CN113897494B - 一种电绞线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电绞线的制备方法,其特征在于包括以下制备步骤:1)原料配备:含50wt%以上的再生铜电解板,余量为矿铜电解板;2)熔炼:将电解板放入炉中熔化,熔化的同时加入木炭;熔化后温度保持在1200~1250℃,保温0.5~3h后转入保温炉,保温炉内加入木炭覆盖,保温炉温度控制在1150~1200℃,保温1~2h,同时保温炉的底部吹入惰性气体和还原气体的混合气体。本发明采用50wt%以上再生铜为原料,通过底吹技术除气、除氧和除杂,再加上退火,晶粒细小且均匀,塑性好,后道拉丝不断线,实现了50%以上再生铜制备单线规格在0.2mm以下的绞线,而且导电率与矿铜制备的绞线基本一致。
Description
技术领域
本发明属于铜合金技术领域,具体涉及一种电绞线的制备方法。
背景技术
电绞线主要用于3C类电子产品、家用电器、电缆导线等,导电要求高,目前制备电绞线的原料主要采用高纯矿铜电解板,尤其是针对电绞线中单线直径小于0.20mm的产品,矿铜电解板中铜含量要求必须高于99.95%。但是在碳中和发展趋势下,为了减少碳排放,不少行业提出了对再生原料的使用要求,电绞线也在其中。
采用一部分再生铜替代矿铜电解板生产电绞线可以降低能源的消耗,但再生铜的纯度较低,含铜量在99.90%以上,杂质元素不可控,导致电绞线的塑性降低,导电率降低,后道拉丝过程中断线率极高,无法工业化成产,特别是直径小于0.20mm的产品,难以满足生产的需求。
因采用再生铜制备电绞线存在一定的工艺难度,现有技术中尚未公开相关技术,因此,针对现有的电绞线的制备方法需要进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种塑性好、导电高的电绞线的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种电绞线的制备方法,其特征在于包括以下制备步骤:
1)原料配备:含50wt%以上的再生铜电解板,余量为矿铜电解板;
2)熔炼:将电解板放入炉中熔化,熔化的同时加入木炭;熔化后温度保持在1200~1250℃,保温0.5~3h后转入保温炉,保温炉内加入木炭覆盖,保温炉温度控制在1150~1200℃,保温1~2h,同时保温炉的底部吹入惰性气体和还原气体的混合气体;
3)拉铸:铜液进入结晶器的温度控制在1050~1150℃,铸坯的出口温度控制在80℃以下,拉铸铸坯规格为φ20mm;
4)冷轧:将铸坯冷轧加工成φ8mm线坯,冷轧率控制在50%以上;
5)退火:线坯在井式炉中500~600℃下保温0.5~3h,气氛为惰性气氛;
6)拉拔:采用大拉至φ3mm、中拉至φ1mm、小拉至成品规格;
7)在线退火:退火温度在500~550℃,退火速度控制在100~500m/min,然后并线、绞线成成品。
作为优选,所述步骤2)中,混合气体为CO和N2/Ar的混合气体,混合气体中CO体积占比为30~50%。
作为优选,所述步骤2)中,混合气体的压力为0.3~0.6MPa,气体流量控制在1~10L/min。底吹混合气体中的Ar气因为不溶于熔体中,所以在气体逸出的同时能够带走熔体中的氧化夹杂与氢气,混合气体中的CO气体能够吸收熔体中的[O],反应生成CO2,进一步减少铜中氧化物。为了保证气体能够从耐火材料中吹出,压力必须大于0.3MPa,但压力不能超过0.6MPa,否则会造成熔体过度翻涌,造成进一步吸气与排渣困难。气体流量过小无法保证底吹效果,因此流量必须大于1L/min,过大会造成熔体表面覆盖的木炭被吹散,覆盖效果减弱,同时存在一定的浪费。
作为优选,所述步骤6)中,大拉速度控制在10~18m/min,中拉速度控制在600~1000m/min,小拉速度控制在1500~2000m/min。为了保证生产效率,大拉速度不能低于10m/min,大拉速度不能低于600m/min,小拉速度不能低于1500m/min;大拉速度不超过18m/min,主要是由于冷轧线坯退火后,线坯之间摩擦力大,排线阻力大,速度不宜过快;中拉速度不能超过1000m/min以及小拉速度不超过2000m/min,主要是再生铜中有极少的一部分杂质不能完全去除,该位置的变形收到影响,拉速不宜过快,否则会断线。
