CN104046813A - 一种汽车电线电缆用高强高导铜合金线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车电线电缆用高强高导铜合金线的制备方法，其各元素成分的重量百分比如下：Zn1.5-2.5、Cr0.8-1.6、Ni0.5-1.0、Mn0.3-0.6、Ag0.25-0.35、Ti0.1-0.2、Nb0.04-0.08、Sb0.03-0.05、B0.015-0.025、Te0.005-0.015、Ce0.03-0.04、Tm0.02-0.03、S0.005-0.01、P0.003-0.005，余量为铜及不可避免的杂质。本发明方法不仅可以大幅提高铜合金线的机械强度，而且同时保持了优良的导电性能，有效解决了铜合金线机械强度和导电性相互矛盾的问题；同时制备快速，工艺简单、环保，成本低，效率高且易控制，可实现自动化大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车电线电缆用高强高导铜合金线的制备方法，属于铜合金制造技术领域。
背景技术
铜合金线具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性，广泛应用汽车电线电缆。近年来, 随着汽车工业的迅速发展，对铜合金线的性能提出了更高的要求。然而现有铜合金线的强度与导电率往往成反比关系, 相互矛盾,影响其使用性能，因此, 亟待开发出高强高导铜合金线, 以适应市场需求。
发明内容
为了解决现有的铜合金线机械强度和导电性相互矛盾的问题，本发明提供一种汽车电线电缆用高强高导铜合金线的制备方法，同时提高铜合金线的机械强度和导电率。
本发明采用的技术方案如下：
一种汽车电线电缆用高强高导铜合金线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1180-1240℃下熔化，然后升温至1220-1260℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1200-1250℃加入精炼剂精炼25-30min，扒渣后保温15-20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Zn 1.5-2.5、Cr 0.8-1.6、Ni 0.5-1.0、Mn 0.3-0.6、Ag 0.25-0.35、Ti 0.1-0.2、Nb 0.04-0.08、Sb 0.03-0.05、B 0.015-0.025、Te 0.005-0.015、Ce 0.03-0.04、Tm 0.02-0.03、S 0.005-0.01、P 0.003-0.005，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1150-1200℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以200-250℃/h速率升温至480-520℃，保温3-4h，再以150-180℃/h速率升温至740-780℃，保温2-3h；再以100-120℃/h速率升温至850-900℃，保温1-2h；然后以160-220℃/h速率降温至650-680℃，保温2-3h，再以120-150℃/h速率降温至530-560℃，保温3-5h；然后以220-260℃/h速率升温至920-960℃，保温1-1.5h，再以240-280℃/h速率降温至460-490℃，保温3-4h，再以150-200℃/h速率降温至240-260℃，用0-3℃冰盐水淬火至120-150℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
（3）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以80-90℃/h速率升温至180-220℃，保温4-8h，再以100-120℃/h速率升温至350-380℃，保温3-4h；然后以70-80℃/h速率降温至240-260℃，保温4-5h，再以100-120℃/h速率升温至460-480℃，保温1-2h，再以80-100℃/h速率降温至280-320℃，保温3-4h，再以60-70℃/h速率降温至140-160℃，保温5-10h，空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：蛭石 2-3、高岭土 4-6、光卤石 3-5、氟化钙 2-3、锰矿渣 3-6、氟钛酸钾 2-4、明矾粉 1.5-2.5、冰晶石粉 2-3、纳米氮化硅 1-2、氯化钾 3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
本发明的有益效果：
本发明方法不仅可以大幅提高铜合金线的机械强度，而且同时保持了优良的导电性能，有效解决了铜合金线机械强度和导电性相互矛盾的问题；同时制备快速，工艺简单、环保，成本低，效率高且易控制，可实现自动化大规模生产。
具体实施方式
