CN101178958B - 超高张力铜线及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超高张力铜线及其制备方法，该方法包括步骤：①制备Al含量为0.1～0.63wt％的Cu-Al中间合金杆；②对Cu-Al中间合金杆进行冷轧处理；③拉拔Cu-Al中间合金杆以得到预定直径的Cu-Al合金线；④对Cu-Al合金线进行内氧化处理，得到Al2O3含量基本为0.2～1.2wt％的Cu-Al2O3合金线；和⑤拉拔所得Cu-Al2O3合金线以得到所需直径尺寸的超高张力铜线。由此制备的超高张力铜线具有良好的导电性和高的抗拉强度和软化温度，适用于尖端数字通讯设备、高保真导线和音圈线、超高磁场用水冷铜导线或接插件。本发明以Cu-Al合金线材整体内氧化法制备Al2O3弥散强化铜合金高张力丝，为我国高导电高张力铜合金丝的生产开辟了新的途径。

Description

超高张力铜线及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铜合金导线材料及其制备方法，更具体来说，本发明涉及尖端数字通讯设备、高保真导线和音圈线、超高磁场用水冷铜导线及接插件用超高张力铜线及其制备方法。
背景技术
超高张力铜线被广泛应用于尖端数字通讯设备、高保真导线和音圈线、超高磁场用水冷铜导线及接插件用铜合金导线等领域。目前我国用于生产该铜合金线的无氧铜合金杆主要依赖进口(以日本为主)。
采用内氧化法制备的氧化铝弥散强化铜合金因在铜基体中引入了细小弥散分布的氧化铝颗粒，从而使该合金在保持铜基体优越的导电性能的同时不仅具有高的室温强度和硬度而且具有优良的高温强度和硬度，而且成本较低、无污染，是理想的高张力丝用铜合金。然而氧化铝弥散强化铜合金的传统制备工艺由于采用内氧化法+粉末冶金法，需要进行大变形量的热挤压成型进行致密化处理，且该材料由于软化温度高(≥900℃)，变形抗力大，难以进行拉拔工序中间的退火处理，因此难以进行微细线材的生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高张力铜线及其制备方法，该铜线在具有良好导电性的同时，还具有高的抗拉强度和软化温度。
根据本发明的超高张力铜线的制备方法包括步骤：①制备Al含量为0.1～0.63wt％的Cu-Al中间合金杆；②对Cu-Al中间合金杆进行冷轧处理；③拉拔Cu-Al中间合金杆以得到预定直径的合金线；④对Cu-Al合金线进行内氧化处理，得到Al2O3含量基本为0.2～1.2wt％的Cu-Al2O3合金线；和⑤拉拔所得Cu-Al2O3合金线以得到所需直径尺寸的超高张力铜线。
本发明的超高张力铜线根据上述方法制得。
根据本发明制备的超高张力铜线的合金组分为：Al2O3：0.2～1.2wt％，余量为铜(杂质含量小于0.05％)。根据本发明制备的超高张力铜线可具有抗拉强度500～600Mpa、导电率达到80～95％IACS和软化温度≥900℃的优良特性。
具体实施方式
下面描述本发明的优选实施例。本发明的超高张力铜线的优选制备方法包括步骤：
(1)Cu-Al合金的熔炼连铸
将电解铜在感应电炉中熔化，熔化温度1150～1250℃，熔体用经焙烧的木炭覆盖，制备Cu-Al合金，其中Al含量为0.1～0.63wt％，余量为铜(以使得最终Cu-Al2O3合金中Al2O3含量基本为0.2～1.2wt％)，熔匀后形成Cu-Al合金熔体，采用上引连铸的方法制成Φ8mm～Φ25mm的Cu-Al中间合金杆。
(2)轧制
对直径大于Φ8mm的Cu-Al合金杆进行冷轧，改善杆坯的铸造组织缺陷，同时获得拉制理想杆坯。
(3)多道次拉拔