作为优选,所述步骤1)中,再生铜电解板以废杂铜通过分选、火法精炼、电解制备。
作为优选,电绞线的成品规格在φ0.2mm以下,导电率在100%IACS以上,导电率在15%以上。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明采用50wt%以上再生铜为原料,通过底吹技术除气、除氧和除杂,再加上退火,晶粒细小且均匀,塑性好,后道拉丝不断线,实现了50%以上再生铜制备单线规格在0.2mm以下的绞线,而且导电率与矿铜制备的绞线基本一致。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
1)原料配备:再生铜电解板的含量为100wt%,再生铜电解板的铜含量在99.90%以上,去掉再生铜电解板的挂耳和表面瘤块。
2)熔炼:将电解板放入炉中熔化,熔化的同时加入在800~900℃下煅烧4h以上的木炭,木炭粒径在30~40mm之间,木炭覆盖层厚度为10cm。熔化后温度保持在1200~1250℃,保温1h后转入保温炉,转炉前,流槽必须用天然气烘烤3h以上,保温炉内加入木炭覆盖,覆盖厚度在10cm以上,保温炉温度控制在1160~1180℃,保温1~2h,同时保温炉的底部吹入惰性气体和还原气体的混合气体;混合气体的体积占比为30%CO+70%N2,气体压力为0.4MPa,气体流量为4.5L/min。
3)拉铸:铜液进入结晶器的温度控制在1090℃,结晶器冷却水压力为0.5MPa,进水温度为25℃,出水温度36℃,拉铸铸坯出结晶器口温度为80℃以下;铸坯规格为φ20mm。
4)冷轧:连铸棒坯冷轧成φ8mm线坯。
5)退火:φ8mm线坯在氮气气氛下退火,退火工艺为560℃下保温1h。
6)拉拔:大拉速度控制在10m/min,拉至φ3mm,中拉速度控制在800m/min,拉至φ1mm,小拉速度控制在1600m/min,拉拔至0.2mm;
7)在线退火:退火温度在530℃,退火速度控制在200m/min,然后并线、绞线成成品。
实施例2
1)原料配备:再生铜电解板的含量为80wt%,再生铜电解板的铜含量在99.90%以上,余量为铜含量在99.95%以上的矿铜电解板,去掉再生铜电解板的挂耳和表面瘤块。
2)熔炼:将电解板放入炉中熔化,熔化的同时加入在800~900℃下煅烧4h以上的木炭,木炭粒径在30~40mm之间,木炭覆盖层厚度为10cm。熔化后温度保持在1200~1250℃,保温1h后转入保温炉,转炉前,流槽必须用天然气烘烤3h以上,保温炉内加入木炭覆盖,覆盖厚度在10cm以上,保温炉温度控制在1160~1180℃,保温1~2h,同时保温炉的底部吹入惰性气体和还原气体的混合气体;混合气体的体积占比为40%CO+60%N2,气体压力为0.45MPa,气体流量为5.0L/min。
3)拉铸:铜液进入结晶器的温度控制在1090℃,结晶器冷却水压力为0.55MPa,进水温度为25℃,出水温度36℃,拉铸铸坯出结晶器口温度为80℃以下。铸坯规格为φ20mm。
4)冷轧:连铸棒坯冷轧成φ8mm线坯。
5)退火:φ8mm线坯在氮气气氛下退火,退火工艺为560℃下保温1h。
6)拉拔:大拉速度控制在15m/min,拉至φ3mm,中拉速度控制在700m/min,,拉至φ1mm,小拉速度控制在1800m/min。拉拔至0.158mm;
7)在线退火:退火温度在520℃,退火速度控制在250m/min,然后并线、绞线成成品。
实施例3
1)原料配备:再生铜电解板的含量为60wt%,再生铜电解板的铜含量在99.90%以上,去掉再生铜电解板的挂耳和表面瘤块。
2)熔炼:将电解板放入炉中熔化,熔化的同时加入在800~900℃下煅烧4h以上的木炭,木炭粒径在30~40mm之间,木炭覆盖层厚度为10cm。熔化后温度保持在1200~1250℃,保温1h后转入保温炉,转炉前,流槽必须用天然气烘烤3h以上,保温炉内加入木炭覆盖,覆盖厚度在10cm以上,保温炉温度控制在1160~1180℃,保温1~2h,同时保温炉的底部吹入惰性气体和还原气体的混合气体;混合气体的体积占比为50%CO+50%N2,气体压力为0.5MPa,气体流量为6.0L/min。
