
1.一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金，其特征在于，其包含以下質(zhì)量百分比原料：cr19.75~22.42wt%、al?2.84~3.75wt%、cu?2.72~3.24wt%、zr?0.57-1.87wt%，余量ni。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金，其特征在于，所述原料中cr、al、cu、zr的質(zhì)量百分比滿足關(guān)系式：cr(wt%)=5×al(wt%)+2×cu(wt%)+1.2×zr(wt%)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金的制備方法，其特征在于，所述s2中鍛造處理的具體方法為：將所得坯錠鍛造開坯，鍛造溫度為1000-1100℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金的制備方法，其特征在于，所述s4中熱軋?zhí)幚淼木唧w方法為：將軋板送入雙輥軋機(jī)進(jìn)行4道次單向熱軋，控制熱軋溫度為1000-1200℃，每道次壓下量為15-25%，制得4.0-5.0mm熱軋板坯。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金的制備方法，其特征在于，所述s5中退火處理具體方法為：退火溫度為1050-1100℃，保溫時(shí)間為30-60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金的制備方法，其特征在于，所述s7中亞穩(wěn)態(tài)變形的具體方法為：將軋板送入雙輥軋機(jī)進(jìn)行1道次單向熱軋，控制熱軋溫度為500-550℃，壓下量為5-20%，制得3.0-4.0mm熱軋帶材。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高穩(wěn)定性的新型精密電阻合金的制備方法，其特征在于，所述s8中梯度降溫處理的具體方法為：按25℃/h的速度將溫度從500℃降溫至300℃，保溫2h，再按150℃/h的速度將溫度從300℃降溫至0℃。