CN105575472B - 一种银包铝复合扁微丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种银包铝复合扁微丝及其制备方法，涉及到一种横断面为扁平形，由铝或铝合金芯层及包覆银层组成的复合微丝，银包覆层面积比8‑50%。其制备方法为：选择铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管，经去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和装配，装配后对两端铝芯采用压缩变形以密封银管与铝芯的间隙；装配好的复合棒经感应加热后，经孔型轧制或拉伸或挤压制备φ1‑3 mm银包复合铝线材；银包铝线材经单模拉伸或多模水箱拉伸至φ0.02‑1 mm微丝；银包铝微丝经带前张力的平辊轧制成扁微丝，前张力大小设定为微丝抗拉强度的8‑30%；当冷变形的断面收缩率为90‑99%，复合丝材进行退火处理，退火温度为200‑400℃，退火时间0.2‑1h。

Description

一种银包铝复合扁微丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种双金属复合扁微丝的制备方法，尤其涉及一种扁平断面银包铝复合微丝及其制备方法。

背景技术

银作为导电率最高的金属，在微电子技术中有着广泛的应用。但是，由于银资源的缺乏，直接用银丝材作为导电材料成本高，不利于其推广应用。复合线材有着单一材料无法达到的优越性能，在各个行业中应用越来越广。银包铝复合扁微丝以其导电率高、接触性能好、密度小、槽满率高等特点广泛应用于高性能的电子绕组、航空用导线和波导管方面。已有的双金属复合细扁丝制备方法主要有，静液挤压→拉拔→平辊轧制法(刘新华等，一种铜包铝复合扁线及其制备方法[P]，中国专利，发明专利，专利号：CN200710178703，2007.12.04)，该方法生产复合坯料制备成本较高，且由于银/铝的屈服强度比值较大，致使在静液挤压时，银包覆层金属变形困难，与芯层铝相比银层金属流动相对较慢，导致包覆银层容易出现竹节状断裂缺陷；而包覆焊接→拉拔法，该类方法具有工艺流程长，不太适合于断面面积较小的微丝及扁微丝生产。

发明内容

本发明提供一种流程相对较短，高效率的银包铝复合扁微丝的制备方法。

本发明的内容之一在于提出一种银包铝复合扁微丝，其横断面为扁平形，由铝或铝合金芯层及包覆银层组成，银包覆层面积比为8-50％，银层包覆均匀，复合扁微丝的横截面宽度≤1mm，厚度≤0.5mm，宽/厚之比小于6。

本发明内容之二在于提供一种银包铝复合扁微丝的制备方法，制备方法如下：

1)选择铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管，经去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和装配，装配后对两端铝芯采用压缩变形以密封银管与铝芯的间隙；

2)装配好的复合棒经感应加热后，经孔型轧制或拉伸或挤压制备φ1-3mm银包复合铝线材；

3)银包铝线材经单模拉伸或多模水箱拉伸至φ0.02-1mm微丝；

4)银包铝微丝经带前张力的平辊轧制成扁微丝，前张力大小设定为微丝抗拉强度的8-30％；

5)当冷变形的断面收缩率为90-99％，复合丝材进行退火处理，退火温度为200-400℃，退火时间0.2-1h。

与现有技术相比，本发明具有以下技术优点：

1)银管、铝芯经去油、氧化膜处理后，在真空操作箱里装配，免除了氧化，同时通过铝芯的塑性变形，封闭了银管与铝芯的间隙，使复合界面维持高洁净和无氧化，提高界面结合强度。

2)与静液挤压法相比，该方法生产成本较低；静液挤压时，银管和铝棒头部须加工成锥形的工序，操作较为简单；静液挤压虽变形量较大，但为常温挤压，使银、铝原子较难扩散而形成真正冶金结合，还需后续退火配合处理以提高结合强度，而本发明采用感应加热，根据坯料大小和包覆层厚度，调整感应电流频率和加热时间，使银包覆层与铝芯层之间产生较大的温度差，降低银/铝的屈服强度之比，从在塑性加工制备复合线坯时，使包覆层和芯层金属变形趋于一致，降低生产成本和避免银层竹节状裂纹的出现；同时，棒坯在感应加热和变形温升效应的双重作用下，使银/铝复合界面能较长时间维持在一定温度，促进了银、铝原子之间的扩散，形成真正冶金结合，提高过渡层的结合强度，有利于获得高性能银包铝复合微丝。

