CN107552586B - 一种电子电气用超细无氧铜银合金丝的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子电气用超细无氧铜银合金丝的生产工艺，超细铜银合金丝的化学成分为银含量为0.03‑0.10%，钴含量0.03‑0.05%，铬含量0.01‑0.03%，镍含量0.01‑0.02%，铌含量0.01‑0.02%，铟含量0.005~0.01%，超细铜银合金丝的抗拉强度≥400MPa、伸长率≥6%、导电率≥99%IACS、软化温度≥350℃，氧含量≤3ppm，丝材直径≤50μm，丝材直径尺寸公差为±5%；单根铜丝长度达到三十万米以上。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工的技术领域，尤其是涉及一种电子电气用超细无氧铜银合金丝的生产工艺。
背景技术
高导电铜合金是目前电子信息技术、电工电力技术、通讯技术、交通运输、航空航天、国防重大装备等领域广泛应用的新型结构功能材料。随着科学技术和现代工业和科技的发展，电子产品逐渐向小型化、轻量化、薄型化方向发展，这必然要求所用关键零部件及材料产品也向“微、轻、薄”方向发展。
目前，国内铜银合金相关专利基本被日本、法国、德国等国家所垄断，相应同轴电缆用铜银合金导线和屏蔽材料市场基本被日本古河、法国特殊线材公司、德国莱尼等公司所垄断。高端微特电机换向器用铜银合金材料长期被日本、德国所垄断，而国内铜银合金的产业化应用主要集中在高速电气化接触网用导线，满足同轴电缆使用要求的铜银合金丝材量少，综合性能也不及国外同类产品，尤其高端航空航天用电线电缆和极细、超级细同轴电缆用铜银合金导体和屏蔽材料基本靠进口解决。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种电子电气用超细无氧铜银合金丝的生产工艺，使用本发明得到的超细铜银合金丝的银含量为0.03-0.10%，钴含量0.03-0.05%，铬含量0.01-0.03%，镍含量0.01-0.02%，铌含量0.01-0.02%，铟含量0.005~0.01%，其中银、钴、铬、镍、铌、铟总含量不大于0.2%，铜、银、钴、铬、镍、铌、铟总含量不小于99.99%；所述的超细铜银合金丝的抗拉强度≥400MPa、伸长率≥6%、导电率≥99% IACS、软化温度≥350 ℃，氧含量≤3ppm，丝材直径≤50μm，丝材直径尺寸公差为±5%；单根铜丝长度达到三十万米以上。本发明提供的生产工艺具有工艺流程短、生产效率高、断线率低等特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种电子电气用超细无氧铜银合金丝的生产工艺，包括如下步骤：1）高纯铜熔炼：以1号标准阴极铜为原料，采用真空电子束熔炼、凝固，去除杂质元素；其中电子枪工作真空度为6×10-3Pa，熔炼室真空度为6×10-3Pa，加速电压50KV；获得的高纯铜铸锭的铜含量大于99.999%，导电率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%；
2）上引铜杆：将高纯铜、纯银、10%钴含量的铜钴中间合金、10%铬含量的铜铬中间合金、10%镍含量的铜镍中间合金、10%铌含量的铜铌中间合金、10%铟含量的铜铟中间合金预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气装置除气、脱氧后，用牵引机组上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；
3）扒皮：将步骤2）所得的铜杆进行扒皮；
4）轧制：将步骤3）所得的铜杆采用多道次轧制，且轧制过程中采用乳液进行润滑和冷却；
5）拉丝，先大拉至直径为1～3mm，接着小拉至直径为0.1～0.5mm，并采用电阻内热式连续退火，最后微拉至直径≤50μm的铜银合金细丝。
所述步骤2）熔炼装置中熔炼炉的温度为1161℃～1165℃，熔炼炉中的铜液采用木炭覆盖；所述的熔炼装置中保温炉的温度为1151℃～1155℃，采用石墨鳞片覆盖；所述的在线除气装置使用99.996%一氧化碳气体，气源出口压力为0.6MPa，气体流量为1.5～2.5Nm3/h，转子转速为60～70r/min；所述的牵引机组的引杆速度为300～350mm/min，引杆直径为Ф20mm，冷却循环出水温度36℃～40℃。
