CN104060120A - 高强度铜合金线材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.6-0.9％、Cr 0.5-0.8％、Mn 0.3-0.4％、Sn 0.6-0.8％、Si 0.4-0.5％、Nb 0.3-0.4％、Mo 0.07-0.08％、Fe 0.06-0.07％、Co 0.04-0.05％、Ce 0.04-0.05％和Y 0.02-0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。制备工艺易于操作、可行、生产成本低，适用于中小批量高强高导铜合金线材的生产。采用该工艺制备的高强高导铜合金线材的抗拉强度大于520MPa和导电率大于80％，关系配合良好。
Description
技术领域
本发明涉及高强度铜合金线材的制备方法，属于铜合金制造领域。
背景技术
由于铜合金具有较多优良的性能，因而在国民经济的有着广泛的的用途，如机械、电子、汽车、电力、通信、交通和轻工部门铜线材的消费量都很大，2009年，我国的铜线材统计产能为79万吨，实际产能57万吨，产能利用率为不高，现有技术中的铜导线电导率与强度难以同时到达高标准，并且耐候性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供高强度铜合金线材的制备方法，使线材能得到充分的保护，延长其使用寿命，并具有高强度和高导电率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
提供高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.6-0.9％、Cr 0.5-0.8％、Mn 0.3-0.4％、Sn 0.6-0.8％、Si 0.4-0.5％、Nb 0.3-0.4％、Mo 0.07-0.08％、Fe 0.06-0.07％、Co 0.04-0.05％、Ce 0.04-0.05％、Y 0.02-0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
所述的高强度铜合金线材，所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.9％、Cr 0.8％、Mn 0.4％、Sn 0.8％、Si 0.5％、Nb 0.4％、Mo 0.08％、Fe 0.07％、Co 0.05％、Ce 0.05％、Y 0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
所述的高强度铜合金线材，所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.6％、Cr 0.5％、Mn 0.3％、Sn 0.6％、Si 0.4％、Nb 0.3％、Mo 0.07％、Fe 0.06％、Co 0.04％、Ce 0.04％、Y 0.02％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
所述的高强度铜合金线材，所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.7％、Cr 0.6％、Mn 0.35％、Sn 0.7％、Si 0.45％、Nb 0.35％、Mo 0.075％、Fe 0.065％、Co 0.045％、Ce 0.045％、Y 0.025％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.6-0.9％、Cr 0.5-0.8％、Mn 0.3-0.4％、Sn 0.6-0.8％、Si 0.4-0.5％、Nb 0.3-0.4％、Mo 0.07-0.08％、Fe 0.06-0.07％、Co 0.04-0.05％、Ce 0.04-0.05％、Y 0.02-0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂，
高强度铜合金线材制备方法为：
（1）将高纯阴极铜加入感应电炉，控制炉内的温度在1135～1140℃；待铜完全熔化后,将铜-镁中间合金和铜-锡中间合金加入感应电炉，熔化温度控制在1140～1145℃；待合金充分熔化后将其他元素组分加入铜熔体中进行熔炼；
（2）将铜合金熔融液进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作覆盖剂，覆盖剂层厚为130-140mm，熔铸温度为1230-1250℃，上引铜杆速度为200-250mm/min，上引铜杆的直径为φ30-35mm；
（3）固溶处理：将铸造成型的合金，进行热处理，加热温度940－960℃，保温时间为4-5h，出炉，出炉后空气冷却至常温；
（4）挤压：在挤压机上将毛坯铜合金杆经摩擦挤压成形制成挤压铜合金线坯；挤压机腔体内压力：800Mpa；
（5）拉拔减径：将上述铜合金线坯，用拉丝机继续进行拉拔减 径，在拉丝机上用85-95m/min的速度、9～10％的减径率拉拔铜合金线坯，最终达到直径为2.5mm；将线坯在300-350℃保温2小时，之后，调整拉拔速度为150-200m/min、减径率为14-15％进行拉拔至直径为1.5mm；将线坯在370-380℃保温4小时，再调整拉拔速度为100-130m/min、减径率为17-18％进行拉拔至直径0.7mm；
（6）时效处理：拉拔后，将铜合金线材进行时效处理，时效温度470-480℃，时效时间8-10h；