3)可通过调整平辊轧制前的丝材大小、压下量和轧制张力，可获得不同尺寸规格的复合扁微丝，生产适用性强，与拉拔法制备复合扁线材相比，节省了大量的模具费用。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：断面尺寸为0.55×0.2mm银包铝复合扁微丝成形工艺

1)选择φ25mm铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管，银管外径为φ30mm，银管长度为200mm，铝芯长度为202mm；经去油和氧化膜后，在真空操作箱里干燥和装配，装配后对外延的铝芯给予一定的压缩变形，以密封银管与铝棒之间的间隙，避免复合界面的氧化；

2)装配好的复合棒经中频感应加热后，立即进入多道次的椭圆-圆孔型系统轧制成φ6mm银包铝复合线坯，每道次的断面收缩率为10～30％,变形量分配符合逐渐减小的原则；

3)φ6mm银包铝复合线坯，采用多道次单模拉伸成φ1.0mm，润滑剂为植物油，每道次的断面收缩率为15～25％，变形量分配符合逐渐减小的原则；

4)φ1.0mm银包铝复合丝材在氩气保护下进行退火处理，退火温度为300℃，退火时间为0.5h；

5)采用水箱多模拉伸至φ0.4mm微丝，润滑剂为航空煤油，银包铝复合丝材每道次的变形率控制为断面收缩率为8～15％；

6)银包铝微丝经带前张力的平辊轧制成扁微丝，前张力设定为平辊轧制前微丝抗拉强度的15％。

实施例2：断面尺寸为0.085×0.04mm银包铝复合扁微丝成形工艺

1)选择φ25mm铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管，银管外径为φ30mm，银管长度为200mm，铝芯长度为202mm；经去油和氧化膜后，在真空操作箱里干燥和装配，装配后对外延的铝芯给予一定的压缩变形，以密封银管与铝棒之间的间隙，避免复合界面的氧化；

2)装配好的复合棒经中频感应加热后，立即进行多道次的拉伸制成φ4mm银包铝复合线坯，润滑剂为植物油，每道次的断面收缩率为12～30％,变形量分配符合逐渐减小的原则；

3)采用多道次单模拉伸至φ1mm微丝，润滑剂为航空煤油，银包铝复合丝材每道次的变形率控制为断面收缩率为8～20％；

4)φ1.0mm银包铝复合丝材在氩气保护下进行退火处理，退火温度为300℃，退火时间为0.5h；

5)采用水箱多模拉伸至φ0.06mm微丝，润滑剂为航空煤油，银包铝复合丝材每道次的变形率控制为断面收缩率为8～15％；

6)银包铝微丝经带前张力的平辊轧制成扁微丝，前张力设定为平辊轧制前微丝抗拉强度10％。

Claims (1)

1.一种银包铝复合扁微丝，其特征在于，复合扁微丝横断面为扁平形，由铝及包覆银层组成，银包覆层面积比8-50％，银层包覆均匀，复合扁微丝的横截面宽度≤1mm，厚度≤0.5mm，宽/厚之比小于6；其制备方法如下：

1)选择铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管，经去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和装配，装配后对两端铝芯采用压缩变形以密封银管与铝芯的间隙；

2)装配好的复合棒经感应加热后，经孔型轧制或拉伸或挤压制备φ1-3mm银包复合铝线材；

3)银包铝线材经单模拉伸或多模水箱拉伸至φ0.02-1mm微丝；

4)银包铝微丝经带前张力的平辊轧制成扁微丝，前张力大小设定为微丝抗拉强度的8-30％；

5)当冷变形的断面收缩率为90-99％，复合丝材进行退火处理，退火温度为200-400℃，退火时间0.2-1h。