CN108231243A - 一种镀银超细铜丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镀银超细铜丝，镀银超细铜丝直径为0.02‑0.05毫米，包括铜合金和铜合金表面镀覆的0.3‑0.8微米的银层，铜合金原料按重量百分含量包括：Pr、Ni、Sn、B、Pd和Cu。本发明还公开了一种镀银超细铜丝的制备方法，包括如下步骤：按重量百分含量将Pr、Ni、Sn、B、Pd和Cu混合，加入熔炼炉中真空熔炼，经连铸制得直径为6‑10mm无氧铜杆；将无氧铜杆经粗拉拔和退火处理制成直径为1.0‑2.0mm的粗铜线；将粗铜线表面镀覆一层银层制得镀银铜线；将镀银铜线进行表面润滑处理制得润滑铜线；将润滑铜线进行多次精拉拔和退火处理，制得镀银超细铜丝。本发明制得镀银超细铜丝的性能优异，制备方法简单、高效，应用前景好。

Description

一种镀银超细铜丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及铜材加工技术领域，尤其涉及一种镀银超细铜丝及其制备方法。
背景技术
在铜材加工技术领域中，一般定义直径不超过0.05毫米的铜线称超细铜丝。超细铜丝广泛应用于集成电路后段封装制程用封装导线、微型电机、连接与主机板的高频超细同轴电线、高速宽频传输用缆线、电脑周边系统连接高速传输用线和生化医用精细化线材中。目前，随着电子信息工业的快速发展，特别是笔记本电脑、移动通讯产品及终端信号传输产品等快速发展，超细铜线的需求量将日益增加，然而我国可生产超细线的企业很少，这类产品大量依赖进口。
目前，超细铜丝均采用拉伸法进行生产，但由于超细铜线规格微小，能承受张力十分有限，在拉伸过程中容易产生断线，造成其成品率低，加工制备技术难度大。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种镀银超细铜丝及其制备方法，制备超细铜丝延展性能好，拉伸过程不易断线，制备方法简单、高效。
本发明提出了一种镀银超细铜丝，镀银超细铜丝直径为0.02-0.05毫米，包括铜合金和铜合金表面镀覆形成的0.3-0.8微米银层，铜合金原料按重量百分含量包括：Pr0.008-0.01wt％、Ni 0.006-0.009wt％、Sn 0.004-0.008wt％、B 0.005-0.008wt％、Pd0.005-0.008wt％，余量为纯度不小于99.9999％的Cu。
本发明还提出一种镀银超细铜丝的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将Pr、Ni、Sn、B、Pd和Cu混合，加入温度为1360-1415℃的熔炼炉中，真空熔炼30-45分钟，经连铸制得直径为6-10毫米无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆加入拉伸机，经粗拉拔制成直径为1.0-2.0毫米的铜线，将铜线在氮气保护下退火处理制得粗铜线；
S3、将S2粗铜线表面镀覆银层制得镀银铜线；
S4、将S3镀银铜线以100-130m/min的速度通过润滑液，在45-55℃烘干制得润滑铜线；
S5、将S4润滑铜线进行多次精拉拔，并在每次精拉拔后退火处理，制得镀银超细铜丝。
优选地，S1中熔炼炉内真空度不大于1×10-3Pa。
优选地，S2中粗拉拔速度为200-300m/min，优选粗拉拔速度为260m/min。
优选地，S2中退火温度为515-555℃，退火时间为0.5-1.5小时，优选退火温度为530℃，退火时间为1.0小时。
优选地，S3中润滑液原料按重量份包括：2-4份二烷基二硫代磷酸锌盐，5-8份环烷基油，2-4份油酸酰胺，15-20份去离子水。
优选地，S5中精拉拔次数与铜线直径之间遵循以下公式：N＝D/15d+2，其中D为镀银铜线直径，d为镀银超细铜丝直径，N为精拉拔次数，如D/15d为非整数，N根据四舍五入原则取整数。
优选地，S5中精拉拔速度为100-150m/min，优选精拉拔速度为125m/min。
优选地，S5中退火温度为450-500℃，退火时间为0.6-1.2小时，优选退火温度为470℃，退火时间为0.8小时。
本发明提出了一种镀银超细铜丝及其制备方法。首先，向铜中引入合金元素Pr、Ni、Sn、B及Pd，Pr和B可以细化晶粒、净除杂质，提高Cu的强度；Pd、Ni、Sn可在Cu中形成复合强化相，提高Cu的延展性能和导电性能，Pr、Ni、Sn、B、Pd及Cu各元素间相互配合制得铜合金的导电率、延展性和强度好，综合性能优异。其次，在粗拉伸退火后对铜线进行镀银和表面润滑处理，一方面，Ag的延展性远远均好于铜的，粗铜线表面均匀镀覆银成，可以显著提高铜的延展性能，解决铜线拉伸过程易断线问题；另一方面，表面润滑液在精拔加工过程中可以起到优良的抗磨、减磨作用，将镀银铜丝表面润滑可进一步提高铜线抗拉断裂性能。最后，将处理后的粗拔铜线再经多次过拉拔、退火制得性能优异的超细铜丝。
本发明从超细铜丝拉伸形变机理出发对超细铜丝的原料和制备工艺进行合理设计，解决了超细铜丝拉伸过程容易断线的问题，制备方法简单、高效，应用前景好。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出一种镀银超细铜丝，镀银超细铜丝直径为0.02毫米，包括铜合金和铜合金表面镀覆形成0.3微米的银层，铜合金原料按重量百分含量包括：Pr 0.008wt％、Ni0.006wt％、Sn 0.004wt％、B 0.005wt％、Pd 0.005wt％，余量为纯度不小于99.9999％的Cu。
实施例2