将轧制后的Cu-Al合金杆在拉拔机上经过多道次拉拔和中间退火(退火温度400～500℃，时间0.5～2h)工序得到Φ0.5mm～Φ2mm的Cu-Al合金线材。
(4)内氧化处理：将Φ0.5mm～Φ2m的铜铝合金线材放入炉胆内，并在炉胆底部加入比例为10～30wt％的氧源(氧源成份优选为：70wt％Cu2O粉+30wt％Al2O3粉)，通入高纯氮气，将炉胆内的空气排空后，关闭出口阀，保持氮气的压力为0.3～1MPa，升温至700～950℃，保温5～20h，期间Cu2O分解释放活性[O]，生成的[O]通过扩散到Cu-Al合金中，由于铝比铜易生成氧化物，因此Cu-Al合金中的铝被优先氧化成Al2O3，内氧化过程完成后，Cu-Al合金被氧化成Al2O3/Cu合金，其中Al2O3含量基本为0.2～1.2wt％，Cu2O粉末大多数分解为Cu粉末，此外尚残留有少量的Cu2O粉末。使用后的氧源取出炉胆后，作氧化处理后可重复使用，氧化处理方法为：将使用后的氧源放入箱式炉内加热氧化，温度为200～500℃，时间为20～50h。氧化完成后，取出粉末放入密闭炉胆内，在氮气保护下加热至650～850℃，保温1～3h，随炉冷却至室温出炉，即制得氧源；
(5)将Φ0.5mm～Φ2mm的氧化铝弥散强化铜合金线再进行多道次拉拔至Φ0.02mm～Φ0.5mm的超高张力铜线。
表1列出了根据本发明制备的铜线的主要性能。
表1
 Al2O3含量(wt％)   抗拉强度(Mpa)   导电率(％IACS)   软化温度(℃)
    0.2     500     95     ≥900
    0.6     550     88     ≥900
    1.2     600     80     ≥900
可以看到，本发明所得的超高张力铜线可具有抗拉强度500～600Mpa、导电率达到80～95％IACS和软化温度≥900℃的优良特性。
本发明具有如下优点：
1、具有优良的材料特性。经内氧化还原处理后的氧化铝弥散强化铜合金丝，由于在铜基体中引入了细小弥散分布的氧化铝颗粒，从而在保持铜基体优越的导电性能的同时，大幅度提高了铜合金丝的机械性能、耐磨性、耐高温和耐腐蚀等性能，得到的铜合金丝可具有抗拉强度500MPa～600Mpa，导电率80～95％IACS和软化温度≥900℃的优良特性。
2、本发明以铜铝合金线材整体内氧化法制备氧化铝弥散强化铜合金高张力丝，为我国高导电高张力铜合金丝的生产开辟了新的途径。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式/实施例仅用于说明目的，并非用于限制本发明。

Claims (1)

1.一种超高张力铜线的制备方法，包括步骤：
①采用上引连铸的方法制备Al含量为0.1～0.63wt％、直径为8mm～25mm的Cu-Al中间合金杆；
②对Cu-Al中间合金杆进行冷轧处理；
③通过多道次拉拔Cu-Al中间合金杆并在400～500℃退火Cu-Al中间合金杆0.5～2小时而得到直径为0.5mm～2mm的Cu-Al合金线；
④对Cu-Al合金线进行内氧化处理，得到Al2O3含量基本为0.2～1.2wt％的Cu-Al2O3合金线，其中所述内氧化处理包括：通过在密闭炉胆内通入高纯氮气且加热到700～950℃并保温5～20小时而使包含70wt％的Cu2O粉和30wt％的Al2O3粉的氧源中的Cu2O分解释放活性[O]而使Cu-Al合金线中的Al被内氧化成Al2O3；和
⑤通过多道次拉拔所得Cu-Al2O3合金线形成直径为0.02mm～0.5mm的超高张力铜线。
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