（7）将铜合金线材进行锌合金包覆，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.6-0.8％、Mg 0.3-0.4％、Cr 0.1-0.2％、Ce 0.07-0.08％和Y 0.06-0.07％，V 0.05-0.06％，余量为锌；
（8）包覆后的铜合金线材在350-370℃保温10小时，得到最终产品。
所述的高强度铜合金线材的制备方法，步骤（8）中的保温温度为360℃。
所述的高强度铜合金线材的制备方法，步骤（3）中的加热温度950℃，保温时间为4.5h。
所述的高强度铜合金线材的制备方法，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.7％、Mg 0.35％、Cr 0.15％、Ce 0.075％、Y 0.065％、V 0.055％，余量为锌。
所述的高强度铜合金线材的制备方法，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.6％、Mg 0.3％、Cr 0.1％、Ce 0.07％，Y 0.06％，V 0.05％，余量为锌。
所述其他元素组分加入可通过其他元素与铜形成的中间合金加入到铜熔体中。
本发明的有益效果：
1、制备工艺易于操作、可行、生产成本低，适用于中小批量高强高导铜合金线材的生产。
2、采用该工艺制备的高强高导铜合金线材的抗拉强度大于520MPa和导电率大于80％，关系配合良好。
3、通过对铜合金线材包覆锌合金提高铜合金线材的耐候性，有效延长了其使用寿命。
具体实施方式
实施例1：
提供一种高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.6％、Cr 0.5％、Mn 0.3％、Sn 0.6％、Si 0.4％、Nb 0.3％、Mo 0.07％、Fe 0.06％、Co 0.04％、Ce 0.04％、Y 0.02％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂；
高强度铜合金线材制备方法为：
（1）将高纯阴极铜加入感应电炉，控制炉内的温度在1135℃；待铜完全熔化后,将铜-镁中间合金和铜-锡中间合金加入感应电炉，熔化温度控制在1140℃；待合金充分熔化后将其他元素组分加入铜熔体中进行熔炼；
（2）将铜合金熔融液进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作覆盖剂，覆盖剂层厚为130mm，熔铸温度为1250℃，上引铜杆速度为200mm/min，上引铜杆的直径为φ30mm；
（3）固溶处理：将铸造成型的合金，进行热处理，加热温度940℃，保温时间为4h，出炉，出炉后空气冷却至常温；
（4）挤压：在挤压机上将毛坯铜合金杆经摩擦挤压成形制成挤压铜合金线坯；挤压机腔体内压力：800Mpa；
（5）拉拔减径：将上述铜合金线坯，用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用85m/min的速度、9～10％的减径率拉拔铜合金线坯，最终达到直径为2.5mm；将线坯在300℃保温2小时，之后，调整拉拔速度为150m/min、减径率为14-15％进行拉拔至直径为1.5mm；将线坯在370℃保温4小时，再调整拉拔速度为100m/min、减径率为17-18％进行拉拔至直径0.7mm；
（6）时效处理：拉拔后，将铜合金线材进行时效处理，时效温度470℃，时效时间8h；
（7）将铜合金线材进行锌合金包覆，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.6％、Mg 0.3％、Cr 0.1％、Ce 0.07％，Y 0.06％和V 0.05％，余量为锌；
（8）包覆后的铜合金线材在350℃保温10小时，得到最终产品。
经测试铜合金线材的抗拉强度528MPa和导电率82％。
实施例2：
提供一种高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.9％、Cr 0.8％、Mn 0.4％、Sn 0.8％、Si 0.5％、Nb 0.4％、Mo 0.08％、Fe 0.07％、Co 0.05％、Ce 0.05％、Y 0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂；
高强度铜合金线材制备方法为：
（1）将高纯阴极铜加入感应电炉，控制炉内的温度在1140℃；待铜完全熔化后,将铜-镁中间合金和铜-锡中间合金加入感应电炉，熔化温度控制在1145℃；待合金充分熔化后将其他元素组分加入铜熔体中进行熔炼；
（2）将铜合金熔融液进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作覆盖剂，覆盖剂层厚为140mm，熔铸温度为1230℃，上引铜杆速度为250mm/min，上引铜杆的直径为φ35mm；
（3）固溶处理：将铸造成型的合金，进行热处理，加热温度960℃，保温时间为5h，出炉，出炉后空气冷却至常温；
（4）挤压：在挤压机上将毛坯铜合金杆经摩擦挤压成形制成挤压铜合金线坯；挤压机腔体内压力：800Mpa；
