CN105803252A - 一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法 - Google Patents

一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105803252A
CN105803252A CN201610293511.6A CN201610293511A CN105803252A CN 105803252 A CN105803252 A CN 105803252A CN 201610293511 A CN201610293511 A CN 201610293511A CN 105803252 A CN105803252 A CN 105803252A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
vacuum
copper
copper alloy
smelting furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610293511.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105803252B (zh
Inventor
曹军
李科
吕长春
吕长江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HENAN YOUK ELECTRONIC MATERIALS CO Ltd
Henan University of Technology
Original Assignee
HENAN YOUK ELECTRONIC MATERIALS CO Ltd
Henan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HENAN YOUK ELECTRONIC MATERIALS CO Ltd, Henan University of Technology filed Critical HENAN YOUK ELECTRONIC MATERIALS CO Ltd
Priority to CN201610293511.6A priority Critical patent/CN105803252B/zh
Publication of CN105803252A publication Critical patent/CN105803252A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105803252B publication Critical patent/CN105803252B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法，包括如下步骤：（1）铜合金线坯料的冶炼与连铸、（2）银合金杆的拉制、（3）银合金线的中间热处理、（4）将经过中间热处理的铜合金线经拉丝机拉制成直径为0.5‑1.0mm 的铜合金线。本发明所述的电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法，通过优化合金成分提高了铜合金线强度，并具有高的导电性和一致性，满足了高性能电子器件的使用要求。

Description

一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法
技术领域
本发明属于电线电缆导体材料领域，主要涉及一种电子线缆用高强度高导电铜合金线制造方法。
背景技术
随着电子器件高性能、多功能、小型化、便携式发展的趋势，对于连接线缆的要求不断提升，其中包括：连接线缆具有高强度和高导电性，连接线缆具有一定的耐弯曲寿命等，这就使得以普通铜线作为导体的电子线缆不能够满足高性能电子器件发展的要求，目前应用于电子线缆的铜合金线存在以下两个方面的问题：1.普通高强度铜合金线强度和导电率难以同时满足要求，部分铜合金线强度可以满足使用要求，但其导电率过低，而高导电率铜合金线其强度不足；2.普通铜合金线的耐弯曲次数不足，降低了连接线缆寿命；3.铜合金线性能一致性较差，导致连接线缆成品率较低。因此开发高强度高导电铜合金线及其制造方法，获得高性能、高一致性铜合金线是高性能电线电缆加工过程中亟待解决的问题。本发明提出了Cu/Co/P/Ag/Ce多元合金元素强化、真空熔炼制备高强度高导电铜合金线，这主要因为：Co元素能微量固熔于铜中，阻碍铜在加热过程中的晶粒长大，延缓固溶体过早分解、抑制晶界反应、避免晶界时效组织不均匀性，能和其它元素生成化合物而提高合金的强度和高温性能，稳定铜合金材料的耐热能力，由于是固溶强化，并不显著降低合金线的导电率。合金中添加Ag元素，溶质原子Ag溶入铜基体中形成置换固溶体，由于Ag的原子半径与Cu的半径不同，从而引起点阵畸变，Ag原子在位错周围偏聚形成柯氏气团使晶体的弹性应变能降低。此时，要使位错移动需要更大的应力，因而提高了铜的强度。合金中添加稀土Ce元素，Ce在Cu中的溶解度很小，对合金的相变、显微组织有明显的影响，改变合金中的化合物、相组成物和析出物的形态分布、大小、数量和结构等，从而提高铜合金的强度和导电率。再一点，由于Ce在铜中存在晶界偏聚，增加位错密度和畸变从而对晶界强度有明显的强化作用。Ce在铜合金中可以细化晶粒，并与铜合金中的P化合生成高熔点化合物，这些化合物在熔体中悬浮和弥散分布，从而提高铜及其合金的塑性和强度，减少表面裂纹和缺陷。上述多元合金可以较好的提高铜合金线的强度和耐弯曲性能，同时对导电率的影响较低。