所述的熔炼装置包括熔炼炉、保温炉，在熔炼炉与保温炉之间设有隔仓，熔炼炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，隔仓和保温炉之间的流沟高出保温炉炉底200mm，可促进铜液流动的均匀性，流沟内安装陶瓷过滤装置，可以起到除渣的效果。陶瓷过滤装置的孔隙率在60～65%之间。所述的木炭的粒度为20mm～25mm，覆盖厚度160mm～180mm；所述的石墨鳞片的覆盖厚度50mm～60mm。
所述的步骤3）中将直径为Ф20mm的铜杆进行扒皮，扒皮后铜杆的直径为为Ф18mm。
所述的步骤4）中轧制工序中乳液的浓度为12%～15%，温度小于40℃。
所述的步骤5）中大拉工序中乳液的浓度为10%～12%，温度小于35℃；小拉工序中乳液的浓度为10%～12%，温度为小于32℃；微拉工序中乳液的浓度控制在8%～10%，温度小于25℃；所述的连续退火的电压为35V～40V，速度为1000～1200m/min。
本发明的有益效果是：通过使用本发明提供的一种电子电气用超细铜银合金丝的生产工艺，具有以下优点： 1.本发明采用高纯铜为原料，利用在线除气脱氧装置和带有隔仓结构的上引炉，保证了上引铜杆的高纯度、高导电率和低含氧量，同时将有害杂质除渣后，消除了这些杂质对生产过程中产生断线的影响。2. 本发明采用扒皮工艺，将上引连铸铜杆表面的微小裂纹进行清除，为后续加工变形提供了保证。3.本发明采用添加了银、钴、铬等微量元素，制备的超细铜银合金丝的抗拉强度≥400MPa、伸长率≥6%、导电率≥99%IACS、软化温度≥350 ℃，氧含量≤ 3ppm，丝材直径≤50μm，丝材直径尺寸公差为±5%；单根铜丝长度达到三十万米以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
一种超细无氧铜银合金丝的生产工艺包括如下步骤：1）高纯铜熔炼：以1号标准阴极铜为原料，采用真空电子束熔炼、凝固，去除杂质元素；其中电子枪工作真空度为6×10- 3Pa，熔炼室真空度为6×10-3Pa，加速电压50KV；获得的高纯铜铸锭的铜含量大于99.999%，导电率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%；
2）上引铜杆：将高纯铜、纯银、10%钴含量的铜钴中间合金、10%铬含量的铜铬中间合金、10%镍含量的铜镍中间合金、10%铌含量的铜铌中间合金、10%铟含量的铜铟中间合金预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气装置除气、脱氧后，用牵引机组上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；
3）扒皮：将步骤2）所得的铜杆进行扒皮；
4）轧制：将步骤3）所得的铜杆采用多道次轧制，且轧制过程中采用乳液进行润滑和冷却；
5）拉丝，先大拉至直径为1～3mm，接着小拉至直径为0.1～0.5mm，并采用电阻内热式连续退火，最后微拉至直径≤50μm的铜银合金细丝。
所述步骤2）熔炼装置中熔炼炉的温度为1161℃，熔炼炉中的铜液采用木炭覆盖；所述的熔炼装置中保温炉的温度为1151℃，采用石墨鳞片覆盖；所述的在线除气装置使用99.996%一氧化碳气体，气源出口压力为0.6MPa，气体流量为1.5～2.5Nm3/h，转子转速为70r/min；所述的牵引机组的引杆速度为300mm/min，引杆直径为Ф20mm，冷却循环出水温度36℃。
所述的熔炼装置包括熔炼炉、保温炉，在熔炼炉与保温炉之间设有隔仓，熔炼炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，隔仓和保温炉之间的流沟高出保温炉炉底200mm，可促进铜液流动的均匀性，流沟内安装陶瓷过滤装置，可以起到除渣的效果。陶瓷过滤装置的孔隙率在60～65%之间。所述的木炭的粒度为20mm，覆盖厚度180mm；所述的石墨鳞片的覆盖厚度60mm。
所述的步骤3）中将直径为Ф20mm的铜杆进行扒皮，扒皮后铜杆的直径为为Ф18mm。
所述的步骤4）中轧制工序中乳液的浓度为12%～15%，温度小于40℃。
