CN107904434A - 一种超细超长铜合金丝及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超细超长铜合金丝及其生产方法，属于超细金属丝材制备技术领域。所述超细超长铜合金丝以高纯铜为主体材料，添加银及微合金元素或锡及总含量不超过100ppm的微合金元素，其直径为0.010～0.018mm，加工态延伸率≥2.0％，导电率＞70％IACS，铜银丝强度＞1.3GPa、铜锡丝强度＞800MPa，单根长度大于3万米的超细丝累计占总数的比例不低于80％；其生产方法具体包括：采用定向凝固连铸技术制备铜合金棒材，棒材经热处理后直接进行拉拔得到超细超长铜合金丝。本发明制备的超细超长铜合金丝具有强度高、导电性能好、表面光滑的优点，且单丝长度较长因而成品率高、便于后续分装、绞线等。

Description

一种超细超长铜合金丝及其生产方法
技术领域
本发明属于超细金属丝材制备技术领域，特别涉及一种超细超长铜合金丝及其生产方法。
背景技术
在微电子封装领域，由于金丝的高成本以及现代封装对长距离、窄间距键合的需求，具有低成本、高强度等优点的铜基键合丝所占市场份额逐年增长。由于铜易氧化，通常采用合金化或镀钯层两种方法提高其抗氧化性，其中镀钯铜丝由于钯、铜熔点等特性的差异，在键合烧球过程中易形成偏球、高尔夫球等不良现象，而合金化法则具有工艺简单、性能一致性高的优点。
在电声线材领域，电声元器件对铜线材的强度、电导率、抗氧化性提出了越来越高的要求，此外，电声传输线材如音频线等多采用多支芯线纺织而成，因此则需要制成具有相当长度的微细丝材以便于绞线，且需兼顾丝材的强度和导电性能。但由于纯铜线易氧化、强度低等缺点，需通过合金化使铜的强度和抗氧化性能提高。
在铜合金超细丝方面，已报道了一种微细铜银合金线制造方法(曹军，范俊玲，徐燕，吕长春，李科.一种微细铜银合金线制造方法，申请号：201410530014.4，公开日：2015.02.18)，但该方法中需首先熔炼铜银中间合金后再与纯铜混合熔炼，且需在直径1.0～1.5mm时进行中间热处理，明显降低了细丝的生产效率。此外，一种铜银合金键合丝及其制备方法(林良.一种铜银合金键合丝及其制备方法，申请号：201510880814.3，公开日：2016.04.06)报道了通过熔炼、拉铸、拉丝、退火制造铜银合金键合丝的方法，但其仅报道了直径0.02mm以上丝材的制造，不适于直径0.02mm以下超细丝的生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种超细超长铜合金丝及其生产方法，它克服了现有铜合金丝超细丝加工难、易断线、性能不稳定等问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种超细超长铜合金丝，其银含量为1～10％，微合金元素铬、铈总含量不超过50ppm，或锡含量为0.1～1％，微合金元素铈、镓总含量不超过100ppm，所用原材料要求铜、银纯度均≥99.999％、锡及微合金元素金属纯度≥99.99％。
所述超细超长铜合金丝的生产方法具体步骤如下：
(1)以高纯铜、银或锡及微量元素金属为原材料，采用定向凝固连铸技术制备直径为φ10～12mm的铜合金棒材，采用的连铸温度为1100～1180℃，引出速度为5～8kg/h，冷却水温度为25～35℃，以获得有利于超长超细丝加工的初始组织。
(2)在不低于2×10-1Pa的真空或流量不低于0.5L/h的氢气氛保护下对棒材进行退火处理，退火温度为500～650℃，保温时间2～5小时，保温结束后随炉冷却。
(3)将棒材进行拉拔，其中直径大于等于4mm时道次拉拔变形量为15％～25％，拉丝速度为5～15m/min；直径小于4mm但不小于0.5mm时道次拉拔变形量为10％～20％，拉丝速度为50～200m/min；直径小于0.5mm时道次拉拔变形量为5％～15％，拉丝速度为200～450m/min，直至得到直径0.010～0.018mm的超细丝。
本发明的优点：
本发明提供的生产方法简单、效率高，制备的铜合金超细丝具有强度高、导电性能好、表面光滑、性能稳定的优点，其加工态延伸率≥2.0％，导电率＞70％IACS，铜银丝强度＞1.3GPa、铜锡丝强度＞800MPa；通过初始组织和加工工艺的控制，拉拔过程中不易断线，单根长度大于3万米的细丝累计占总数的比例不低于80％，因而成品率高，便于后续分装、绞线等，有利于产业化实施和应用。