此外，现有的合金材料制备多采用非真空横引式连续铸造机，而这类连续铸造机都存在下面缺点：1.由于其为非真空系统，不能熔炼易氧化金属，并且其开放式的熔炼系统，会造成金属或合金熔炼过程的氧化和污染，不能确保合金组份稳定，并且降低了石墨结晶器寿命；2.非真空连续铸造机搅拌过程多为机械搅拌，搅拌过程中由于金属液体飞溅易对操作工人造成伤害；3.非真空连续铸造机在添加合金元素时容易造成合金元素烧损，无法保证合金材料组份均匀性；4.非真空连续铸造机易造成铸杆晶粒尺寸粗大不均匀及缩孔、缩松铸造缺陷。上述问题严重影响了合金线材坯料的致密性和均匀性，使合金坯料无法满足高一致性加工需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子线缆用高强度高导电铜合金线制造方法，其具有高强度、高导电率和优秀的耐弯曲性能。
为此，本发明提供如下技术方案：一种电子线缆用高强度高导电铜合金线制造方法，包括如下步骤：（1）铜合金线坯料的冶炼与连铸：a．制造Cu/Co中间合金：将质量分数80%的Cu和质量分数20%的Co分层放入真空炉的锥形氮化硼/氧化铝漏斗中，并将锥形氮化硼/氧化铝漏斗放置在固定支架上，在氮化硼/氧化铝漏斗上放置中间开孔的氮化硼/氧化铝漏斗盖，并在氮化硼/氧化铝漏斗正下方放置氮化硼/氧化铝坩埚，对真空炉的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10-2Pa后，开始升温至1550-1800℃，其中，低于800℃时升温速率为20-40℃/min，温度高于800℃时升温速率为30-50℃/min，合金熔化后从氮化硼漏斗滴入氮化硼坩埚中，合金完全溶解后静置5-10分钟，然后将Cu/Co合金浇注到金属铸型中，冷却得到Cu/Co中间合金；b．制造Cu/P中间合金：将质量分数95%的Cu放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，将质量分数5%的P放入真空中频熔炼炉的加料盒中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，充入Ar2至0.05-0.5Mpa，然后重新抽真空至真空度高于5.0×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1100-1200℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将P加入到石墨坩埚中，并晃动石墨坩埚搅拌5-10分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Cu/P中间合金； c．制造Cu/Ce中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ce放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1200-1500℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将Ce加入到石墨坩埚中，并摇动石墨坩埚搅拌5-10分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ce中间合金坯料；d．制造Cu/Ag中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ag放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1200-1500℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，摇动石墨坩埚搅拌5-10分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ag中间合金坯料；e．在真空中频熔炼炉中将Cu/Co中间合金、Cu/P中间合金、Cu/Ce中间合金、Cu/Ag中间合金和Cu按下述比例称量计算后，其中钴（Co）为0.1-1.0wt%，磷（P）为0.03-0.1wt%，银（Ag）为0.5-1.5wt%，铈（Ce）为0.3-0.8wt%，铜为余量，混合加入到真空中频熔炼炉的熔炼坩埚中，抽真空至5.0×10-1Pa以上，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1200-1550℃，待合金完全溶解后，晃动熔炼坩埚搅拌5-10分钟，将合金熔体冷却，得到铜合金坯料；f．将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，所述坩埚为石墨坩埚，对真空熔炼合金连铸机的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10-1Pa后，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空熔炼合金连铸机中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1200-1550℃，待银铜合金坯料完全溶解且合金溶液变清澈后，向合金溶液中插入搅拌棒上下搅拌5-10分钟，充入Ar2至1.05-1.1MPa，开始采用间歇方式拉铸，形成直径为6-10mm的铜合金杆； g．