（5）拉拔减径：将上述铜合金线坯，用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用95m/min的速度、9～10％的减径率拉拔铜合金线坯，最终达到直径为2.5mm；将线坯在350℃保温2小时，之后，调整拉拔速度为200m/min、减径率为14-15％进行拉拔至直径为1.5mm；将线坯在380℃保温4小时，再调整拉拔速度为130m/min、减径率为17-18％进行拉拔至直径0.7mm；
（6）时效处理：拉拔后，将铜合金线材进行时效处理，时效温度480℃，时效时间8-10h；
（7）将铜合金线材进行锌合金包覆，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.8％、Mg 0.4％、Cr 0.2％、Ce 0.08％、Y 0.07％、V 0.06％，余量为锌；
（8）包覆后的铜合金线材在370℃保温10小时，得到最终产品。
经测试铜合金线材的抗拉强度530MPa和导电率81％。
实施例3：
提供高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.7％、Cr 0.6％、Mn 0.35％、Sn 0.7％、Si 0.45％、Nb 0.35％、Mo 0.075％、Fe 0.065％、Co 0.045％、Ce 0.045％和Y 0.025％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂；
高强度铜合金线材制备方法为：
（1）将高纯阴极铜加入感应电炉，控制炉内的温度在1135℃；待铜完全熔化后,将铜-镁中间合金和铜-锡中间合金加入感应电炉，熔化温度控制在1145℃；待合金充分熔化后将其他元素组分加入铜熔体中进行熔炼；
（2）将铜合金熔融液进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作覆盖剂，覆盖剂层厚为130mm，熔铸温度为1230℃，上引铜杆速度为200mm/min，上引铜杆的直径为φ35mm；
（3）固溶处理：将铸造成型的合金，进行热处理，加热温度940℃，保温时间为5h，出炉，出炉后空气冷却至常温；
（4）挤压：在挤压机上将毛坯铜合金杆经摩擦挤压成形制成挤压铜合金线坯；挤压机腔体内压力：800Mpa；
（5）拉拔减径：将上述铜合金线坯，用拉丝机继续进行拉拔减 径，在拉丝机上用85m/min的速度、9～10％的减径率拉拔铜合金线坯，最终达到直径为2.5mm；将线坯在350℃保温2小时，之后，调整拉拔速度为150m/min、减径率为14-15％进行拉拔至直径为1.5mm；将线坯在380℃保温4小时，再调整拉拔速度为100m/min、减径率为17-18％进行拉拔至直径0.7mm；
（6）时效处理：拉拔后，将铜合金线材进行时效处理，时效温度470-480℃，时效时间8-10h；
（7）将铜合金线材进行锌合金包覆，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.7％、Mg 0.35％、Cr 0.15％、Ce 0.075％、Y 0.065％、V 0.055％，余量为锌；
（8）包覆后的铜合金线材在360℃保温10小时，得到最终产品。
经测试铜合金线材的抗拉强度525MPa和导电率82％。
实施例4：
提供高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.65％、Cr 0.55％、Mn 0.35％、Sn 0.65％、Si 0.45％、Nb 0.35％、Mo 0.075％、Fe 0.065％、Co 0.045％、Ce 0.045％、Y 0.025％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂；
高强度铜合金线材制备方法为：
（1）将高纯阴极铜加入感应电炉，控制炉内的温度在1140℃；待铜完全熔化后,将铜-镁中间合金和铜-锡中间合金加入感应电炉，熔化温度控制在1140℃；待合金充分熔化后将其他元素组分加入铜熔体中进行熔炼；
（2）将铜合金熔融液进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作覆盖剂，覆盖剂层厚为140mm，熔铸温度为1250℃，上引铜杆速度为250mm/min，上引铜杆的直径为φ30mm；
（3）固溶处理：将铸造成型的合金，进行热处理，加热温度960℃，保温时间为4h，出炉，出炉后空气冷却至常温；
（4）挤压：在挤压机上将毛坯铜合金杆经摩擦挤压成形制成挤压铜合金线坯；挤压机腔体内压力：800Mpa；
（5）拉拔减径：将上述铜合金线坯，用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用95m/min的速度、9～10％的减径率拉拔铜合金线坯，最终达到直径为2.5mm；将线坯在300℃保温2小时，之后，调整拉拔速度为200m/min、减径率为14-15％进行拉拔至直径为1.5mm；将线坯在370℃保温4小时，再调整拉拔速度为130m/min、减径率为17-18％进行拉拔至直径0.7mm；
（6）时效处理：拉拔后，将铜合金线材进行时效处理，时效温度470℃，时效时间10h；
（7）将铜合金线材进行锌合金包覆，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.65％、Mg 0.35％、Cr 0.15％、Ce 0.075％，Y 0.065％，V 0.055％，余量为锌；
（8）包覆后的铜合金线材在355℃保温10小时，得到最终产品。
经测试铜合金线材的抗拉强度529MPa和导电率83％。
