CN112143989B - 一种纯铜导线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纯铜导线的制备方法，通过连铸连轧或上引连铸制备初始纯铜棒材，将低纯度铜棒连接在高纯铜棒端部，结合拉拔变形及后续退火工艺，可以在低纯度铜棒中实现晶粒异常长大，并沿拉拔方向向高纯铜中长大，最终获得较长的晶粒组织，该方法采用的温度较低，成本低廉，适合工业化生产。

Description

一种纯铜导线的制备方法
技术领域
本发明涉及电子通讯用高性能铜线制备技术领域，具体涉及一种纯铜导线的制备方法。
背景技术
铜导线是电子信息、汽车、航空航天、武器装备等领域不可或缺的关键材料，纯铜具有优良的导电性，与金导线相比具有成本低的优势，是制备导线的优选材料。铜中的晶界会降低导电率和信号的保真性，在高导电性和高保真应用领域，单晶铜棒具有高导电性及高保真性，被广泛应用在导线及音频传输线领域。目前，工业中主要采用热型连铸的方法制备单晶铜棒，通常获得的单晶铜棒以柱状晶的形式存在，难以制备出真正意义上的单晶，但晶粒粗大的多晶铜中晶界较少，仍然具有重要的工业价值。由于热型连铸对设备要求较高，并且需要在高温长时间下进行，成本较高。另外，单晶铜箔难以通过热型连铸的方法直接获得，因此开发新的低成本单晶铜制备技术具有重要的工业价值。
发明内容
针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种低成本高性能纯铜导线的制备方法，旨在采用低成本的制备技术获得高导电性和高保真性的铜导线，以满足电子通讯用的要求。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种纯铜导线的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤(1)将具有等轴晶组织并且直径相同的第一纯铜棒的一端与第二纯铜棒的一端焊接，并进行退火处理，得到铜棒；所述的退火温度为700℃～850℃，退火时间为30min～60min；
步骤(2)将经步骤(1)得到的铜棒，进行多道次拉拔变形，得到铜线，所述拉拔每道次减径量为0.5mm～1mm，拉拔总变形量为60％～95％；
步骤(3)将经步骤(2)得到的铜线在保护气氛下进行退火处理，退火温度为500℃～700℃，保温时间为10h～50h，升温速率为1℃/min～10℃/min，得到最终的纯铜导线。
进一步地，所述步骤(1)第一纯铜棒的铜含量＞99.95wt％，第二纯铜棒的铜含量≥99.999wt％；第一纯铜棒与第二纯铜棒的直径均为Φ8mm～15mm。
进一步地，所述步骤(1)中第一纯铜棒坯料采用连铸连轧的方式制备。
进一步地，所述步骤(1)中第二纯铜棒坯料采用上引连铸后再通过连续挤压方式制备。
进一步地，所述步骤(1)中第一纯铜棒长度为3mm～10mm。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明选用纯铜棒材采用传统的连铸连轧或上引连铸方式制备，效率较高，成本低廉；
(2)通过适合工业化生产的退火方式即可在铜棒端部实现籽晶的生长；
(3)在高纯度铜棒端头连接低纯度的铜棒，控制杂质元素的种类和对应的含量，结合后续特定的拉拔变形和相应的退火工艺，在棒材端部即低纯度区域中可以实现晶粒异常长大(形成籽晶)，而在高纯度铜棒部分中不发生异常长大，仅发生初次再结晶及正常的晶粒长大，在随后的继续退火过程中端部的籽晶沿拉拔方向择优生长，最终形成粗大的晶粒组织。
附图说明
图1为本发明实施例1得到的铜线最终端部横截面的组织照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