本发明提出一种镀银超细铜丝，镀银超细铜丝直径为0.05毫米，包括铜合金和铜合金表面镀覆形成0.8微米的银层，铜合金原料按重量百分含量包括：Pr 0.01wt％、Ni0.009wt％、Sn 0.008wt％、B 0.008wt％、Pd 0.008wt％，余量为纯度不小于99.9999％的Cu。
实施例3
本发明提出一种镀银超细铜丝，镀银超细铜丝直径为0.03毫米，包括铜合金和铜合金表面镀覆形成0.5微米的银层，铜合金原料按重量百分含量包括：Pr 0.009wt％、Ni0.007wt％、Sn 0.005wt％、B 0.006wt％、Pd 0.006wt％，余量为纯度不小于99.9999％的Cu。
本发明还提出的上述镀银超细铜丝的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将Pr、Ni、Sn、B、Pd和Cu混合，加入温度为1390℃的熔炼炉中，真空熔炼35分钟，经连铸制得直径为8毫米无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆加入拉伸机，以260m/min的速度粗拉拔成直径为1.5毫米铜线，将铜线在氮气保护和530℃下退火处理1.0小时制得粗铜线；
S3、将S2粗铜线表面镀覆厚度为0.5微米的银层制得镀银铜线；
S4、将S3镀银铜线以110m/min的速度通过润滑液，并在50℃烘干制得润滑铜线；
S5、将S4润滑铜线进行5次精拉拔，并在每次精拉拔后在470℃退火处理0.8小时，制得0.03毫米镀银超细铜丝。
实施例4
本发明提出一种镀银超细铜丝，镀银超细铜丝直径为0.03毫米，包括铜合金和铜合金表面镀覆形成0.8微米的银层，铜合金原料按重量百分含量包括：Pr 0.008wt％、Ni0.009wt％、Sn 0.004wt％、B 0.008wt％、Pd 0.005wt％，余量为纯度不小于99.9999％的Cu。
本发明还提出的上述镀银超细铜丝的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将Pr、Ni、Sn、B、Pd和Cu混合，加入温度为1385℃的熔炼炉中，真空40分钟，经连铸制得直径为8mm无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆加入拉伸机，以260m/min的速度粗拉拔成直径为2.0毫米铜线，将铜线在氮气保护、530℃下退火处理1.0小时制得粗铜线；
S3、将S2粗铜线表面镀覆厚度为0.8微米的银层制得镀银铜线；
S4、将S3镀银铜线以120m/min的速度通过润滑液，并在50℃烘干制得润滑铜线；
S5、将S4润滑铜线进行6次精拉拔，并在每精次拉拔后在470℃退火处理0.8小时，制得0.03毫米镀银超细铜丝。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种镀银超细铜丝，其特征在于，镀银超细铜丝直径为0.02-0.05毫米，包括铜合金和铜合金表面镀覆形成的0.3-0.8微米银层，铜合金原料按重量百分含量包括：Pr 0.008-0.01wt％、Ni 0.006-0.009wt％、Sn 0.004-0.008wt％、B 0.005-0.008wt％、Pd 0.005-0.008wt％，余量为纯度不小于99.9999％的Cu。
2.一种如权利要求1所述镀银超细铜丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按配比将Pr、Ni、Sn、B、Pd和Cu混合，加入温度为1360-1415℃的熔炼炉中，真空熔炼30-45分钟，经连铸制得直径为6-10毫米无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆加入拉伸机中，粗拉拔成直径为1.0-2.0毫米的铜线，将铜线在氮气保护下退火处理制得粗铜线；
S3、将S2粗铜线表面镀覆银层制得镀银铜线；
S4、将S3镀银铜线以100-130m/min的速度通过润滑液，在温度45-55℃烘干制得润滑铜线；
S5、将S4润滑铜线进行多次精拉拔，并在每次精拉拔后退火处理，制得镀银超细铜丝。
3.根据权利要求2所述镀银超细铜丝的制备方法，其特征在于，S1中熔炼炉内真空度不大于1×10-3Pa。
4.根据权利要求2-3所述镀银超细铜丝的制备方法，其特征在于，S2中粗拉拔速度为200-300m/min，优选粗拉拔速度为260m/min。
5.根据权利要求2-4任一项所述镀银超细铜丝的制备方法，其特征在于，S2中退火温度为515-555℃，退火时间为0.5-1.5小时，优选退火温度为530℃，退火时间为1.0小时。
6.根据权利要求2-5任一项所述镀银超细铜丝的制备方法，其特征在于，S4中润滑液原料按重量份包括：2-4份二烷基二硫代磷酸锌盐，5-8份环烷基油，2-4份油酸酰胺，15-20份离子水。
7.根据权利要求2-6任一项所述镀银超细铜丝的制备方法，其特征在于，S5中精拉拔次数与镀银铜线直径、镀银超细铜丝直径之间遵循以下公式：N＝D/15d+2，其中D为镀银铜线直径，d为镀银超细铜丝直径，N为精拉拔次数，如D/15d为非整数，N根据四舍五入原则取整数。
8.根据权利要求2-7任一项所述镀银超细铜丝的制备方法，其特征在于，S5中精拉拔速度为100-150m/min，优选精拉拔速度为125m/min。
9.根据权利要求2-8任一项所述镀银超细铜丝的制备方法，其特征在于，S5中退火温度为450-500℃，退火时间为0.6-1.2小时，优选退火温度为470℃，退火时间为0.8小时。
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