CN104328308A - 一种用于导线的铜合金及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于导线的铜合金及制备方法，所述铜合金的成份组成按重量百分比为：1.0-1.3％的镍，0.5-1.0％的铝，0.01-0.03％的铟，0.1-0.3％的铍，0.3-0.8％的锌，0.4-0.6％的硅，0.001-0.05％的镧系稀土金属，其余为铜及不可避免的杂质。

Description

一种用于导线的铜合金及制备方法

技术领域

本发明属于合金材料领域，特别是指一种用于导线的铜合金及制备方法。

背景技术

现使用的导线，尤其是用于有移动或震动场所的导线以及电缆等，主要使用的是软铜线或其上镀有锡等的铜线绞合形成的捻线作为导体，该导体上覆盖有同心圆状的氯乙烯或胶联氯乙烯等绝缘体的电线。

近来对导线的耐久性、耐折性及导电性能的要求也越来越高。从节省能源的角度出发，减小电线导体的直径以减轻重量和节省材料，但以往的电线导体的通电容量是一定的，减小电线直径也就减小了通过容量的减小。并且电线导体直径的减小导致耐折性能下降，因此现有的电线已经无法满足这些要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜合金材料的改进，通过该技术方案能够提高铜合金的强度和电导率，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。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于导线的铜合金，所述铜合金的成份组成按重量百分比为：1.0-1.3％的镍，0.5-1.0％的铝，0.01-0.03％的铟，0.1-0.3％的铍，0.3-0.8％的锌，0.4-0.6％的硅，0.001-0.05％的镧系稀土金属，其余为铜及不可避免的杂质。

所述铜合金材料的成份组成按重量百分比进一步包括有：0.1-0.6％的锡，0.01-0.1％的铬，0.05-1.0％的钴，0.01-0.05％的磷，0.05-0.1％的铁中的一种或多种组合。

所述铜合金材料的成份组成按重量百分比进一步包括有：0.02-0.1％的锰和0.08-0.2％的镁中的一种或两种组合。

根据上述各项用于导线的铜合金的制备方法，包括以下步骤：

使用高频熔解炉将各组分熔解，将熔液在1200-1300℃恒温孕育10-30分钟，然后以不低于10℃/分钟降温150-200℃，然后再升温至1200-1300℃，恒温10-30分钟后铸造铜坯，在铜坯的两端通直流电源或电磁场5分钟，将铜坯在900℃下进行热挤压后立即淬火处理得到圆棒，然后冷拉得到线料。

本发明的有益效果是；

1，通过在本发明的技术方案中加入镧系稀土金属，能够有效提高铜合金的电导率，因为在合金中镍和硅等的导电系数低于铜的导电系数，当加入镍和硅等材料后在减小导线直径后的通电容量降低，但当加入镧系稀土金属后，铜合金的电导率反而提高甚至超过铜的电导率，从而可以实现导线直径的减小。

2，通过在生产中使用直流电源或电磁场，使得组织内晶体的排列整齐，并通过温度的改变，有利于组织体内晶粒的均匀。

具体实施方式

以下通过具体实施例来对本发明进行详细说明。

在本发明中各组成成份均按重量百分比计量。

镍和硅的加入为了提高铜合金的强度的元素，通过镍和硅在铜合金中形成硅镍析出物来提高铜合金的强度，镍的重量百分比含量为1.0-1.3％，硅的重量百分含量为0.4-0.6％。虽然这两种元素能够增强铜合金的强度，但这两种元素的电导率低于铜的电导率很多，加入的量过多会影响铜合金的电导率，增加铜合金的电阻，通电容量下降。

在本技术方案中加入镧系稀土金属，该稀土金属能够改变铜合金内部的晶体排列，提高电子的通过率能够提高铜合金的通电容量，要本发明中适用的镧系稀土金属的用量为0.001-0.05％。当然可以增加镧系稀土金属的用量，但根据导线的用途增加过多反而提高铜合金的成本，并且当使用量超过1.0％时反而不会再增加铜合金的导电率。

