CN110241320A - 一种高强度铜合金线材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属加工技术领域,尤其为一种高强度铜合金线材及其制备方法,由如下重量份数配比的材料制成:铝9.5‑10.5%;铁4.5‑6.5%;镍5.5‑7.5%;钴0.1‑0.15%;钼0.04‑0.06%;锶0.02‑0.04%;铪0.1‑0.3%;铬0.06‑0.08%;余量为铜;采用真空非自耗电弧炉制备铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,首先将铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪以中间合金的形式加入到铜溶液中;本发明通过在纯铜溶液中添加铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,从而完成了对高强度铜合金线材的制备,具备了强度高、抗氧化性能强、抗拉升性能优异和导电性能好的优点,同时解决了现有的铜合金普遍存在强度低下,抗拉伸效果差的缺陷,给众多行业尤其是电力行业造成了极大麻烦的问题。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域,具体为一种高强度铜合金线材及其制备方法。
背景技术
铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质呈紫红色,延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金,铜合金机械性能优异,电阻率很低,其中最重要的数青铜和黄铜,此外,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。
铜合金材质的性能受合金金属的属性所影响,因此现有的铜合金普遍存在强度低下,抗拉伸效果差的缺陷,给众多行业尤其是电力行业造成了极大的麻烦,因此发明一种高强度铜合金线材来解决当下的问题,是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度铜合金线材及其制备方法,具备强度高和抗拉伸性能优异的优点,解决了现有的铜合金普遍存在强度低下,抗拉伸效果差的缺陷,给众多行业尤其是电力行业造成了极大麻烦的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高强度铜合金线材及其制备方法,由如下重量份数配比的材料制成:铝9.5-10.5%;铁4.5-6.5%;镍5.5-7.5%;钴0.1-0.15%;钼0.04-0.06%;锶0.02-0.04%;铪0.1-0.3%;铬0.06-0.08%;余量为铜。
优选的,一种高强度铜合金线材及其制备方法,包括以下步骤:
步骤一:采用真空非自耗电弧炉制备铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,首先将铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪以中间合金的形式加入到铜溶液中,并且铜与铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪质量之和的比例为4:7,然后反复熔炼5-7次制备得到铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金;
步骤二:采用真空中频感应熔炼炉制备高强度铜合金线材,首先将纯铜放置在石墨坩埚中,并且调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度上升,然后进行精炼作业并且保温;
步骤三:通过二次加料斗向真空中频感应熔炼炉中添加金属铬片,并且再次调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度持续上升,并且保温;
步骤四:调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度降低,然后通过加料斗向真空中频感应熔炼炉的内部添加铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,并且保温;
步骤五:持续调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度继续降低,然后将真空中频感应熔炼炉中的溶液浇注到铸模中,待其成型,即可得到高强度铜合金线材。
优选的,所述在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1200-1300摄氏度。
优选的,所述在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为15-30分钟。
优选的,所述在步骤三中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1300-1350摄氏度。
优选的,所述在步骤三中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为8-15分钟。
优选的,所述在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1150-1200摄氏度。
优选的,所述在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为5-10分钟。
优选的,所述在步骤五中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1050-1100摄氏度。
优选的,所述在步骤五中,铸模采用水冷方式进行冷却,同时冷却成型时间为25-30分钟。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明通过在纯铜溶液中添加铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,从而完成了对高强度铜合金线材的制备,使该铜合金线材相比传统的铜合金,具备了强度高、抗氧化性能强、抗拉升性能优异和导电性能好的优点,同时解决了现有的铜合金普遍存在强度低下,抗拉伸效果差的缺陷,给众多行业尤其是电力行业造成了极大麻烦的问题,非常值得推广。
附图说明
图1为本发明实施例一中的配比图;
图2为本发明实施例二中的配比图;
图3为本发明实施例三中的配比图;
图4为本发明实施例四中的配比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,一种高强度铜合金线材及其制备方法,由如下重量份数配比的材料制成:铝9.5-10.5%;铁4.5-6.5%;镍5.5-7.5%;钴0.1-0.15%;钼0.04-0.06%;锶0.02-0.04%;铪0.1-0.3%;铬0.06-0.08%;余量为铜。
实施例一:
铝9.5%;铁4.5%;镍5.5%;钴0.1%;钼0.04%;锶0.02%;铪0.1%;铬0.06%;余量为铜。
本实施例中,一种高强度铜合金线材及其制备方法,包括以下步骤:
步骤一:采用真空非自耗电弧炉制备铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,首先将铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪以中间合金的形式加入到铜溶液中,并且铜与铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪质量之和的比例为4:7,然后反复熔炼5-7次制备得到铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金;