3)拉铸:铜液进入结晶器的温度控制在1100℃,结晶器冷却水压力为0.5MPa,进水温度为25℃,出水温度36℃,拉铸铸坯出结晶器口温度为80℃以下。铸坯规格为φ20mm。
4)冷轧:连铸棒坯冷轧成φ8mm线坯。
5)退火:φ8mm线坯在氮气气氛下退火,退火工艺为580℃下保温2h。
6)拉拔:大拉速度控制在15m/min,拉至φ3mm,中拉速度控制在1000m/min,拉至φ1mm,小拉速度控制在1600m/min,拉拔至0.1mm;
7)在线退火:退火温度在520℃,退火速度控制在300m/min,然后并线、绞线成成品。
对比例
1)原料配备;铜含量99.95%以上的纯矿铜电解板;
2)连铸连轧:电解板放入炉中熔化,熔化保持在1160-1180℃。熔化后的铜液经出铜口、流槽进入铜液浇包,浇包将铜液浇入连铸结晶中,形成连铸铜锭。剔锭器将结晶器上铸锭脱离,脱离时铸锭的温度保持在850-950℃,再通过夹送辊和导卫装置将铸锭送入轧机,轧制成φ8mm铜杆,铜杆轧制后进行冷却,直至80℃以下。
3)拉拔:大拉速度控制在18m/min,拉至φ3mm,中拉速度控制在1200m/min,拉至φ1mm,小拉速度控制在1800m/min,拉拔至0.2mm;
5)在线退火,退火温度在480℃,退火速度控制在300m/min,然后并线、绞线成成品。
对得到的实施例和对比例的电绞线进行导电率和延伸率检测:
延伸率检测采用《GB/T 351-2019》金属材料电阻率测量方法
导电率检测采用《GB/T 228.1-2010》金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法
表1实施例和对比例延伸率和导电率测试结果
编号 | 延伸率(%) | 导电率(%IACS) |
实施例1 | 18 | 100.5 |
实施例2 | 19 | 101.2 |
实施例3 | 23 | 101.6 |
对比例1 | 22 | 100.8 |
Claims (4)
1.一种电绞线的制备方法,其特征在于包括以下制备步骤:
1)原料配备:含50wt%以上的再生铜电解板,余量为矿铜电解板;
2)熔炼:将电解板放入炉中熔化,熔化的同时加入木炭;熔化后温度保持在1200~1250℃,保温0.5~3h后转入保温炉,保温炉内加入木炭覆盖,保温炉温度控制在1150~1200℃,保温1~2h,同时保温炉的底部吹入惰性气体和还原气体的混合气体;
3)拉铸:铜液进入结晶器的温度控制在1050~1150℃,拉铸铸坯的出口温度控制在80℃以下;
4)冷轧:将铸坯冷轧加工成线坯,冷轧率控制在50%以上;
5)退火:线坯在500~600℃下保温0.5~3h,气氛为惰性气氛;
6)拉拔:采用大拉、中拉、小拉至成品规格;
7)在线退火:退火温度在500~550℃,退火速度控制在100~500m/min,然后并线、绞线成成品;
所述步骤6)中,大拉速度控制在10~18m/min,中拉速度控制在600~1000m/min,小拉速度控制在1500~2000m/min;
所述电绞线的成品规格在φ0.2mm以下,导电率在100%IACS以上。
2.根据权利要求1所述的电绞线的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中,混合气体为CO和N2/Ar的混合气体,混合气体中CO体积占比为30~50%。
3.根据权利要求1所述的电绞线的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中,混合气体的压力为0.3~0.6MPa,气体流量控制在1~10L/min。
4.根据权利要求1所述的电绞线的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中,再生铜电解板以废杂铜通过分选、火法精炼、电解制备。
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