CN104046814A - 一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法，其各元素成分的重量百分比如下：Ni1.5-2.5、Sn0.4-0.8、Si0.3-0.6、Mg0.25-0.35、Cr0.1-0.2、Mn0.05-0.15、Co0.07-0.13、Fe0.05-0.1、Hf0.04-0.08、W0.03-0.05、Y0.025-0.035、Sc0.01-0.02、P0.005-0.015，余量为铜及不可避免的杂质。本发明通过添加微量的Hf、W、Y、Sc等元素，能够有效提高铜合金的电导率和机械强度，改善伸长性能，增强耐折性能，这样可以在保证电线的通电容量和耐折性能的前提下，实现导线直径的减小和重量的减轻。

Description

一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法，属于铜合金制造技术领域。
背景技术
目前汽车工业使用的导线主要为软铜线或其上镀有锡等的铜线绞合形成的捻线，近年来，随着对环境保护、资源节约意识的提高，因此开始减小电线导体的直径以减轻重量和节省材料，但是电线导体直径的减小会导致耐折性能和通电容量下降。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法，提高铜合金的拉伸强度和电导率，使得在减小导线直径的情况下保证通电容量的同时也保证或提高耐折性能。
本发明采用的技术方案如下：
 一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1150-1200℃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20-30min，扒渣后保温15-25min；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：Ni 1.5-2.5、Sn 0.4-0.8、Si 0.3-0.6、Mg 0.25-0.35、Cr 0.1-0.2、Mn 0.05-0.15、Co 0.07-0.13、Fe 0.05-0.1、Hf 0.04-0.08、W 0.03-0.05、Y 0.025-0.035、Sc 0.01-0.02、P 0.005-0.015，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1160-1220℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以150-200℃/h速率升温至350-400℃，保温3-5h，再以120-150℃/h速率升温至630-680℃，保温2-3h，再以180-240℃/h速率升温至930-960℃，保温1-2h；然后以280-320℃/h速率降温至520-550℃，保温3-4h，再用0-3℃冰盐水淬火至160-180℃，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100-120℃/h速率升温至220-240℃，保温3-6h，再以80-100℃/h速率升温至380-420℃，保温2-3h；然后以60-80℃/h速率降温至250-280℃，保温3-4h，再以130-150℃/h速率升温至460-490℃，保温1-2h；然后以100-120℃/h速率降温至310-330℃，保温2-3h，再以50-70℃/h速率降温至160-190℃，保温4-8h，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：
本发明通过添加微量的Hf、W、Y 、Sc等元素，能够有效提高铜合金的电导率和机械强度，改善伸长性能，增强耐折性能，这样可以在保证电线的通电容量和耐折性能的前提下，实现导线直径的减小和重量的减轻。
具体实施方式
 一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铜块加入熔炼炉中并升温至1180℃下熔化，然后升温至1240℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1220℃加入精炼剂精炼25min，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：Ni 1.5-2.5、Sn 0.4-0.8、Si 0.3-0.6、Mg 0.25-0.35、Cr 0.1-0.2、Mn 0.05-0.15、Co 0.07-0.13、Fe 0.05-0.1、Hf 0.04-0.08、W 0.03-0.05、Y 0.025-0.035、Sc 0.01-0.02、P 0.005-0.015，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1200℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以180℃/h速率升温至380℃，保温4h，再以140℃/h速率升温至650℃，保温2h，再以220℃/h速率升温至940℃，保温1h；然后以300℃/h速率降温至550℃，保温3h，再用2℃冰盐水淬火至160℃，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120℃/h速率升温至230℃，保温4h，再以90℃/h速率升温至390℃，保温3h；然后以70℃/h速率降温至260℃，保温3h，再以140℃/h速率升温至480℃，保温1.5h；然后以110℃/h速率降温至320℃，保温2h，再以60℃/h速率降温至180℃，保温6h，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 4、光卤石 5、氟化钙 3、锰矿渣 6、氟钛酸钾 3、明矾粉 2.5、冰晶石粉 2、纳米氮化硅 1.5、氯化钾 3、硅烷偶联剂KH-550 1.5；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入535℃下煅烧3h，取出粉碎过300目筛；加水打浆制成50%的浆液，然后加浓度为18%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5，2500rpm高速研磨25min，用浓度为16%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，2000rpm高速搅拌8min，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518Mpa，屈服强度为421Mpa，延伸率23%，导电率IACS（20℃）88%。

Claims (2)

1.一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法，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1150-1200℃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20-30min，扒渣后保温15-25min；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：Ni 1.5-2.5、Sn 0.4-0.8、Si 0.3-0.6、Mg 0.25-0.35、Cr 0.1-0.2、Mn 0.05-0.15、Co 0.07-0.13、Fe 0.05-0.1、Hf 0.04-0.08、W 0.03-0.05、Y 0.025-0.035、Sc 0.01-0.02、P 0.005-0.015，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1160-1220℃，然后采用连铸连轧成铜合金杆，将制得的铜合金杆以150-200℃/h速率升温至350-400℃，保温3-5h，再以120-150℃/h速率升温至630-680℃，保温2-3h，再以180-240℃/h速率升温至930-960℃，保温1-2h；然后以280-320℃/h速率降温至520-550℃，保温3-4h，再用0-3℃冰盐水淬火至160-180℃，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100-120℃/h速率升温至220-240℃，保温3-6h，再以80-100℃/h速率升温至380-420℃，保温2-3h；然后以60-80℃/h速率降温至250-280℃，保温3-4h，再以130-150℃/h速率升温至460-490℃，保温1-2h；然后以100-120℃/h速率降温至310-330℃，保温2-3h，再以50-70℃/h速率降温至160-190℃，保温4-8h，空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的一种汽车工业用高耐折铜合金导线的制备方法，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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