具体实施方式
下文将对本发明的实施例进行详细说明，需要说明的是，以下实施例仅用于例证的目的，并不限制本发明的保护范围。
实施例1
(1)以纯度均≥99.999％的铜、银及纯度≥99.99％微量元素为原材料，按投料总重量为5kg计算各原料投入量并配料，其中银含量为5％，添加微合金元素铬、铈的总含量为50ppm，然后采用定向凝固连铸技术制备成直径为φ12mm的铜银合金棒材，连铸过程中连铸温度为1100℃，引出速度为6kg/h，冷却水温度为25～35℃。
(2)在真空条件下对棒材进行退火处理，真空度不低于2×10-1Pa，退火温度为600℃，保温时间2小时，保温结束后随炉冷却。
(3)将棒材进行拉拔，其中直径大于等于4mm时道次拉拔变形量为15％～25％，拉丝速度为5～15m/min；直径小于4mm但不小于0.5mm时道次拉拔变形量为10％～20％，拉丝速度为50～200m/min；直径小于0.5mm时道次拉拔变形量为5％～15％，拉丝速度为200～450m/min，直至得到直径φ0.016±0.0005mm的超细丝。
按上述实施例1制备的铜银合金超细丝，直径为φ0.016±0.0005mm，单根长度大于3万米的细丝累计占总数的比例为82％，最大单丝长度40400m，其力学和导电性能测试结果如下：
抗拉强度(MPa) 延伸率(％) 导电率(IACS％)
1343.5 2.6 76.8
实施例2
(1)以纯度≥99.999％的铜、纯度≥99.99％的锡及微量元素为原材料，按投料总重量为5kg计算各原料投入量并配料，其中锡含量为0.5％，添加微合金元素铈、镓的总含量为80ppm，然后采用定向凝固连铸技术制备成直径为φ10mm的铜锡合金棒材，连铸过程中连铸温度为1120℃，引出速度为5kg/h，冷却水温度为25～35℃。
(2)在氢气氛保护下对棒材进行退火处理，氢气流量不低于0.5L/h，退火温度为500℃，保温时间4小时，保温结束后随炉冷却。
(3)将棒材进行拉拔，其中直径大于等于4mm时道次拉拔变形量为15％～25％，拉丝速度为5～15m/min；直径小于4mm但不小于0.5mm时道次拉拔变形量为10％～20％，拉丝速度为50～200m/min；直径小于0.5mm时道次拉拔变形量为5％～15％，拉丝速度为200～450m/min，直至得到直径φ0.016±0.0005mm的超细丝。
按上述实施例1制备的铜锡合金超细丝，直径为φ0.016±0.0005mm，单根长度大于3万米的细丝累计占总数的比例为84％，最大单丝长度39100m，其力学和导电性能测试结果如下：
抗拉强度(MPa) 延伸率(％) 导电率(IACS％)
810.7 2.2 70.9
以上关于本发明的具体的优选实施方式，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替换或修改，且性能或用途相同时，都应当视为属于本发明权利要求的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种超细超长铜合金丝，其特征在于：其组成为银含量为1～10％，微合金元素铬、铈总含量不超过50ppm，或锡含量为0.1～1％，微合金元素铈、镓总含量不超过100ppm；直径为0.010～0.018mm，加工态延伸率≥2.0％，单根长度大于3万米的超细丝累计占总数的比例不低于80％。
2.权利要求1所述一种超细超长铜合金丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采用定向凝固连铸技术制备铜合金棒材；
(2)对棒材进行退火处理；
(3)将棒材进行拉拔得到超细丝。
3.根据权利要求2所述一种超细超长铜合金丝的制备方法，其特征在于：
所述步骤(1)中原材料铜、银纯度均≥99.999％，锡及微合金元素金属的纯度≥99.99％，连铸过程的连铸温度为1100～1180℃，引出速度为5～8kg/h，冷却水温度为25～35℃；
所述步骤(2)中退火在不低于2×10-1Pa的真空或流量不低于0.5L/h的氢气氛保护下进行，退火温度为500～650℃，保温时间2～5小时；
所述步骤(3)中直径大于等于4mm时道次拉拔变形量为15％～25％，拉丝速度为5～15m/min；直径小于4mm但不小于0.5mm时道次拉拔变形量为10％～20％，拉丝速度为50～200m/min；直径小于0.5mm时的道次拉拔变形量为5％～15％，拉丝速度为200～450m/min。
