CN104911391B - 一种同轴电缆用铜基合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同轴电缆用铜基合金材料及其制备方法，所述的制备方法步骤如下：（1）按照各种合金成分的重量百分比取材；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至980‑1030℃，熔炼1.5h‑3h；（2）升高熔炼炉内温度为1090‑1220℃，熔炼1h‑2.5h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为970‑1010℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为940‑990℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至390‑440℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。本发明的铜基合金材料包括Sc、V、Pm为、Ce、Ge、Ti、Y、Cr、Fe、Ag、Al、Cu；本发明的铜基合金材料具有导电率高、机械强度高的优势，适用于同轴电缆的应用中。
Description
技术领域
本发明属于电缆材料领域，涉及一种同轴电缆用铜基合金材料及其制备方法。
背景技术
同轴电缆由里到外分为四层：中心铜线，塑料绝缘体，网状导电层和电线外皮。电流传导与中心铜线和网状导电层形成的回路。因为中心铜线和网状导电层为同轴关系而得名。常用的同轴电缆有两类：50Ω和75Ω的同轴电缆。75Ω同轴电缆常用于CATV网，故称为CATV电缆，传输带宽可达1GHz，目前常用CATV电缆的传输带宽为750MHz。50Ω同轴电缆主要用于基带信号传输，传输带宽为1～2OMHz，总线型以太网就是使用50Ω同轴电缆，在以太网中，50Ω细同轴电缆的最大传输距离为185米，粗同轴电缆可达1000米。
铜导线是同轴电缆最常使用的导线材质，铜导线具有导电率高等特点，但是目前常规的同轴电缆用铜导线多为单一纯铜材质，导致了导线的机械强度不高，如抗拉强度和屈服强度较低，不具有较好的抗外界冲击的强度，因此有必要在保留铜导线导电率的情况下，提高同轴电缆导线材料的机械强度。
发明内容
要解决的技术问题：常规的同轴电缆用铜导线由于其多为单一的铜金属成分，因此同轴电缆用的铜导线的抗拉强度较低、屈服强度较低，在同轴电缆导线经受拖拽或外力时，容易对同轴电缆产生较大的破坏，本发明的目的是提供一种新型的同轴电缆用铜基合金材料。保持较高的抗拉强度和屈服强度，同时还保留了较高的导电率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明公开了一种同轴电缆用铜基合金材料及其制备方法，所述的同轴电缆用铜基合金材料由以下成分按照重量百分比组成：
Sc 0.3wt%-0.5wt%、
V 0.2wt%-0.5wt%、
Pm 0.1wt%-0.3wt%、
Ce 0.2wt%-0.6wt%、
Ge 0.1wt%-0.4wt%、
Ti 0.5wt%-0.9wt%、
Y 0.2wt%-0.7wt%、
Cr 0.5wt%-1.0wt%、
Fe 4.5wt%-8.5wt%、
Ag 0.1wt%-0.4wt%、
Al 6.4wt%-8.2wt%、
余量为Cu。
作为优选的方案，所述的一种同轴电缆用铜基合金材料，由以下成分按照重量百分比组成：
Sc 0.4wt%-0.5wt%、
V 0.3wt%-0.4wt%、
Pm 0.2wt%-0.3wt%、
Ce 0.3wt%-0.5wt%、
Ge 0.2wt%-0.3wt%、
Ti 0.6wt%-0.8wt%、
Y 0.3wt%-0.6wt%、
Cr 0.6wt%-0.9wt%、
Fe 5.5wt%-7.5wt%、
Ag 0.2wt%-0.3wt%、
Al 7.2wt%-7.8wt%、
余量为Cu。
所述的一种同轴电缆用铜基合金材料的制备方法，步骤如下：
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.3wt%-0.5wt%、V为0.2wt%-0.5wt%、Pm为0.1wt%-0.3wt%、Ce为0.2wt%-0.6wt%、Ge为0.1wt%-0.4wt%、Ti为0.5wt%-0.9wt%、Y为0.2wt%-0.7wt%、Cr为0.5wt%-1.0wt%、Fe为4.5wt%-8.5wt%、Ag为0.1wt%-0.4wt%、Al为6.4wt%-8.2wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至980-1030℃，熔炼1.5h
-3h；
（2）升高熔炼炉内温度为1090-1220℃，熔炼1h-2.5h；
（3）将合金液浇注成为合金锭；
（4）将合金锭在温度为970-1010℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；
（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为940-990℃；
（6）再将铜基合金导线材料降温至390-440℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
作为优选的方案，所述的一种同轴电缆用铜基合金材料的制备方法，步骤（1）中升高温度至1010℃，熔炼2h。
作为优选的方案，所述的一种同轴电缆用铜基合金材料的制备方法，步骤（2）中升高熔炼炉内温度为1150℃，熔炼1.5h。
作为优选的方案，所述的一种同轴电缆用铜基合金材料的制备方法，步骤（4）中将合金锭在温度为990℃下保温1h。
作为优选的方案，所述的一种同轴电缆用铜基合金材料的制备方法，步骤（5）中拉制成为铜基合金导线的温度为970℃。
作为优选的方案，所述的一种同轴电缆用铜基合金材料的制备方法，步骤（6）中再将铜基合金导线材料降温至410℃保温2h。