当所剩余铜合金材料溶液高度为5-20mm时，停止拉铸；充入Ar2至1.1-1.2MPa，然后打开炉盖，将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，停止充入Ar2，重复f。（2）银合金杆的拉制：将上述直径为6-10mm 的银合金杆经过拉丝机拉制成直径为2.5-3.5mm 的铜合金线，拉丝过程采用单向拉制，拉丝速度为1-5m/秒；（3）银合金线的中间热处理：将直径为2.5-3.5mm的合金线放置在真空罐式炉中，然后对真空罐式炉进行抽真空，真空度高于1.0×10-1Pa后，停止抽真空，然后对真空罐式炉升温至450-650℃，保温时间为10-20分钟，然后随炉冷却；（4）将经过中间热处理的铜合金线经拉丝机拉制成直径为0.5-1.0mm 的铜合金线，然后将直径为0.5-1.0mm 的铜合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.08-0.1mm的铜合金线，拉丝过程中，线材变形率为9-16%。
进一步地， 所述的电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法，其特征在于：所述铜合金拉铸的牵引采用间歇式牵引，牵引速度为50-300mm/分钟，牵引时间0.5-3秒，停歇时间与牵引时间相同。
更进一步地，所述电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法，其特征在于：所述铜合金杆停止拉铸后，再次拉铸开始时需要将拉铸牵引反转，使铜合金杆向坩埚方向移动50-100mm，然后采用间歇式牵引拉铸铜合金杆。
此外，本发明还提供一项所述的高强度高导电铜合金线的制造方法制造的高强度高导电铜合金线，其特征在于：所述铜合金线材料的各成分重量百分含量是：钴（Co）为0.1-1.0wt%，磷（P）为0.03-0.1wt%，银（Ag）为0.5-1.5wt%，铈（Ce）为0.3-0.8wt%，铜为余量。
本发明所述的电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法，通过优化合金成分提高了铜合金线强度，并具有高的导电性和一致性，满足了高性能电子器件的使用要求。
具体实施方式
实施例一：
电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法如下：
（1）铜合金线坯料的冶炼与连铸：a．制造Cu/Co中间合金：将质量分数80%的Cu和质量分数20%的Co分层放入真空炉的锥形氮化硼/氧化铝漏斗中，并将锥形氮化硼/氧化铝漏斗放置在固定支架上，在氮化硼/氧化铝漏斗上放置中间开孔的氮化硼/氧化铝漏斗盖，并在氮化硼/氧化铝漏斗正下方放置氮化硼/氧化铝坩埚，对真空炉的炉膛抽真空，真空度为3.0×10-2Pa后，开始升温至1550℃，其中，低于800℃时升温速率为20℃/min，温度高于800℃时升温速率为30℃/min，合金熔化后从氮化硼漏斗滴入氮化硼坩埚中，合金完全溶解后静置5分钟，然后将Cu/Co合金浇注到金属铸型中，冷却得到Cu/Co中间合金； b．制造Cu/P中间合金：将质量分数95%的Cu放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，将质量分数5%的P放入真空中频熔炼炉的加料盒中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，充入Ar2至0.05Mpa，然后重新抽真空至真空度高于5.0×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar2至0.05MPa；然后继续升温至1100℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将P加入到石墨坩埚中，并晃动石墨坩埚搅拌5分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Cu/P中间合金； c．制造Cu/Ce中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ce放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.05MPa；然后继续升温至1200℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将Ce加入到石墨坩埚中，并摇动石墨坩埚搅拌5分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ce中间合金坯料；d．制造Cu/Ag中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ag放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.05MPa；然后继续升温至1200℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，摇动石墨坩埚搅拌5分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ag中间合金坯料；e．