步骤二:采用真空中频感应熔炼炉制备高强度铜合金线材,首先将纯铜放置在石墨坩埚中,并且调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度上升,然后进行精炼作业并且保温;
步骤三:通过二次加料斗向真空中频感应熔炼炉中添加金属铬片,并且再次调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度持续上升,并且保温;
步骤四:调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度降低,然后通过加料斗向真空中频感应熔炼炉的内部添加铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,并且保温;
步骤五:持续调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度继续降低,然后将真空中频感应熔炼炉中的溶液浇注到铸模中,待其成型,即可得到高强度铜合金线材。
本实施例中,在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1200-1300摄氏度。
本实施例中,在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为15-30分钟。
本实施例中,在步骤三中真空中频感应熔炼炉的工作温度为1300-1350摄氏度。
本实施例中,在步骤三中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为8-15分钟。
本实施例中,在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1150-1200摄氏度。
本实施例中,在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为5-10分钟。
本实施例中,在步骤五中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1050-1100摄氏度。
本实施例中,在步骤五中,铸模采用水冷方式进行冷却,同时冷却成型时间为25-30分钟。
实施例二:
铝9.8%;铁5%;镍6%;钴0.12%;钼0.05%;锶0.028%;铪0.15%;铬0.065%;余量为铜。
本实施例中,一种高强度铜合金线材及其制备方法,包括以下步骤:
步骤一:采用真空非自耗电弧炉制备铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,首先将铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪以中间合金的形式加入到铜溶液中,并且铜与铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪质量之和的比例为4:7,然后反复熔炼5-7次制备得到铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金;
步骤二:采用真空中频感应熔炼炉制备高强度铜合金线材,首先将纯铜放置在石墨坩埚中,并且调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度上升,然后进行精炼作业并且保温;
步骤三:通过二次加料斗向真空中频感应熔炼炉中添加金属铬片,并且再次调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度持续上升,并且保温;
步骤四:调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度降低,然后通过加料斗向真空中频感应熔炼炉的内部添加铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,并且保温;
步骤五:持续调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度继续降低,然后将真空中频感应熔炼炉中的溶液浇注到铸模中,待其成型,即可得到高强度铜合金线材。
本实施例中,在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1200-1300摄氏度。
本实施例中,在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为15-30分钟。
本实施例中,在步骤三中真空中频感应熔炼炉的工作温度为1300-1350摄氏度。
本实施例中,在步骤三中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为8-15分钟。
本实施例中,在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1150-1200摄氏度。
本实施例中,在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为5-10分钟。
本实施例中,在步骤五中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1050-1100摄氏度。
本实施例中,在步骤五中,铸模采用水冷方式进行冷却,同时冷却成型时间为25-30分钟。
实施例三:铝10.2%;铁6.2%;镍7.2%;钴0.14%;钼0.057%;锶0.035%;铪0.25%;铬0.075%;余量为铜。
本实施例中,一种高强度铜合金线材及其制备方法,包括以下步骤:
步骤一:采用真空非自耗电弧炉制备铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,首先将铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪以中间合金的形式加入到铜溶液中,并且铜与铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪质量之和的比例为4:7,然后反复熔炼5-7次制备得到铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金;
步骤二:采用真空中频感应熔炼炉制备高强度铜合金线材,首先将纯铜放置在石墨坩埚中,并且调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度上升,然后进行精炼作业并且保温;
步骤三:通过二次加料斗向真空中频感应熔炼炉中添加金属铬片,并且再次调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度持续上升,并且保温;
步骤四:调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度降低,然后通过加料斗向真空中频感应熔炼炉的内部添加铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,并且保温;
步骤五:持续调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度继续降低,然后将真空中频感应熔炼炉中的溶液浇注到铸模中,待其成型,即可得到高强度铜合金线材。
本实施例中,在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1200-1300摄氏度。
本实施例中,在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为15-30分钟。
本实施例中,在步骤三中真空中频感应熔炼炉的工作温度为1300-1350摄氏度。
本实施例中,在步骤三中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为8-15分钟。
本实施例中,在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1150-1200摄氏度。