有益效果：本发明的同轴电缆用铜基合金材料的合金组成成分中，加入的Ge和Ti两种元素对铜基合金的机械强度影响较大，单独加入Ge或单独加入Ti，铜基合金的机械强度略有提高，但是同时加入Ge和Ti后，产生了较好的提升作用，铜基合金的拉伸强度和屈服强度显著增加，并且还保持了较高的电导率，本发明的铜基合金材料非常适用于作为导线材料用于同轴电缆中，具有较好的工业前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.5wt%、V为0.2wt%、Pm为0.3wt%、Ce为0.2wt%、Ge为0.4wt%、Ti为0.9wt%、Y为0.7wt%、Cr为0.5wt%、Fe为4.5wt%、Ag为0.4wt%、Al为8.2wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至1030℃，熔炼3h；（2）升高熔炼炉内温度为1220℃，熔炼1h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为1010℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为990℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至440℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
实施例2
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.3wt%、V为0.5wt%、Pm为0.1wt%、Ce为0.6wt%、Ge为0.1wt%、Ti为0.5wt%、Y为0.2wt%、Cr为1.0wt%、Fe为8.5wt%、Ag为0.1wt%、Al为6.4wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至980℃，熔炼1.5h；（2）升高熔炼炉内温度为1090℃，熔炼2.5h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为970℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为940℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至390℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
实施例3
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.5wt%、V为0.3wt%、Pm为0.3wt%、Ce为0.3wt%、Ge为0.3wt%、Ti为0.6wt%、Y为0.3wt%、Cr为0.9wt%、Fe为7.5wt%、Ag为0.2wt%、Al为7.8wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至1030℃，熔炼3h；（2）升高熔炼炉内温度为1220℃，熔炼1h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为1010℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为990℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至440℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
实施例4
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.4wt%、V为0.4wt%、Pm为0.2wt%、Ce为0.5wt%、Ge为0.2wt%、Ti为0.8wt%、Y为0.6wt%、Cr为0.9wt%、Fe为5.5wt%、Ag为0.3wt%、Al为7.2wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至980℃，熔炼1.5h；（2）升高熔炼炉内温度为1090℃，熔炼2.5h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为970℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为940℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至390℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
实施例5
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.4wt%、V为0.3wt%、Pm为0.3wt%、Ce为0.4wt%、Ge为0.3wt%、Ti为0.7wt%、Y为0.5wt%、Cr为0.8wt%、Fe为6.5wt%、Ag为0.2wt%、Al为7.5wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至1010℃，熔炼2h；（2）升高熔炼炉内温度为1150℃，熔炼1.5h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为990℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为970℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至410℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
对比例1
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.3wt%、V为0.5wt%、Pm为0.1wt%、Ce为0.6wt%、Ti为0.5wt%、Y为0.2wt%、Cr为1.0wt%、Fe为8.5wt%、Ag为0.1wt%、Al为6.4wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至980℃，熔炼1.5h；（2）升高熔炼炉内温度为1090℃，熔炼2.5h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为970℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为940℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至390℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
