CN104046832A - 一种汽车发电机用高导电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发电机用高导电铜合金线的制备方法，其各元素成分的重量百分比如下：Zn0.4-0.8、Mg0.3-0.6、Fe0.1-0.2、Ag0.08-0.16、Se0.2-0.4、Ca0.15-0.25、V0.06-0.12、Bi0.05-0.08、Ce0.02-0.03、Sm0.01-0.02、P0.005-0.01，余量为铜及不可避免的杂质。本发明在保证铜合金线材抗拉强度的前提下，制得的铜合金线的导电率达到了铜银合金的同样水平，远高于铜锡、高含量铜镁合金等其他铜合金线，抗拉强度≥480MPa，导电率≥90%IACS，延伸率≥15%。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车发电机用高导电铜合金线的制备方法，属于铜合金制造技术领域。
背景技术
铜合金线由于具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性，广泛应用于汽车发电机导线，近年来, 随着汽车工业的迅速发展，对铜合金线的导电性能提出了更高的要求，因此, 亟待开发出高导电铜合金线, 以适应市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车发电机用高导电铜合金线的制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种汽车发电机用高导电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1120-1160℃下熔化，然后升温至1180-1240℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1160-1220℃加入精炼剂精炼20-35min，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：Zn 0.4-0.8、Mg 0.3-0.6、Fe 0.1-0.2、Ag 0.08-0.16、Se 0.2-0.4、Ca 0.15-0.25、V 0.06-0.12、Bi 0.05-0.08、Ce 0.02-0.03、Sm 0.01-0.02、P 0.005-0.01，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）按铜块投料重量的0.3-0.5%向炉中投入Al-Fe-Ni-Mo合金块熔化，合金块中Al、Fe、Ni、Mo元素的质量比为4-6：3-5：1-2：0.5-1，搅拌30-40min；然后调温至1220-1240℃，再加入精炼剂精炼20-25min，除渣后保温15-20min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
（4）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以120-150℃/h速率升温至280-320℃，保温3-4h，再以70-80℃/h速率升温至420-440℃，保温1-2h；然后以180-220℃/h速率降温至160-180℃，保温4-6h，再以80-100℃/h速率升温至330-350℃，保温2-3h，再以50-60℃/h速率降温至110-140℃，保温3-5h，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：海泡石 3-5、萤石 1-2、蒙脱石 2-3、碳酸钠 3-4、氟硅酸钠 4-6、二硼化钒 2-2.5、刚玉粉 1-2、树木灰烬 2-3、纳米氮化硅 1.5-2.5、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入510-540℃下煅烧3-5h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成40-50%的浆液，然后加浓度为10-15%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.5，2000-3000rpm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，1000-1500rpm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：
本发明通过优化铜合金中Mg/Ag的比例，添加少量的Ce、Sm 、Se等修饰元素，在保证铜合金线材抗拉强度的前提下，提高其导电率，该铜合金线的导电率达到了铜银合金的同样水平，远高于铜锡、高含量铜镁合金等其他铜合金线，抗拉强度≥480MPa，导电率≥90%IACS，延伸率≥20%。
具体实施方式
一种汽车发电机用高导电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1150℃下熔化，然后升温至1220℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1180℃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：Zn 0.4-0.8、Mg 0.3-0.6、Fe 0.1-0.2、Ag 0.08-0.16、Se 0.2-0.4、Ca 0.15-0.25、V 0.06-0.12、Bi 0.05-0.08、Ce 0.02-0.03、Sm 0.01-0.02、P 0.005-0.01，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）按铜块投料重量的0.4%向炉中投入Al-Fe-Ni-Mo合金块熔化，合金块中Al、Fe、Ni、Mo元素的质量比为5：4：1：0.5，搅拌35min；然后调温至1240℃，再加入精炼剂精炼20min，除渣后保温15min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
（4）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以150℃/h速率升温至320℃，保温3h，再以80℃/h速率升温至430℃，保温1h；然后以200℃/h速率降温至180℃，保温4h，再以900℃/h速率升温至340℃，保温2h，再以60℃/h速率降温至130℃，保温4h，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：海泡石 3、萤石 2、蒙脱石 3、碳酸钠 4、氟硅酸钠 5、二硼化钒 2、刚玉粉 1、树木灰烬 2、纳米氮化硅 2.5、硅烷偶联剂KH-550 1.5；b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入520℃下煅烧4h，取出粉碎过300目筛；加水打浆制成45%的浆液，然后加浓度为12%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5，2500rpm高速研磨20min，用浓度为15%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5min，烘干，粉碎，过400目筛即可。
制得的铜合金线经检验，其主要性能为：抗拉强度514Mpa，屈服强度为397Mpa，延伸率25%，导电率IACS（20℃）94%。
Claims (2)
1.一种汽车发电机用高导电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1120-1160℃下熔化，然后升温至1180-1240℃，加入相关合金配料成分，搅拌均匀，待全部熔化后，调温至1160-1220℃加入精炼剂精炼20-35min，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：Zn 0.4-0.8、Mg 0.3-0.6、Fe 0.1-0.2、Ag 0.08-0.16、Se 0.2-0.4、Ca 0.15-0.25、V 0.06-0.12、Bi 0.05-0.08、Ce 0.02-0.03、Sm 0.01-0.02、P 0.005-0.01，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）按铜块投料重量的0.3-0.5%向炉中投入Al-Fe-Ni-Mo合金块熔化，合金块中Al、Fe、Ni、Mo元素的质量比为4-6：3-5：1-2：0.5-1，搅拌30-40min；然后调温至1220-1240℃，再加入精炼剂精炼20-25min，除渣后保温15-20min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以120-150℃/h速率升温至280-320℃，保温3-4h，再以70-80℃/h速率升温至420-440℃，保温1-2h；然后以180-220℃/h速率降温至160-180℃，保温4-6h，再以80-100℃/h速率升温至330-350℃，保温2-3h，再以50-60℃/h速率降温至110-140℃，保温3-5h，空冷至室温即可。
2. 根据权利要求1所述的一种汽车发电机用高导电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：海泡石 3-5、萤石 1-2、蒙脱石 2-3、碳酸钠 3-4、氟硅酸钠 4-6、二硼化钒 2-2.5、刚玉粉 1-2、树木灰烬 2-3、纳米氮化硅 1.5-2.5、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入510-540℃下煅烧3-5h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成40-50%的浆液，然后加浓度为10-15%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.5，2000-3000rpm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，1000-1500rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
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