本实施例中,在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为5-10分钟。
本实施例中,在步骤五中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1050-1100摄氏度。
本实施例中,在步骤五中,铸模采用水冷方式进行冷却,同时冷却成型时间为25-30分钟。
实施例四:
铝10.5%;铁6.5%;镍7.5%;钴0.15%;钼0.06%;锶0.04%;铪0.3%;铬0.08%;余量为铜。
本实施例中,一种高强度铜合金线材及其制备方法,包括以下步骤:
步骤一:采用真空非自耗电弧炉制备铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,首先将铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪以中间合金的形式加入到铜溶液中,并且铜与铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪质量之和的比例为4:7,然后反复熔炼5-7次制备得到铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金;
步骤二:采用真空中频感应熔炼炉制备高强度铜合金线材,首先将纯铜放置在石墨坩埚中,并且调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度上升,然后进行精炼作业并且保温;
步骤三:通过二次加料斗向真空中频感应熔炼炉中添加金属铬片,并且再次调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度持续上升,并且保温;
步骤四:调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度降低,然后通过加料斗向真空中频感应熔炼炉的内部添加铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,并且保温;
步骤五:持续调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度继续降低,然后将真空中频感应熔炼炉中的溶液浇注到铸模中,待其成型,即可得到高强度铜合金线材。
本实施例中,在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1200-1300摄氏度。
本实施例中,在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为15-30分钟。
本实施例中,在步骤三中真空中频感应熔炼炉的工作温度为1300-1350摄氏度。
本实施例中,在步骤三中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为8-15分钟。
本实施例中,在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1150-1200摄氏度。
本实施例中,在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为5-10分钟。
本实施例中,在步骤五中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1050-1100摄氏度。
本实施例中,在步骤五中,铸模采用水冷方式进行冷却,同时冷却成型时间为25-30分钟。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高强度铜合金线材,其特征在于:由如下重量份数配比的材料制成:铝9.5-10.5%;铁4.5-6.5%;镍5.5-7.5%;钴0.1-0.15%;钼0.04-0.06%;锶0.02-0.04%;铪0.1-0.3%;铬0.06-0.08%;余量为铜。
2.根据权利要求1所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:采用真空非自耗电弧炉制备铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,首先将铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪以中间合金的形式加入到铜溶液中,并且铜与铝、铁、镍、钴、钼、锶和铪质量之和的比例为4:7,然后反复熔炼5-7次制备得到铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金;
步骤二:采用真空中频感应熔炼炉制备高强度铜合金线材,首先将纯铜放置在石墨坩埚中,并且调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度上升,然后进行精炼作业并且保温;
步骤三:通过二次加料斗向真空中频感应熔炼炉中添加金属铬片,并且再次调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度持续上升,并且保温;
步骤四:调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度降低,然后通过加料斗向真空中频感应熔炼炉的内部添加铝、铁、镍、钴、钼、锶、铪和铜的中间合金,并且保温;
步骤五:持续调节真空中频感应熔炼炉的工作功率,使其温度继续降低,然后将真空中频感应熔炼炉中的溶液浇注到铸模中,待其成型,即可得到高强度铜合金线材。
3.根据权利要求2所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:所述在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1200-1300摄氏度。
4.根据权利要求2所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:所述在步骤二中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为15-30分钟。
5.根据权利要求2所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:所述在步骤三中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1300-1350摄氏度。
6.根据权利要求2所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:所述在步骤三中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为8-15分钟。
7.根据权利要求2所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:所述在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1150-1200摄氏度。
8.根据权利要求2所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:所述在步骤四中,真空中频感应熔炼炉的保温时间为5-10分钟。
9.根据权利要求2所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:所述在步骤五中,真空中频感应熔炼炉的工作温度为1050-1100摄氏度。
10.根据权利要求2所述的一种高强度铜合金线材制备方法,其特征在于:所述在步骤五中,铸模采用水冷方式进行冷却,同时冷却成型时间为25-30分钟。
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