PtIr25合金丝材生产工艺分析

毛明 黄菲

【摘 要】PtIr25合金是重要的铂基合金之一。在现代工业中有极广泛的用途，由于铂铱合金有高的硬度、高的熔点、高的耐腐蚀能力和低的接触点，因此它在使用条件要求最高的弱电接点中成为经典的电接点材料。同时也是重要的电位计绕组材料或电阻应变材料。本文介绍了PtIr25合金的物理特性、加工特性、加工方法及Ir元素对加工性能的影响。

【关键词】PtIr25合金 连续固溶体 晶内偏析 维氏硬度

PtIr25合金是重要的铂基合金之一。在现代工业中有极广泛的用途，由于铂铱合金有高的硬度、高的熔点、高的耐腐蚀能力和低的接触点，因此它在使用条件要求最高的弱电接点中成为经典的电接点材料。PtIr25合金常用作航空发动机的点火接触点，高灵敏度继电器以及微电机的滑动接触点材料。同时也是重要的电位计绕组材料或电阻应变材料。PtIr25合金由于铱含量高，加工难度大，加工硬化非常迅速，是贵金属材料中加工难度大的材料之一。本文对PtIr25合金的生产工艺作分析，以指导今后的生产。

1 PtIr25合金的熔炼

1.1 原料要求

PtIr25合金对原料纯度要求较高，铂和铱的纯度要在99.9%以上，也可使用经过处理的铂铱合金回炉料，按名义成份配料。

1.2 合金熔炼

PtIr25合金的熔炼在高频感应炉中氩气保护下进行，坩埚用氧化锆坩埚.熔炼时应先将铂熔化，然后加铱，也可同时加入。为排除气体，提高铸锭质量，有时要重熔一、二次。合金熔体控制在高于凝固点150°～200℃的温度浇注于水冷铜模中。

2 丝材加工

2.1 热轧开坯

图1是Pt-Ir合金相图。由图1可以知道Pt-Ir合金高温时为连续固溶体，低于975℃后发生固相分解，同时随Ir含量的增加，Pt-Ir合金的加工性能降低，在空气中加热时挥发损失增大。同时，由图—2所示，合金偏析严重，树枝状结构比较发达，为提高铂铱合金的致密度，迅速改变其尺寸及形状，需进行热开坯。热轧工艺为：1250℃保温60分钟，热轧，总加工率达到20%左右，然后进行冷加工。

图1 铂-铱合金相图 图2 铸态（200倍）

2.2 冷轧和冷拉

热轧后的坯料可以直接冷轧和冷拉。冷轧时，我们将合金坯料在刨床上扒皮后，在轧机上进行孔型轧制。在轧制中，当总变形达到60～80%时，就进行中间退火，以降低合金硬度，防止合金轧裂。因为铂铱合金在高温下碳能溶于铂，低温时，碳又部分析出，使铂铱合金变脆，所以在退火时要保持退火炉内干净，防止碳的污染。中间退火工艺具体如下：退火温度为1150°～1250℃，保温40min，然后水淬。由图1曲线所示，我们可得到利于加工的单相结构。在拉丝过程中，道次加工率控制在5-10%以内，两次退火间的总加工率控制在60-80%。润滑方式为油润滑。在拉拔过程中，要及时修理表面毛刺及裂纹，以免其随着加工的进行进一步加重及延伸，这样才能保证得到好的成卷线材，最终拉制成成品。

3 PtIr25合金加工性能分析

图3Pt-Ir合金加工率对硬度的影响 图4铱含量对铂铱合金硬度的影响 图5铱含量对铂铱合金强度的影响

Ir含量对Pt-Ir合金的硬度影响如图4所示，Ir对Pt-Ir合金的强化作用。由图4及图5可以看出，Pt-Ir合金随Ir含量的增加，其强度硬度显著提高。退火态PtIr25合金强度达到850Mpa，维氏硬度达到230Mpa。由图3可以看出，Pt-Ir合金加工硬化显著，这些都给合金加工带来困难。因此Pt-Ir合金特别是PtIr25合金因铱含量高，加工难度大，为提高成品率和工作效率要选用热开坯。冷加工时道次加工率的选择及中间退火工艺等工艺尤为重要。

4 结语

（1）PtIr25合金原料纯度要选用99.9%以上的铂和铱，按名义成分配料。（2）PtIr25合金熔炼采用高频感应加热熔炼。（3）坯料要先进行热开坯，温度为1000-1300℃、总加工率约20%以上，然后进行冷轧和冷拉，道次加工率控制在5-10%以内，总加工率控制在60～80%以内。为防止合金轧裂，中间退火工艺具体如下：1150°～1250℃，保温40min，水淬。

参考文献：

[1] 黎鼎鑫 等.贵金属材料学[M].中南工大出版社，1991.

[2] 邓忠民，唐瑞芳.银及其合金的铸锭质量问题[J].贵金属，1984（02）.