CN102699099B - 一种Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法如下：一、将Ag棒装入Nb管后一起置于Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；二、将Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端焊封；三、进行热挤压处理；四、拉拔，获得截面为正六边形的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；五、进行后续处理；六、将400根～500根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材集束组装后置于Cu包套中；七、重复步骤二至步骤六两次，重复步骤二至步骤四一次，最终获得Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材。本发明制备的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材具有良好的塑性变形性、室温抗拉性及优异的导电性，可应用于高磁场脉冲领域。
Description
技术领域
本发明属于金属基复合材料技术领域，具体涉及一种Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法。
背景技术
近年来，具有高强度高电导的铜基复合材料被广泛应用于磁场强度高于60T的非破坏脉冲强磁场中。为了承载磁体运行所需的巨大电流，通常要求材料的室温导电率大于65％IACS，室温抗拉强度大于1GPa。采用原位集束技术和集束拉拔技术制备的高强高导Cu-Nb复合线材成为其中代表性导体材料。集束拉拔技术作为该类材料的主流制备技术，主旨是通过大塑变形制备Cu-Nb复合材料，形成Cu/Nb界面有效阻止位错运动，以获得远超过混合定律预测值的高抗拉强度实验值。此时材料强度可达到1GPa，甚至更高，但由于大塑性变形以及基体导电的不连续性导致材料导电率相对较低。采用原位法制备的Cu-Ag复合线材也是脉冲磁体的典型导体材料。原位法技术主要通过起始阶段的Cu-Ag合金熔炼和后续的集束组装加工过程获得材料的高性能。Cu-Ag复合线材在经过中间热处理和大变形加工，也可获得较高的材料抗拉强度。然而，在Cu基体中添加的导电性能优异的Ag单质经过塑性变形形成了非连续Ag纤维，同时由于Cu-Ag合金中沉淀相的出现均影响了材料的电导特性，限制了材料导电率的提高。为了更好的满足高场脉冲磁场领域的材料需求，有针对性的开展新型铜复合材料的设计加工具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法。采用该方法制备的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材具有良好的塑性变形性、室温抗拉性，以及优异的导电性，可应用于高磁场脉冲领域。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将单根Ag棒装入Nb管中，然后一起置于第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；
步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中焊封后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套在温度为500℃～700℃的条件下保持2h～3h后进行挤压，保持挤压比为6.8～15，自然冷却后得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的横截面为直径为15.5mm～23mm的圆形；
步骤四、将步骤三中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材进行多道次拉拔，并在拉拔的过程中进行真空退火处理，得到横截面为正六边形的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；所述正六边形的对边距为2.2mm～2.4mm；当所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积s≥78.5mm2时，拉拔的道次加工率为20％～30％；当所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积s满足7.1mm2≤s<78.5mm2时，拉拔的道次加工率为10％～20％；当所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积s＜7.1mm2时，拉拔的道次加工率为6％～10％；当拉拔的总加工率达到85％～95％时，进行第一次真空退火处理，保持相邻两次真空退火处理之间的拉拔总加工率为85％～95％；
步骤五、采用常规方法将步骤四中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断、酸洗和烘干处理，得到处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；
步骤六、将400根～500根步骤五中处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套中，对装有400根～500根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有400根～500根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤七、将400根～500根步骤六中处理后的400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第三无氧Cu包套中，对装有400根～500根400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有400根～500根400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤八、将400根～500根步骤七中处理后的4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第四无氧Cu包套中，对装有400根～500根4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有400根～500根4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4003芯～5003芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4003芯～5003芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，最终得到Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；所述Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材中Nb的体积百分含量为15％～25％，Ag的体积百分含量为10％～20％，余量为Cu。
上述的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述Nb管的质量纯度≥99.9％。
上述的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述真空退火处理的制度为：退火温度为500℃～700℃，退火过程中控制真空度≤10-4Pa，退火时间为1.5h～2h。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明大幅增加了Nb-Cu界面，可获得Nb和Ag组元金属尺寸的纳米化，充分发挥了复合材料强化效果，同时Nb作为阻隔层避免了Cu和Ag的固溶扩散，通过连续单质Ag芯丝提高了Cu-Nb-Ag体系的整体导电性，使得复合线材的强度和导电率都显著优于传统经典方法制备的Cu-Nb复合线材。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材中Nb的体积百分含量为21.5％，Ag的体积百分含量为15.9％，余量为Cu。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将直径为30mm的单根Ag棒装入外径为46mm，内径为30mm且质量纯度≥99.9％的Nb管中，然后一起置于外径为60mm，内径为46mm的第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；
步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中焊封后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套在温度为700℃的条件下保持2h后进行挤压，保持挤压比为12，自然冷却后得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的横截面为直径为17.32mm的圆形；
步骤四、先将步骤三中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材进行15道次拉拔，各道次拉拔的道次加工率分别为：30％，30％，30％，25％，20％，20％，20％，20％，20％，20％，20％，18％，18％，15％，10％，拉拔至所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积为6.54mm2后，然后采用六方模具继续进行3道次拉拔，各道次加工率分别为：10％，8％，7％，得到对边距为2.40mm的正六边形的Cu-Nb-Ag三元单芯线材；在第7道次拉拔后进行一次真空退火处理，将拉拔后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材置于温度为500℃的真空退火炉中，在真空度≤10-4Pa的条件下退火2h；
步骤五、采用常规方法将步骤四中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断、酸洗和烘干处理，得到处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；
步骤六、将451根步骤五中处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套中，对装有451根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有451根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤七、将451根步骤六中处理后的451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第三无氧Cu包套中，对装有451根451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有451根451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤八、将451根步骤七中处理后的4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第四无氧Cu包套中，对装有451根4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有451根4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4513芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4513芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，最终得到Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的性能数据见表1。