1)直径为Φ8mm、铜含量为99.96wt％、长度3mm的连铸连轧方法制备的等轴晶组织的第一纯铜棒与直径为Φ8mm、铜含量为99.9999wt％的以上引连铸加连续挤压方法制备的等轴晶组织的第二纯铜棒通过焊接方式进行连接，并在气氛保护炉内进行850℃下保温30min的退火，得到焊接端头扩散均匀的铜棒；
2)将焊接端头扩散均匀的铜棒进行5道次拉拔变形，前3道次的每道次减径量均为1mm，后两道次的每道次减径量均为0.5mm，总变形量为75％，得到拉拔态纯铜棒(即铜线)；
3)将拉拔态纯铜棒在保护气氛下进行退火处理，退火温度为600℃，保温时间为50h，升温速率为2℃/min，最终得到横截面由两个大晶粒组成的铜线。
获得的组织照片如图1所示。
实施例2
1)直径为Φ15mm、铜含量为99.965wt％、长度10mm的连铸连轧方法制备的等轴晶组织的第一纯铜棒与直径为Φ15mm、铜含量为99.999wt％的以上引连铸加连续挤压方法制备的等轴晶组织的第二纯铜棒通过焊接方式进行连接，并在气氛保护炉内进行700℃下保温60min的退火，得到焊接端头扩散均匀的铜棒；
2)将焊接端头扩散均匀的铜棒进行11道次拉拔变形，每道次减径量为1mm，总变形量为93％，得到拉拔态纯铜棒；
3)将拉拔态纯铜棒在保护气氛下进行退火处理，退火温度为700℃，保温时间为10h，升温速率为1℃/min，最终得到横截面由两个大晶粒组成的铜线。
实施例3
1)直径为Φ8mm、铜含量为99.955wt％、长度5mm的连铸连轧方法制备的等轴晶组织的第一纯铜棒与直径为Φ8mm、铜含量为99.999wt％的以上引连铸加连续挤压方法制备的等轴晶组织的第二纯铜棒通过焊接方式进行连接，并在气氛保护炉内进行800℃下保温45min的退火，得到焊接端头扩散均匀的铜棒；
2)将焊接端头扩散均匀的铜棒进行3道次拉拔变形，每道次减径量为1mm，总变形量为61％，得到拉拔态纯铜棒；
3)将拉拔态纯铜棒在保护气氛下进行退火处理，退火温度为500℃，保温时间为50h，升温速率为5℃/min，最终得到横截面由两个大晶粒组成的铜线。
实施例4
1)直径为Φ8mm、铜含量为99.97wt％、长度10mm的连铸连轧方法制备的等轴晶组织的第一纯铜棒与直径为Φ8mm、铜含量为99.999wt％的以上引连铸加连续挤压方法制备的等轴晶组织的第二纯铜棒通过焊接方式进行连接，并在气氛保护炉内进行850℃下保温40min的退火，得到焊接端头扩散均匀的铜棒；
2)将焊接端头扩散均匀的铜棒进行4道次拉拔变形，每道次减径量为1mm，总变形量为75％，得到拉拔态纯铜棒；
3)将拉拔态纯铜棒在保护气氛下进行退火处理，退火温度为600℃，保温时间为30h，升温速率为10℃/min，最终得到横截面由两个大晶粒组成的铜线。
以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种纯铜导线的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤（1）将具有等轴晶组织并且直径相同的第一纯铜棒的一端与第二纯铜棒的一端焊接，并进行退火处理，得到铜棒；所述的退火温度为700℃~850℃，退火时间为30min~60min；其中，第一纯铜棒的铜含量＞99.95wt%，第二纯铜棒的铜含量≥99.999wt%；第一纯铜棒与第二纯铜棒的直径均为Φ8mm~15mm；第一纯铜棒坯料采用连铸连轧的方式制备；第二纯铜棒坯料采用上引连铸后再通过连续挤压方式制备；第一纯铜棒长度为3 mm ~10mm；
步骤（2）将经步骤（1）得到的铜棒，进行多道次拉拔变形，得到铜线，所述拉拔每道次减径量为0.5mm~1mm，拉拔总变形量为60%~95%；
步骤（3）将经步骤（2）得到的铜线在保护气氛下进行退火处理，退火温度为500℃~700℃，保温时间为10h~50h，升温速率为1℃/min~10℃/min，得到最终的纯铜导线。
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