在真空中频熔炼炉中将Cu/Co中间合金、Cu/P中间合金、Cu/Ce中间合金、Cu/Ag中间合金和Cu按下述比例称量计算后，其中钴（Co）为0.1wt%，磷（P）为0.03wt%，银（Ag）为0.5wt%，铈（Ce）为0.3wt%，铜为余量，混合加入到真空中频熔炼炉的熔炼坩埚中，抽真空至5.0×10-1Pa以上，开始升温，待温度升至500℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar2至0.05MPa；然后继续升温至1200℃，待合金完全溶解后，晃动熔炼坩埚搅拌5分钟，将合金熔体冷却，得到铜合金坯料；f．将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，所述坩埚为石墨坩埚，对真空熔炼合金连铸机的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10-1Pa后，开始升温，待温度升至500℃后，停止抽真空并向真空熔炼合金连铸机中充入Ar2至0.05MPa；然后继续升温至1200℃，待银铜合金坯料完全溶解且合金溶液变清澈后，向合金溶液中插入搅拌棒上下搅拌5分钟，充入Ar2至1.05MPa，开始采用间歇方式拉铸，拉铸速度为50mm/分钟，牵引时间0.5秒，停歇时间与牵引时间相同，形成直径为6mm的铜合金杆； g．当所剩余铜合金材料溶液高度为5mm时，停止拉铸；充入Ar2至1.1MPa，然后打开炉盖，将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，停止充入Ar2，重复f，再次拉铸开始时需要将拉铸牵引反转，使铜合金杆向坩埚方向移动50mm，然后采用间歇式牵引拉铸铜合金杆。（2）银合金杆的拉制：将上述直径为6mm 的银合金杆经过拉丝机拉制成直径为2.5mm 的铜合金线，拉丝过程采用单向拉制，拉丝速度为1m/秒；（3）银合金线的中间热处理：将直径为2.5mm的合金线放置在真空罐式炉中，然后对真空罐式炉进行抽真空，真空度高于1.0×10-1Pa后，停止抽真空，然后对真空罐式炉升温至450℃，保温时间为10分钟，然后随炉冷却；（4）将经过中间热处理的铜合金线经拉丝机拉制成直径为0.5mm 的铜合金线，然后将直径为0.5mm 的铜合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.08mm的铜合金线，拉丝过程中，线材变形率为9%。
实施例二：
电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法如下：
（1）铜合金线坯料的冶炼与连铸：a．制造Cu/Co中间合金：将质量分数80%的Cu和质量分数20%的Co分层放入真空炉的锥形氮化硼/氧化铝漏斗中，并将锥形氮化硼/氧化铝漏斗放置在固定支架上，在氮化硼/氧化铝漏斗上放置中间开孔的氮化硼/氧化铝漏斗盖，并在氮化硼/氧化铝漏斗正下方放置氮化硼/氧化铝坩埚，对真空炉的炉膛抽真空，真空度为2.5×10-2Pa后，开始升温至1650℃，其中，低于800℃时升温速率为30℃/min，温度高于800℃时升温速率为40℃/min，合金熔化后从氮化硼漏斗滴入氮化硼坩埚中，合金完全溶解后静置7分钟，然后将Cu/Co合金浇注到金属铸型中，冷却得到Cu/Co中间合金；b．制造Cu/P中间合金：将质量分数95%的Cu放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，将质量分数5%的P放入真空中频熔炼炉的加料盒中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，充入Ar2至0.2Mpa，然后重新抽真空至真空度高于5.0×10-2Pa后，开始升温，待温度升至600℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar2至0.2MPa；然后继续升温至1150℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将P加入到石墨坩埚中，并晃动石墨坩埚搅拌7分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Cu/P中间合金； c．制造Cu/Ce中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ce放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至600℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.2MPa；然后继续升温至1400℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将Ce加入到石墨坩埚中，并摇动石墨坩埚搅拌7分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ce中间合金坯料；d．制造Cu/Ag中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ag放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至600℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.2MPa；然后继续升温至1400℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，摇动石墨坩埚搅拌7分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ag中间合金坯料；e．