实施例2
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材中Nb的体积百分含量为18％，Ag的体积百分含量为10％，余量为Cu。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将直径为24mm的单根Ag棒装入外径为41mm，内径为24mm且质量纯度≥99.9％的Nb管中，然后一起置于外径为60mm，内径为41mm的第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；
步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中焊封后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套在温度为500℃的条件下保持3h后进行挤压，保持挤压比为8，自然冷却后得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的横截面为直径为21.2mm的圆形；
步骤四、先将步骤三中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材进行19道次拉拔，各道次拉拔的道次加工率分别为：30％，30％，30％，25％，20％，20％，20％，20％，20％，20％，20％，18％，18％，15％，15％，15％，12％，10％，9％，拉拔至所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积为5.67mm2后，然后采用六方模具继续进行3道次拉拔，各道次加工率为：7％，6％，6％，得到对边距为2.32mm的正六边形的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；在第11道次拉拔后进行一次真空退火处理，将拉拔后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材置于温度为500℃的真空退火炉中，在真空度≤10-4Pa的条件下退火2h；
步骤五、采用常规方法将步骤四中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断、酸洗和烘干处理，得到处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；
步骤六、将499根步骤五中处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套中，对装有499根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有499根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到499芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后499芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到499芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对499芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的499芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤七、将499根步骤六中处理后的499芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第三无氧Cu包套中，对装有499根499芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有499根499芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4992芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4992芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到4992芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对4992芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的4992芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤八、将499根步骤七中处理后的4992芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第四无氧Cu包套中，对装有499根4992芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有499根4992芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4993芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4993芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，最终得到Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的性能数据见表1。
实施例3
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材中Nb的体积百分含量为15％，Ag的体积百分含量为20％，余量为Cu。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将直径为33.5mm的单根Ag棒装入外径为44mm，内径为33.5mm且质量纯度≥99.9％的Nb管中，然后一起置于外径为60mm，内径为44mm的第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；
步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中焊封后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套在温度为600℃的条件下保持2.5h后进行挤压，保持挤压比为12.46，自然冷却后得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的横截面为直径为17mm的圆形；
步骤四、先将步骤三中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材进行16道次拉拔，各道次拉拔的道次加工率分别为：30％，30％，25％，25％，20％，20％，20％，20％，20％，20％，20％，18％，18％，15％，10％，10％，拉拔至所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积为6.07mm2后，然后采用六方模具继续进行4道次拉拔，各道次加工率分别为：9％，8％，7％，7％，得到对边距为2.25mm的正六边形的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；在第7道次拉拔后进行一次真空退火处理，将拉拔后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材置于温度为500℃的真空退火炉中，在真空度≤10-4Pa的条件下退火2h；
步骤五、采用常规方法将步骤四中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断、酸洗和烘干处理，得到处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；
步骤六、将451根步骤五中处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材4集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套中，对装有451根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有451根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤七、将451根步骤六中处理后的451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第三无氧Cu包套中，对装有451根451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有451根451芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤八、将451根步骤七中处理后的4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第四无氧Cu包套中，对装有451根4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有451根4512芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4513芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4513芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，最终得到Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的性能数据见表1。
实施例4
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材中Nb的体积百分含量为23％，Ag的体积百分含量为12％，余量为Cu。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将直径为36mm的单根Ag棒装入外径为44.5mm，内径为36mm且质量纯度≥99.9％的Nb管中，然后一起置于外径为60mm，内径为44.5mm的第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；