Claims (9)
1.高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.6-0.9％、Cr 0.5-0.8％、Mn 0.3-0.4％、Sn 0.6-0.8％、Si 0.4-0.5％、Nb 0.3-0.4％、Mo 0.07-0.08％、Fe 0.06-0.07％、Co 0.04-0.05％、Ce 0.04-0.05％、Y 0.02-0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
2.如权利要求1所述的高强度铜合金线材，所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.9％、Cr 0.8％、Mn 0.4％、Sn 0.8％、Si 0.5％、Nb 0.4％、Mo 0.08％、Fe 0.07％、Co 0.05％、Ce 0.05％、Y 0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
3.如权利要求1所述的高强度铜合金线材，所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.6％、Cr 0.5％、Mn 0.3％、Sn 0.6％、Si 0.4％、Nb 0.3％、Mo 0.07％、Fe 0.06％、Co 0.04％、Ce 0.04％、Y 0.02％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
4.如权利要求1所述的高强度铜合金线材，所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.7％、Cr 0.6％、Mn 0.35％、Sn 0.7％、Si 0.45％、Nb 0.35％、Mo 0.075％、Fe 0.065％、Co 0.045％、Ce 0.045％、Y 0.025％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。
5.高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg 0.6-0.9％、Cr 0.5-0.8％、Mn 0.3-0.4％、Sn 0.6-0.8％、Si 0.4-0.5％、Nb 0.3-0.4％、Mo 0.07-0.08％、Fe 0.06-0.07％、Co 0.04-0.05％、Ce 0.04-0.05％、Y 0.02-0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂；
高强度铜合金线材制备方法为：
（1）将高纯阴极铜加入感应电炉，控制炉内的温度在1135～1140℃；待铜完全熔化后,将铜-镁中间合金和铜-锡中间合金加入感应电炉，熔化温度控制在1140～1145℃；待合金充分熔化后将其他元素组分加入铜熔体中进行熔炼，
（2）将铜合金熔融液进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作覆盖剂，覆盖剂层厚为130-140mm，熔铸温度为1230-1250℃，上引铜杆速度为200-250mm/min，上引铜杆的直径为φ30-35mm；
（3）固溶处理：将铸造成型的合金，进行热处理，加热温度940－960℃，保温时间为4-5h，出炉，出炉后空气冷却至常温；
（4）挤压：在挤压机上将毛坯铜合金杆经摩擦挤压成形制成挤压铜合金线坯；挤压机腔体内压力：800Mpa；
（5）拉拔减径：将上述铜合金线坯，用拉丝机继续进行拉拔减 径，在拉丝机上用85-95m/min的速度、9～10％的减径率拉拔铜合金线坯，最终达到直径为2.5mm；将线坯在300-350℃保温2小时，之后，调整拉拔速度为150-200m/min、减径率为14-15％进行拉拔至直径为1.5mm；将线坯在370-380℃保温4小时，再调整拉拔速度为100-130m/min、减径率为17-18％进行拉拔至直径0.7mm；
（6）时效处理：拉拔后，将铜合金线材进行时效处理，时效温度470-480℃，时效时间8-10h；
（7）将铜合金线材进行锌合金包覆，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.6-0.8％、Mg 0.3-0.4％、Cr 0.1-0.2％、Ce 0.07-0.08％、Y 0.06-0.07％和V 0.05-0.06％，余量为锌；
（8）包覆后的铜合金线材在350-370℃保温10小时，得到最终产品。
6.如权利要求5所述的高强度铜合金线材的制备方法，步骤（8）中的保温温度为360℃。
7.如权利要求5所述的高强度铜合金线材的制备方法，步骤（3）中的加热温度950℃，保温时间为4.5h。
8.如权利要求5所述的高强度铜合金线材的制备方法，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.7％、Mg 0.35％、Cr 0.15％、Ce 0.075％，Y 0.065％，V 0.055％，余量为锌。
9.如权利要求5所述的高强度铜合金线材的制备方法，锌合金的各组分质量百分含量为：Cu 0.6％、Mg 0.3％、Cr 0.1％、Ce 0.07％、Y 0.06％和V 0.05％，余量为锌。
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