所述的步骤5）中大拉工序中乳液的浓度为10%～12%，温度小于35℃；小拉工序中乳液的浓度为10%～12%，温度为小于32℃；微拉工序中乳液的浓度控制在8%～10%，温度小于25℃；所述的连续退火的电压为35V～40V，速度为1000～1200m/min。
本发明的有益效果是：利用在线除气脱氧装置和带有隔仓结构的上引炉，保证了上引铜杆的高纯度、高导电率和低含氧量，同时将有害杂质除渣后，消除了这些杂质对生产过程中产生断线的影响。采用添加了银、钴、铬等微量元素，其中银含量为0.05%，钴含量0.05%，铬含量0.01%，镍含量0.01%，铌含量0.01%，铟含量0.005%，制备的超细铜银合金丝的抗拉强度≥400MPa、伸长率≥6%、导电率≥99% IACS、软化温度≥350℃，氧含量≤ 3ppm，丝材直径≤50μm，丝材直径尺寸公差为±5%；单根铜丝长度达到三十万米以上。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种电子电气用超细无氧铜银合金丝的生产工艺，其特征在于所述的超细无氧铜银合金丝的化学成分为银含量为0.05%，钴含量0.05%，铬含量0.01%，镍含量0.01%，铌含量0.01%，铟含量0.005%，铜、银、钴、铬、镍、铌、铟总含量不小于99.99%；
所述的生产工艺包括以下步骤：
1）高纯铜熔炼：以1号标准阴极铜为原料，采用真空电子束熔炼、凝固，去除杂质元素；其中电子枪工作真空度为6×10-3Pa，熔炼室真空度为6×10-3Pa，加速电压50KV；获得的高纯铜铸锭的铜含量大于99.999%，导电率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%；
2）上引铜杆：将高纯铜、纯银、10%钴含量的铜钴中间合金、10%铬含量的铜铬中间合金、10%镍含量的铜镍中间合金、10%铌含量的铜铌中间合金、10%铟含量的铜铟中间合金预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气装置除气、脱氧后，用牵引机组上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；
熔炼装置包括熔炼炉、保温炉，在熔炼炉与保温炉之间设有隔仓，熔炼炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，隔仓和保温炉之间的流沟高出保温炉炉底200mm，可促进铜液流动的均匀性，流沟内安装陶瓷过滤装置，可以起到除渣的效果，陶瓷过滤装置的孔隙率在60～65%之间；熔炼炉的温度为1161℃～1165℃，熔炼炉中的铜液采用木炭覆盖，保温炉的温度为1151℃～1155℃，采用石墨鳞片覆盖，在线除气装置使用99.996%一氧化碳气体，气源出口压力为0.6MPa，气体流量为1.5～2.5Nm3/h，转子转速为60～70r/min，牵引机组的引杆速度为300～350mm/min，引杆直径为Ф20mm，冷却循环出水温度36℃～40℃；木炭的粒度为20mm～25mm，覆盖厚度160mm～180mm；石墨鳞片的覆盖厚度50mm～60mm；
3）扒皮：将步骤2）所得的直径为Ф20mm的铜杆进行扒皮，扒皮后铜杆的直径为Ф18mm；
4）轧制：将步骤3）所得的铜杆采用多道次轧制，且轧制过程中采用乳液进行润滑和冷却；轧制工序中乳液的浓度为12%～15%，温度小于40℃；
5）拉丝，先大拉至直径为1～3mm，接着小拉至直径为0.1～0.5mm，并采用电阻内热式连续退火，最后微拉至直径≤50μm的超细无氧铜银合金丝；大拉工序中乳液的浓度为10%～12%，温度小于35℃；小拉工序中乳液的浓度为10%～12%，温度为小于32℃；微拉工序中乳液的浓度控制在8%～10%，温度小于25℃；所述的连续退火的电压为35V～40V，速度为1000～1200m/min；
上述生产工艺制备的超细无氧铜银合金丝的抗拉强度≥400MPa、伸长率≥6%、导电率≥99% IACS、软化温度≥350 ℃，氧含量≤ 3ppm，丝材直径≤50μm，丝材直径尺寸公差为±5%；单根超细无氧铜银合金丝长度达到三十万米以上。
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