步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中焊封后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套在温度为600℃的条件下保持3h后进行挤压，保持挤压比为6.81，自然冷却后得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的横截面为直径为23mm的圆形；
步骤四、先将步骤三中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材进行20道次拉拔，各道次拉拔的道次加工率分别为：30％，30％，30％，28％，25％，20％，20％，20％，20％，18％，18％，18％，18％，18％，18％，18％，15％，8％，7％，6％，拉拔至所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积为5.37mm2后，然后采用六方模具以6％的道次加工率继续进行2道次拉拔，得到对边距为2.34mm的正六边形的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；在第6道次拉拔后进行第一次真空退火处理，在第16道次拉拔后进行第二次真空退火处理，将拉拔后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材置于温度为427℃的真空退火炉中，在真空度≤10-4Pa的条件下退火2h；
步骤五、采用常规方法将步骤四中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断、酸洗和烘干处理，得到处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；
步骤六、将427根步骤五中处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套中，对装有427根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有427根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到427芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对427芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到427芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对427芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的427芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤七、将427根步骤六中处理后的427芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第三无氧Cu包套中，对装有427根427芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有427根427芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4272芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4272芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到4272芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对4272芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的4272芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤八、将427根步骤七中处理后的4272芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第四无氧Cu包套中，对装有427根4272芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有427根4272芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4273芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4273芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，最终得到Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的性能数据见表1。
实施例5
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材中Nb的体积百分含量为25％，Ag的体积百分含量为19％，余量为Cu。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将直径为32mm的单根Ag棒装入外径为49mm，内径为32mm且质量纯度≥99.9％的Nb管中，然后一起置于外径为60mm，内径为49mm的第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；
步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中焊封后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套在温度为500℃的条件下保持2h后进行挤压，保持挤压比为10，自然冷却后得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的横截面为直径为18.98mm的圆形；
步骤四、先将步骤三中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材进行18道次拉拔，各道次拉拔的道次加工率分别为：30％，30％，30％，28％，20％，20％，20％，20％，20％，20％，18％，18％，18％，18％，15％，10％，9％，6％，拉拔至所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积为5.41mm2后，然后采用六方模具继续进行3道次拉拔，拉拔的道次加工率均为6％，得到对边距为2.28mm的正六边形的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；在第10道次拉拔后进行一次真空退火处理，将拉拔后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材置于温度为500℃的真空退火炉中，在真空度≤10-4Pa的条件下退火2h；
步骤五、采用常规方法将步骤四中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断、酸洗和烘干处理，得到处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；
步骤六、将403根步骤五中处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套中，对装有403根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有403根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到403芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对403芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到403芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对403芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的403芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤七、将403根步骤六中处理后的403芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第三无氧Cu包套中，对装有403根403芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有403根403芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4032芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4032芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到4032芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对4032芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的4032芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤八、将403根步骤七中处理后的4032芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第四无氧Cu包套中，对装有403根4032芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有403根4032芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4033芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4033芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，最终得到Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的性能数据见表1。
实施例6
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材中Nb的体积百分含量为25％，Ag的体积百分含量为19％，余量为Cu。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将直径为32mm的单根Ag棒装入外径为49mm，内径为32mm且质量纯度≥99.9％的Nb管中，然后一起置于外径为60mm，内径为49mm的第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；
步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中焊封后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套在温度为500℃的条件下保持3h后进行挤压，保持挤压比为15，自然冷却后得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的横截面为直径为15.5mm的圆形；