在真空中频熔炼炉中将Cu/Co中间合金、Cu/P中间合金、Cu/Ce中间合金、Cu/Ag中间合金和Cu按下述比例称量计算后，其中钴（Co）为0.5wt%，磷（P）为0.06wt%，银（Ag）为1.0wt%，铈（Ce）为0.5wt%，铜为余量，混合加入到真空中频熔炼炉的熔炼坩埚中，抽真空至5.0×10-1Pa以上，开始升温，待温度升至600℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar2至0.2MPa；然后继续升温至1400℃，待合金完全溶解后，晃动熔炼坩埚搅拌7分钟，将合金熔体冷却，得到铜合金坯料；f．将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，所述坩埚为石墨坩埚，对真空熔炼合金连铸机的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10-1Pa后，开始升温，待温度升至600℃后，停止抽真空并向真空熔炼合金连铸机中充入Ar2至0.2MPa；然后继续升温至1400℃，待银铜合金坯料完全溶解且合金溶液变清澈后，向合金溶液中插入搅拌棒上下搅拌7分钟，充入Ar2至1.07MPa，开始采用间歇方式拉铸，拉铸速度为150mm/分钟，牵引时间1.5秒，停歇时间与牵引时间相同，形成直径为8mm的铜合金杆； g．当所剩余铜合金材料溶液高度为10mm时，停止拉铸；充入Ar2至1.15MPa，然后打开炉盖，将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，停止充入Ar2，重复f，再次拉铸开始时需要将拉铸牵引反转，使铜合金杆向坩埚方向移动80mm，然后采用间歇式牵引拉铸铜合金杆。（2）银合金杆的拉制：将上述直径为8mm 的银合金杆经过拉丝机拉制成直径为3.0mm 的铜合金线，拉丝过程采用单向拉制，拉丝速度为3m/秒；（3）银合金线的中间热处理：将直径为3.0mm的合金线放置在真空罐式炉中，然后对真空罐式炉进行抽真空，真空度高于1.0×10-1Pa后，停止抽真空，然后对真空罐式炉升温至550℃，保温时间为15分钟，然后随炉冷却；（4）将经过中间热处理的铜合金线经拉丝机拉制成直径为0.75mm 的铜合金线，然后将直径为0.75mm 的铜合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.08mm的铜合金线，拉丝过程中，线材变形率为13%。
实施例三：
电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法如下：
（1）铜合金线坯料的冶炼与连铸：a．制造Cu/Co中间合金：将质量分数80%的Cu和质量分数20%的Co分层放入真空炉的锥形氮化硼/氧化铝漏斗中，并将锥形氮化硼/氧化铝漏斗放置在固定支架上，在氮化硼/氧化铝漏斗上放置中间开孔的氮化硼/氧化铝漏斗盖，并在氮化硼/氧化铝漏斗正下方放置氮化硼/氧化铝坩埚，对真空炉的炉膛抽真空，真空度为2.0×10-2Pa后，开始升温至1800℃，其中，低于800℃时升温速率为40℃/min，温度高于800℃时升温速率为50℃/min，合金熔化后从氮化硼漏斗滴入氮化硼坩埚中，合金完全溶解后静置10分钟，然后将Cu/Co合金浇注到金属铸型中，冷却得到Cu/Co中间合金；b．制造Cu/P中间合金：将质量分数95%的Cu放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，将质量分数5%的P放入真空中频熔炼炉的加料盒中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，充入Ar2至0.05-0.5Mpa，然后重新抽真空至真空度高于5.0×10-2Pa后，开始升温，待温度升至700℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar2至-0.5MPa；然后继续升温至1200℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将P加入到石墨坩埚中，并晃动石墨坩埚搅拌10分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Cu/P中间合金； c．制造Cu/Ce中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ce放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至700℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.5MPa；然后继续升温至1500℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将Ce加入到石墨坩埚中，并摇动石墨坩埚搅拌10分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ce中间合金坯料；d．制造Cu/Ag中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ag放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至700℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.5MPa；然后继续升温至1500℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，摇动石墨坩埚搅拌10分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ag中间合金坯料；e．