对比例2
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.3wt%、V为0.5wt%、Pm为0.1wt%、Ce为0.6wt%、Ge为0.1wt%、Y为0.2wt%、Cr为1.0wt%、Fe为8.5wt%、Ag为0.1wt%、Al为6.4wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至980℃，熔炼1.5h；（2）升高熔炼炉内温度为1090℃，熔炼2.5h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为970℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为940℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至390℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
对比例3
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.3wt%、V为0.5wt%、Pm为0.1wt%、Ce为0.6wt%、Y为0.2wt%、Cr为1.0wt%、Fe为8.5wt%、Ag为0.1wt%、Al为6.4wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至980℃，熔炼1.5h；（2）升高熔炼炉内温度为1090℃，熔炼2.5h；（3）将合金液浇注成为合金锭；（4）将合金锭在温度为970℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为940℃；（6）再将铜基合金导线材料降温至390℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
本发明制备的实施例的铜基合金材料的抗拉强度、屈服强度和导电率如下：
| 抗拉强度（MPa） | 屈服强度（MPa） | 导电率（%IACS） | |
| 实施例1 | 355 | 244 | 80 |
| 实施例2 | 351 | 241 | 82 |
| 实施例3 | 367 | 266 | 86 |
| 实施例4 | 369 | 270 | 85 |
| 实施例5 | 395 | 281 | 91 |
对比例的抗拉强度、屈服强度和导电率如下：
| 抗拉强度（MPa） | 屈服强度（MPa） | 导电率（%IACS） | |
| 实施例1 | 340 | 225 | 79 |
| 实施例2 | 342 | 227 | 80 |
| 实施例3 | 301 | 201 | 77 |
Claims (7)
1.一种同轴电缆用铜基合金材料，其特征在于，所述的同轴电缆用铜基合金材料由以下成分按照重量百分比组成：
Sc 0.3wt%-0.5wt%、
V 0.2wt%-0.5wt%、
Pm 0.1wt%-0.3wt%、
Ce 0.2wt%-0.6wt%、
Ge 0.1wt%-0.4wt%、
Ti 0.5wt%-0.9wt%、
Y 0.2wt%-0.7wt%、
Cr 0.5wt%-1.0wt%、
Fe 4.5wt%-8.5wt%、
Ag 0.1wt%-0.4wt%、
Al 6.4wt%-8.2wt%、
余量为Cu；
所述的一种同轴电缆用铜基合金材料通过下述的制备方法制备得到：
（1）按照各种合金成分的重量百分比取材，Sc为0.3wt%-0.5wt%、V为0.2wt%-0.5wt%、Pm为0.1wt%-0.3wt%、Ce为0.2wt%-0.6wt%、Ge为0.1wt%-0.4wt%、Ti为0.5wt%-0.9wt%、Y为0.2wt%-0.7wt%、Cr为0.5wt%-1.0wt%、Fe为4.5wt%-8.5wt%、Ag为0.1wt%-0.4wt%、Al为6.4wt%-8.2wt%、余量为Cu；在真空熔炼炉内熔炼，升高温度至980-1030℃，熔炼1.5h
-3h；
（2）升高熔炼炉内温度为1090-1220℃，熔炼1h-2.5h；
（3）将合金液浇注成为合金锭；
（4）将合金锭在温度为970-1010℃下保温1h后，轧制成为铜合金杆；
（5）再将铜合金杆拉制成为铜基合金导线，温度为940-990℃；
（6）再将铜基合金导线材料降温至390-440℃，保温2h，冷却，得到同轴电缆用铜基合金材料。
2.根据权利要求1所述的一种同轴电缆用铜基合金材料，其特征在于，所述的同轴电缆用铜基合金材料由以下成分按照重量百分比组成：
Sc 0.4wt%-0.5wt%、
V 0.3wt%-0.4wt%、
Pm 0.2wt%-0.3wt%、
Ce 0.3wt%-0.5wt%、
Ge 0.2wt%-0.3wt%、
Ti 0.6wt%-0.8wt%、
Y 0.3wt%-0.6wt%、
Cr 0.6wt%-0.9wt%、
Fe 5.5wt%-7.5wt%、
Ag 0.2wt%-0.3wt%、
Al 7.2wt%-7.8wt%、
余量为Cu。
3.根据权利要求1所述的一种同轴电缆用铜基合金材料，其特征在于，步骤（1）中升高温度至1010℃，熔炼2h。
4.根据权利要求1所述的一种同轴电缆用铜基合金材料，其特征在于，步骤（2）中升高熔炼炉内温度为1150℃，熔炼1.5h。
5.根据权利要求1所述的一种同轴电缆用铜基合金材料，其特征在于，步骤（4）中将合金锭在温度为990℃下保温1h。
6.根据权利要求1所述的一种同轴电缆用铜基合金材料，其特征在于，步骤（5）中拉制成为铜基合金导线的温度为970℃。
7.根据权利要求1所述的一种同轴电缆用铜基合金材料，其特征在于，步骤（6）中再将铜基合金导线材料降温至410℃保温2h。
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