一种汽车电线电缆用高强高导铜合金线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1220℃下熔化，然后升温至1250℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1230℃加入精炼剂精炼30min，扒渣后保温20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Zn 1.5-2.5、Cr 0.8-1.6、Ni 0.5-1.0、Mn 0.3-0.6、Ag 0.25-0.35、Ti 0.1-0.2、Nb 0.04-0.08、Sb 0.03-0.05、B 0.015-0.025、Te 0.005-0.015、Ce 0.03-0.04、Tm 0.02-0.03、S 0.005-0.01、P 0.003-0.005，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1180℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以240℃/h速率升温至480℃，保温4h，再以160℃/h速率升温至750℃，保温2h；再以120℃/h速率升温至880℃，保温1.5h；然后以180℃/h速率降温至660℃，保温3h，再以140℃/h速率降温至540℃，保温4h；然后以250℃/h速率升温至930℃，保温1.5h，再以270℃/h速率降温至480℃，保温3h，再以180℃/h速率降温至250℃，用1℃冰盐水淬火至140℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
（3）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以90℃/h速率升温至210℃，保温6h，再以120℃/h速率升温至360℃，保温3h；然后以80℃/h速率降温至250℃，保温4h，再以100℃/h速率升温至470℃，保温1h，再以80℃/h速率降温至320℃，保温3h，再以70℃/h速率降温至150℃，保温8h，空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量（kg）的原料：蛭石 3、高岭土 6、光卤石5、氟化钙 2、锰矿渣 4、氟钛酸钾 3、明矾粉 2、冰晶石粉 3、纳米氮化硅 1、氯化钾 3、硅烷偶联剂KH-550 1；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入545℃下煅烧2h，取出粉碎过300目筛；加水打浆制成50%的浆液，然后加浓度为16%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5，2000rpm高速研磨30min，用浓度为18%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500rpm高速搅拌10min，烘干，粉碎，过300目筛即可。
制得的铜合金线经检验，其主要性能为：抗拉强度537Mpa，屈服强度为441Mpa，延伸率25%，导电率IACS（20℃）94%。
Claims (2)
1.一种汽车电线电缆用高强高导铜合金线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1180-1240℃下熔化，然后升温至1220-1260℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1200-1250℃加入精炼剂精炼25-30min，扒渣后保温15-20min；再对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Zn 1.5-2.5、Cr 0.8-1.6、Ni 0.5-1.0、Mn 0.3-0.6、Ag 0.25-0.35、Ti 0.1-0.2、Nb 0.04-0.08、Sb 0.03-0.05、B 0.015-0.025、Te 0.005-0.015、Ce 0.03-0.04、Tm 0.02-0.03、S 0.005-0.01、P 0.003-0.005，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）铜合金液温度调整至1150-1200℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以200-250℃/h速率升温至480-520℃，保温3-4h，再以150-180℃/h速率升温至740-780℃，保温2-3h；再以100-120℃/h速率升温至850-900℃，保温1-2h；然后以160-220℃/h速率降温至650-680℃，保温2-3h，再以120-150℃/h速率降温至530-560℃，保温3-5h；然后以220-260℃/h速率升温至920-960℃，保温1-1.5h，再以240-280℃/h速率降温至460-490℃，保温3-4h，再以150-200℃/h速率降温至240-260℃，用0-3℃冰盐水淬火至120-150℃，然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线；
（3）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以80-90℃/h速率升温至180-220℃，保温4-8h，再以100-120℃/h速率升温至350-380℃，保温3-4h；然后以70-80℃/h速率降温至240-260℃，保温4-5h，再以100-120℃/h速率升温至460-480℃，保温1-2h，再以80-100℃/h速率降温至280-320℃，保温3-4h，再以60-70℃/h速率降温至140-160℃，保温5-10h，空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的一种汽车电线电缆用高强高导铜合金线的制备方法，其特征在于，所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：蛭石 2-3、高岭土 4-6、光卤石 3-5、氟化钙 2-3、锰矿渣 3-6、氟钛酸钾 2-4、明矾粉 1.5-2.5、冰晶石粉 2-3、纳米氮化硅 1-2、氯化钾 3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
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