在真空中频熔炼炉中将Cu/Co中间合金、Cu/P中间合金、Cu/Ce中间合金、Cu/Ag中间合金和Cu按下述比例称量计算后，其中钴（Co）为1.0wt%，磷（P）为0.1wt%，银（Ag）为1.5wt%，铈（Ce）为0.8wt%，铜为余量，混合加入到真空中频熔炼炉的熔炼坩埚中，抽真空至5.0×10-1Pa以上，开始升温，待温度升至700℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar2至0.5MPa；然后继续升温至1550℃，待合金完全溶解后，晃动熔炼坩埚搅拌10分钟，将合金熔体冷却，得到铜合金坯料；f．将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，所述坩埚为石墨坩埚，对真空熔炼合金连铸机的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10-1Pa后，开始升温，待温度升至700℃后，停止抽真空并向真空熔炼合金连铸机中充入Ar2至0.5MPa；然后继续升温至1550℃，待银铜合金坯料完全溶解且合金溶液变清澈后，向合金溶液中插入搅拌棒上下搅拌10分钟，充入Ar2至1.1MPa，开始采用间歇方式拉铸，拉铸速度为300mm/分钟，牵引时间3秒，停歇时间与牵引时间相同，形成直径为10mm的铜合金杆； g．当所剩余铜合金材料溶液高度为20mm时，停止拉铸；充入Ar2至1.2MPa，然后打开炉盖，将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，停止充入Ar2，重复f，再次拉铸开始时需要将拉铸牵引反转，使铜合金杆向坩埚方向移动100mm，然后采用间歇式牵引拉铸铜合金杆。（2）银合金杆的拉制：将上述直径为10mm 的银合金杆经过拉丝机拉制成直径为3.5mm 的铜合金线，拉丝过程采用单向拉制，拉丝速度为5m/秒；（3）银合金线的中间热处理：将直径为3.5mm的合金线放置在真空罐式炉中，然后对真空罐式炉进行抽真空，真空度高于1.0×10-1Pa后，停止抽真空，然后对真空罐式炉升温至650℃，保温时间为20分钟，然后随炉冷却；（4）将经过中间热处理的铜合金线经拉丝机拉制成直径为1.0mm 的铜合金线，然后将直径为1.0mm 的铜合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.1mm的铜合金线，拉丝过程中，线材变形率为16%。
通过试验发现，本发明的电子线缆用高强度高导电铜合金线具有高的强度，同时具有优良的导电率，下表是通过实验得到的本发明的电子线缆用高强度高导电铜合金线的性能数据：
从上表可以看出，本发明的电子线缆用高强度高导电铜合金线具有良好的性能，能够满足高性能电子器件用线的要求。

Claims (4)

1. 一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法， 其特征在于：包括如下步骤：
（1）铜合金线坯料的冶炼与连铸：
a．制造Cu/Co中间合金：将质量分数80%的Cu和质量分数20%的Co分层放入真空炉的锥形氮化硼/氧化铝漏斗中，并将锥形氮化硼/氧化铝漏斗放置在固定支架上，在氮化硼/氧化铝漏斗上放置中间开孔的氮化硼/氧化铝漏斗盖，并在氮化硼/氧化铝漏斗正下方放置氮化硼/氧化铝坩埚，对真空炉的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10-2Pa后，开始升温至1550-1800℃，其中，低于800℃时升温速率为20-40℃/min，温度高于800℃时升温速率为30-50℃/min，合金熔化后从氮化硼漏斗滴入氮化硼坩埚中，合金完全溶解后静置5-10分钟，然后将Cu/Co合金浇注到金属铸型中，冷却得到Cu/Co中间合金；
b．制造Cu/P中间合金：将质量分数95%的Cu放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，将质量分数5%的P放入真空中频熔炼炉的加料盒中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，充入Ar2至0.05-0.5Mpa，然后重新抽真空至真空度高于5.0×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1100-1200℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将P加入到石墨坩埚中，并晃动石墨坩埚搅拌5-10分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Cu/P中间合金；
c．制造Cu/Ce中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ce放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1200-1500℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将Ce加入到石墨坩埚中，并摇动石墨坩埚搅拌5-10分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ce中间合金坯料；