步骤四、先将步骤三中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材进行15道次拉拔，各道次拉拔的道次加工率分别为：30％，28％，28％，20％，20％，20％，20％，20％，18％，18％，18％，18％，18％，15％，8％，拉拔至所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积为6.49mm2后，然后采用六方模具继续进行6道次拉拔，道次加工率分别为：8％，8％，7％，6％，6％，6％，得到对边距为2.21mm的正六边形Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；在第10道次拉拔后进行一次真空退火处理，将拉拔后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材置于温度为500℃的真空退火炉中，在真空度≤10-4Pa的条件下退火2h；
步骤五、采用常规方法将步骤四中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断、酸洗和烘干处理，得到处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；
步骤六、将475根步骤五中处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套中，对装有475根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有475根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到475芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对475芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到475芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对475芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的475芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤七、将475根步骤六中处理后的475芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第三无氧Cu包套中，对装有475根475芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有475根475芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4752芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4752芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到4752芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对4752芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的4752芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤八、将475根步骤七中处理后的4752芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第四无氧Cu包套中，对装有475根4752芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有475根4752芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4753芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4753芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，最终得到Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材。
本实施例的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的性能数据见表1。
表1本发明的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的性能数据结果
*总体真应变η＝ln(A0/A)，式中A为Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的最终横截面积，A0为Cu-Nb-Ag三元棒材的初始横截面积。
由表1可知，本发明的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的总体真应变为24.5～25.1，其在25℃室温条件下的抗拉强度为1.0GPa～1.2GPa，其电导率为70％IACS～74％IACS，说明本发明的Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材具有良好的塑性变形性、室温抗拉性，以及优异的导电性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将单根Ag棒装入Nb管中，然后一起置于第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套；
步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中焊封后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合包套在温度为500℃～700℃的条件下保持2h～3h后进行挤压，保持挤压比为6.8～15，自然冷却后得到Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的横截面为直径为15.5mm～23mm的圆形；
步骤四、将步骤三中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材进行多道次拉拔，并在拉拔的过程中进行真空退火处理，得到横截面为正六边形的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；所述正六边形的对边距为2.2mm～2.4mm；当所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积s≥78.5mm2时，拉拔的道次加工率为20％～30％；当所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积s满足7.1mm2≤s<78.5mm2时，拉拔的道次加工率为10％～20％；当所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合棒材的截面积s＜7.1mm2时，拉拔的道次加工率为6％～10％；当拉拔的总加工率达到85％～95％时，进行第一次真空退火处理，保持相邻两次真空退火处理之间的拉拔总加工率为85％～95％；
步骤五、采用常规方法将步骤四中所述Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断、酸洗和烘干处理，得到处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材；
步骤六、将400根～500根步骤五中处理后的Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套中，对装有400根～500根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有400根～500根Cu-Nb-Ag三元单芯复合线材的第二无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤七、将400根～500根步骤六中处理后的400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第三无氧Cu包套中，对装有400根～500根400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有400根～500根400芯～500芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第三无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，得到4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材，之后对4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材重复步骤五中所述的矫直、定尺、截断、酸洗和烘干的加工工艺，得到处理后的4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；
步骤八、将400根～500根步骤七中处理后的4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材集束组装在一起，然后置于第四无氧Cu包套中，对装有400根～500根4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤二中所述的真空电子束焊封的加工工艺，再对焊封后的装有400根～500根4002芯～5002芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的第四无氧Cu包套重复步骤三中所述的挤压加工工艺，得到4003芯～5003芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材，然后对4003芯～5003芯Cu-Nb-Ag三元多芯复合棒材重复步骤四中所述的拉拔并在拉拔过程中进行真空退火处理的加工工艺，最终得到Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材；所述Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材中Nb的体积百分含量为15％～25％，Ag的体积百分含量为10％～20％，余量为Cu。
2.根据权利要求1所述Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述Nb管的质量纯度≥99.9％。
3.根据权利要求1所述Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述真空退火处理的制度为：退火温度为500℃～700℃，退火过程中控制真空度≤10-4Pa，退火时间为1.5h～2h。
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