4.一种超细超长铜合金丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)以纯度均≥99.999％的铜、银及纯度≥99.99％微量元素为原材料，按比例配料，其中银含量为5％，添加微合金元素铬、铈的总含量为50ppm，然后采用定向凝固连铸技术制备成直径为φ12mm的铜银合金棒材，连铸过程中连铸温度为1100℃，引出速度为6kg/h，冷却水温度为25～35℃；
(2)在真空条件下对棒材进行退火处理，真空度不低于2×10-1Pa，退火温度为600℃，保温时间2小时，保温结束后随炉冷却；
(3)将棒材进行拉拔，其中直径大于等于4mm时道次拉拔变形量为15％～25％，拉丝速度为5～15m/min；直径小于4mm但不小于0.5mm时道次拉拔变形量为10％～20％，拉丝速度为50～200m/min；直径小于0.5mm时道次拉拔变形量为5％～15％，拉丝速度为200～450m/min，直至得到直径φ0.016±0.0005mm的超细丝。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109003743A (zh) * 2018-07-25 2018-12-14 王文芳 一种连续铜合金极细导体的制作方法
CN114645153A (zh) * 2022-03-17 2022-06-21 东北大学 一种高强高导铜银合金丝及其制备方法
CN115141946A (zh) * 2022-08-03 2022-10-04 中南大学 一种高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法
CN115478185A (zh) * 2022-09-26 2022-12-16 江苏亨通电力智网科技有限公司 一种铜锡合金超细线及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101643866A (zh) * 2009-08-21 2010-02-10 昆明贵金属研究所 高强高导CuAg合金材料及其制备方法
CN105463237A (zh) * 2015-12-05 2016-04-06 烟台一诺电子材料有限公司 一种铜银合金键合丝及其制备方法
CN106574325A (zh) * 2014-08-22 2017-04-19 株式会社神户制钢所 Led的引线框用铜合金板条

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101643866A (zh) * 2009-08-21 2010-02-10 昆明贵金属研究所 高强高导CuAg合金材料及其制备方法
CN106574325A (zh) * 2014-08-22 2017-04-19 株式会社神户制钢所 Led的引线框用铜合金板条
CN105463237A (zh) * 2015-12-05 2016-04-06 烟台一诺电子材料有限公司 一种铜银合金键合丝及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
许德珠等: "《金属工艺学（工科热加工类专业用）（上册）》", 31 December 1983, 北京：高等教育出版社 *
马幼平等: "《金属凝固理论及应用技术》", 30 September 2015, 北京：冶金工业出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109003743A (zh) * 2018-07-25 2018-12-14 王文芳 一种连续铜合金极细导体的制作方法
CN114645153A (zh) * 2022-03-17 2022-06-21 东北大学 一种高强高导铜银合金丝及其制备方法
CN115141946A (zh) * 2022-08-03 2022-10-04 中南大学 一种高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法
CN115478185A (zh) * 2022-09-26 2022-12-16 江苏亨通电力智网科技有限公司 一种铜锡合金超细线及其制备方法

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