本发明的铜合金，还包括有0.5-1.0％的铝，0.01-0.03％的铟，0.1-0.3％的铍，0.3-0.8％的锌。

对于本发明的铜合金，还可以含有锡、铁、铬、钴、磷中的至少一种，这些元素中磷能够增加铜合金材料的强度，但用量过多会影响铜合金的韧性。其它的几种元素能够增加铜合金材料强度的同时提高弯折耐久性能，具体的用量为0.1-0.6％的锡，0.01-0.1％的铬，0.05-1.0％的钴，0.01-0.05％的磷，0.05-0.1％的铁。当这些元素的用量过多时会影响铜合金材料的电导率。

本发明中还可以选用镁和锰两种元素中的至少一种，这两种元素能够在防止加热脆化和改善热加工性能方面有很大的优势，有利于减少导线直径。但这两种元素的用量超过0.5％时会明显影响铜合金的导电性能，在本发明中这两种元素的用量为0.02-0.1％的锰和/或0.08-0.2％的镁。

本发明的制备方法是，使用高频熔解炉将各组分熔解，将熔液在1200-1300℃恒温孕育10-30分钟，然后以不低于10℃/分钟降温150-200℃，然后再升温至1200-1300℃，恒温10-30分钟后铸造铜坯，在铜坯的两端通直流电源或电磁场5分钟，将铜坯在900℃下进行热挤压后立即淬火处理得到圆棒，然后冷拉得到线料。

通过以上工艺，能够得到导电率最高接近铜的导电率。

本发明以下实施例的材料组成不同，但是制备方法相同，因此，在以下的实施例中，仅说明材料的不同组成。

实施例1

一种用于导线的铜合金，所述铜合金的成份组成按重量百分比为：1.0％的镍，0.5％的铝，0.01％的铟，0.1％的铍，0.3％的锌，0.4％的硅，0.001％的镧系稀土金属，其余为铜及不可避免的杂质。

实施例2

一种用于导线的铜合金，所述铜合金的成份组成按重量百分比为：1.3％的镍，1.0％的铝，0.03％的铟，0.3％的铍，0.8％的锌，0.6％的硅，0.05％的镧系稀土金属，其余为铜及不可避免的杂质。

实施例3

一种用于导线的铜合金，所述铜合金的成份组成按重量百分比为：1.1％的镍，0.8％的铝，0.02％的铟，0.15％的铍，0.5％的锌，0.5％的硅，0.02％的镧系稀土金属，其余为铜及不可避免的杂质。

实施例4

一种用于导线的铜合金，所述铜合金的成份组成按重量百分比为：1.0％的镍，0.8％的铝，0.015％的铟，0.2％的铍，0.5％的锌，0.5％的硅，0.3％的锡，0.06％的铬，0.08％的钴，0.03％的磷，0.08％的铁，0.003％的镧系稀土金属，0.05％的锰，0.12％的镁，其余为铜及不可避免的杂质。

实施例5

一种用于导线的铜合金，所述铜合金的成份组成按重量百分比为：1.2％的镍，0.9％的铝，0.016％的铟，0.18％的铍，0.4％的锌，0.35％的硅，0.5％的锡，0.08％的铬，0.06％的钴，0.04％的磷，0.003％的镧系稀土金属，0.15％的镁，其余为铜及不可避免的杂质。

Claims (4)

1.一种用于导线的铜合金，其特征在于：所述铜合金的成份组成按重量百分比为：1.0-1.3％的镍，0.5-1.0％的铝，0.01-0.03％的铟，0.1-0.3％的铍，0.3-0.8％的锌，0.4-0.6％的硅，0.001-0.05％的镧系稀土金属，其余为铜及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的用于导线的铜合金，其特征在于：所述铜合金材料的成份组成按重量百分比进一步包括有：0.1-0.6％的锡，0.01-0.1％的铬，0.05-1.0％的钴，0.01-0.05％的磷，0.05-0.1％的铁中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1或2所述的用于导线的铜合金，其特征在于：所述铜合金材料的成份组成按重量百分比进一步包括有：0.02-0.1％的锰和0.08-0.2％的镁中的一种或两种组合。

4.根据权利要求1至3中任一项用于导线的铜合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用高频熔解炉将各组分熔解，将熔液在1200-1300℃恒温孕育10-30分钟，然后以不低于10℃/分钟降温150-200℃，然后再升温至1200-1300℃，恒温10-30分钟后铸造铜坯，在铜坯的两端通直流电源或电磁场5分钟，将铜坯在900℃下进行热挤压后立即淬火处理得到圆棒，然后冷拉得到线料。