d．制造Cu/Ag中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ag放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10-2Pa后，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1200-1500℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，摇动石墨坩埚搅拌5-10分钟，然后将合金熔体冷却，得到Cu/Ag中间合金坯料；
e．在真空中频熔炼炉中将Cu/Co中间合金、Cu/P中间合金、Cu/Ce中间合金、Cu/Ag中间合金和Cu按下述比例称量计算后，其中钴（Co）为0.1-1.0wt%，磷（P）为0.03-0.1wt%，银（Ag）为0.5-1.5wt%，铈（Ce）为0.3-0.8wt%，铜为余量，混合加入到真空中频熔炼炉的熔炼坩埚中，抽真空至5.0×10-1Pa以上，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1200-1550℃，待合金完全溶解后，晃动熔炼坩埚搅拌5-10分钟，将合金熔体冷却，得到铜合金坯料；
f．将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，所述坩埚为石墨坩埚，对真空熔炼合金连铸机的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10-1Pa后，开始升温，待温度升至500-700℃后，停止抽真空并向真空熔炼合金连铸机中充入Ar2至0.05-0.5MPa；然后继续升温至1200-1550℃，待银铜合金坯料完全溶解且合金溶液变清澈后，向合金溶液中插入搅拌棒上下搅拌5-10分钟，充入Ar2至1.05-1.1MPa，开始采用间歇方式拉铸，形成直径为6-10mm的铜合金杆；
g．当所剩余铜合金材料溶液高度为5-20mm时，停止拉铸；充入Ar2至1.1-1.2MPa，然后打开炉盖，将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，停止充入Ar2，重复f；
（2）银合金杆的拉制：
将上述直径为6-10mm 的银合金杆经过拉丝机拉制成直径为2.5-3.5mm 的铜合金线，拉丝过程采用单向拉制，拉丝速度为1-5m/秒；
（3）银合金线的中间热处理：
将直径为2.5-3.5mm的合金线放置在真空罐式炉中，然后对真空罐式炉进行抽真空，真空度高于1.0×10-1Pa后，停止抽真空，然后对真空罐式炉升温至450-650℃，保温时间为10-20分钟，然后随炉冷却；
（4）将经过中间热处理的铜合金线经拉丝机拉制成直径为0.5-1.0mm 的铜合金线，然后将直径为0.5-1.0mm 的铜合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.08-0.1mm的铜合金线，拉丝过程中，线材变形率为9-16%。
2.根据权利要求1 所述的高强度高导电铜合金线的制造方法，其特征在于：所述铜合金拉铸的牵引采用间歇式牵引，牵引速度为50-300mm/分钟，牵引时间0.5-3秒，停歇时间与牵引时间相同。
3.根据权利要求1 所述的高强度高导电铜合金线的制造方法，其特征在于：所述铜合金杆停止拉铸后，再次拉铸开始时需要将拉铸牵引反转，使铜合金杆向坩埚方向移动50-100mm，然后采用间歇式牵引拉铸铜合金杆。
4.采用权利要求1-3中任一项所述的高强度高导电铜合金线的制造方法制造的高强度高导电铜合金线，其特征在于：所述银合金键合线材料的各成分重量百分含量是：钴（Co）为0.5-1.0wt%，磷（P）为0.03-0.1wt%，银（Ag）为0.5-1.5wt%，铈（Ce）为0.3-0.8wt%，铜为余量。
CN201610293511.6A 2016-05-06 2016-05-06 一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法 Active CN105803252B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610293511.6A CN105803252B (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610293511.6A CN105803252B (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105803252A true CN105803252A (zh) 2016-07-27
CN105803252B CN105803252B (zh) 2017-07-28

Family

ID=56455366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610293511.6A Active CN105803252B (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105803252B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019041587A1 (zh) * 2017-09-01 2019-03-07 华南理工大学 一种电子封装用高可靠性铜合金键合丝及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101487090A (zh) * 2008-01-17 2009-07-22 济源优克电子材料有限公司 一种铜键合丝及其制备方法
JP2012087381A (ja) * 2010-10-20 2012-05-10 Hitachi Cable Ltd 押出成形品及びその製造方法
CN104046838A (zh) * 2014-06-05 2014-09-17 锐展(铜陵)科技有限公司 一种汽车线缆用高强韧铜合金线的制备方法
CN104278169A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 河南理工大学 一种耐腐蚀键合铜丝及其制备方法
CN104745989A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 北京有色金属研究总院 一种铜铬锆系合金的双级固溶热处理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101487090A (zh) * 2008-01-17 2009-07-22 济源优克电子材料有限公司 一种铜键合丝及其制备方法
JP2012087381A (ja) * 2010-10-20 2012-05-10 Hitachi Cable Ltd 押出成形品及びその製造方法
CN104278169A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 河南理工大学 一种耐腐蚀键合铜丝及其制备方法
CN104745989A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 北京有色金属研究总院 一种铜铬锆系合金的双级固溶热处理方法
CN104046838A (zh) * 2014-06-05 2014-09-17 锐展(铜陵)科技有限公司 一种汽车线缆用高强韧铜合金线的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁雨田 等: "《单晶Cu键合丝制备过程中的影响因素研究》", 《铸造技术.压铸》 *
曹军 等: "《高温高湿环境对键合Cu线可靠性影响的研究》", 《机械工程学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019041587A1 (zh) * 2017-09-01 2019-03-07 华南理工大学 一种电子封装用高可靠性铜合金键合丝及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105803252B (zh) 2017-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021018203A1 (zh) 一种非真空下引连铸铜铁合金扁锭的生产工艺
CN105970016B (zh) 一种传输用高导电耐弯曲铜合金线及其制备方法
CN109371271B (zh) 铜铁合金的非真空熔炼及连铸工艺
CN103820661B (zh) 稀土镁合金的半固态浆料制备方法
CN103111609A (zh) 一种非晶态合金孕育处理铸造铝合金方法
KR101264219B1 (ko) 마그네슘계 합금 및 그 제조방법
CN104593652A (zh) 准晶及氧化铝混合颗粒增强镁基复合材料及其制造方法
KR102528758B1 (ko) 필터 캐비티의 다이캐스팅 방법
CN110714156B (zh) 一种轻质高强耐蚀高熵合金及其制备方法
CN112430767B (zh) 一种大规格空心铸锭及铸锭方法
US10094001B2 (en) Method for producing eutectic copper-iron alloy
CN101823141A (zh) 一种晶粒细化的高温合金铸造工艺
CN109518040B (zh) 利用超声处理连续制备Al-Ti-B晶粒细化剂的方法
CN105568019A (zh) 一种CuAlMn形状记忆合金晶粒的细化方法
CN103233138B (zh) Mg-Al系镁合金用晶粒细化剂及其制备方法
CN101696479A (zh) 一种铅钙合金的生产方法
JP3946966B2 (ja) Ｓｎ−Ｔｉ系化合物を含むＳｎ基合金の製造方法
CN105803252A (zh) 一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法
CN105358723A (zh) 生产包含锂的铝合金的方法
CN108118176B (zh) 一种高速铁路接触线用铜基非晶合金及其制备工艺
CN102304634B (zh) 一种锡青铜合金熔炼用精炼剂
CN102000808A (zh) 镁合金晶粒细化剂与晶粒细化型镁合金及其制备方法
CN102517476B (zh) 一种减小疏松和缩松的高强度铝合金及其制备方法
CN102418008B (zh) 一种用HfC去除夹杂的高强度铝合金及其制备方法
CN110578068B (zh) 一种精密电阻用贵金属合金线及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant