一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，属于高强度导电管料的成形加工领域。该方法通过真空熔炼制备大规格银铜铸锭；在650‑770℃的温度下，保温2‑8小时，然后随炉冷却；在400‑450℃下热加工，进行双十字锻造；在650‑770℃下，保温2～6小时，然后冰水淬火；在400～650℃下挤压，挤压力不大于30MPa，挤压速度为1.5‑3.5m/min；在200～300℃下，保温1～5小时，然后随炉冷却；进行机械加工，得到银铜导电管料。此方法加工出来的管料硬度可以达到140～175HV，内部无直径大于0.5mm‑10dB缺陷，静态电阻小于2mΩ。

Method for preparing large diameter seamless high strength silver copper conductive material

The invention relates to a method for preparing large diameter seamless high strength silver copper conductive material. The preparation method of large size silver copper ingot by vacuum smelting system; in the 650 temperature of 770 DEG C, holding 2 8 hours, and then cooled with the furnace; the thermal processing 400 450 DEG C, double cross forging; in 650 770 DEG C, holding for 2 to 6 hours, and then ice water quenching; squeeze in 400 ~ 650 DEG C, the extrusion pressure is less than 30MPa, the extrusion speed of 1.5 3.5m/min; at 200 to 300 DEG C, holding for 1 to 5 hours, and then cooled with the furnace; machining, obtain material conductive tube of copper and silver. The pipe material hardness processing of this method can reach 140 ~ 175HV, no internal diameter is more than 0.5mm 10dB defects, static resistance is less than 2m.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高强度导电管料的成形加工领域，尤其涉及一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法。
技术介绍
AgCu10合金在国内外已广泛地用做导电材料，常用规格为3mm厚板材和外径Φ20mm以下的管材，但大规格管材目前国内外还未见有关于制造的报道，大规格的导电环都是用板材加工的。板材加工的导电环的优点是硬度容易控制，但其缺点是材料的利用率极低，板型平整度差，且加工成的导电环内部的组织流线不好，对导电环性能的稳定性有一定影响。目前国内研制生产的大规格管材通常采用制造管坯-拉拔的工艺。加工时有三方面的难点：一是制造的管坯长度有限，不能满足Φ160轧管机的加工需求；二是管坯的壁厚较小，导致产品的总加工量小，加工产品内部组织不均匀，从而使硬度波动范围变大；三是总加工量小，不能进行中间热处理，因此凝固缩松不完全消除(AgCu10合金因其成分特性，在熔炼凝固时极易产生缩松缺陷)。一般的银铜用导电摩擦环，其硬度要求在130HV左右，而且GJB946A-2003《贵金属及其合金管材规范》中规定的最大外径是40mm，其硬度要求为不低于140HV。为实现低摩擦磨损性能及低电阻性能，对银铜合金材料的尺寸规格、硬度、内部缺陷等均提出了高于国军标的要求。但是按目前的工艺方法，在硬度控制、内部缺陷控制方面仍有较大差距，为了满足航空航天的使用要求，因此急需这种大规格高强度的银铜导电管料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，满足航空航天使用的要求。为实现目的，本专利技术采取以下设计方案：一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，包括如下工艺步骤：a)真空熔炼：制备大规格银铜铸锭；b)均匀化真空热处理：铸锭在650-770℃的温度下，保温2-8小时，然后随炉冷却；c)锻造：经过均匀化真空热处理后的铸锭在400-450℃下热加工，进行双十字锻造；d)固溶热处理：锻造后的铸锭在650-770℃下，保温2-6小时，然后冰水淬火；e)挤压：经过固溶热处理后的铸锭在400-650℃下挤压，挤压力不大于30MPa，挤压速度为1.5-3.5m/min；f)时效真空热处理：挤压后的铸锭在200-300℃下，保温1-5小时，然后随炉冷却；g)机加工：铸锭进行机械加工至要求的尺寸，得到银铜导电管料。步骤a)中，采用高纯4N银和无氧铜通过真空熔炼制得大规格铸锭；所述的大规格铸锭的直径φ90-φ120mm，长度不低于200mm。大规格铸锭中，银的重量百分比为87.5％-90.5％，其余为铜。真空熔炼的工艺参数：熔炼温度为900-1050℃，时间为1.5-3.5h，真空度要求低于13.3Pa。步骤b)中，所述的均匀化真空热处理过程中，真空度要求低于13.3Pa。均匀化热处理可以使成分均匀；固溶处理可以使材料的硬度下降，软化基体，为后续的时效进行预处理。步骤c)中，对锭坯进行双十字锻造，如锻造温度为400-450℃，锻造变形率为60％～80％。单十字锻造金属变形沿主要伸长方向呈带状分布，其组织也会随伸长的方向延展；而双十字锻造是在单十字的基础上再反复墩粗，可以使晶粒组织破碎，采用这种方法来破碎铸态组织，达到细化晶粒的作用，增加晶界，硬度就会升高。步骤f)中，时效真空热处理过程中，真空度低于13.3Pa，时效可以使材料硬度升高，控制硬度值。步骤g)中，所述的机加工包括线切割，数控粗车、精车，保证合金管材的内外径尺寸和表面光洁度、粗糙度和管的平直度。采用本专利技术上述方法制备得到的大直径无缝高强度银铜导电管料的优点是：(1)本方法制备的管料直径可以达到Φ40～100mm，壁厚为2～10mm。(2)显微硬度为140～175HV。(3)内部组织无直径大于0.5mm-10dB的缺陷。(4)静态接触电阻小于2mΩ。本专利技术大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，采用真空熔铸锭坯，经过均匀化热处理、锻造、固溶处理、挤压和时效等步骤，制备加工得到的管料硬度可以达到140～175HV，内部无直径大于0.5mm-10dB缺陷，静态电阻小于2mΩ。实现了低摩擦磨损性能及低电阻性能，可以满足航天使用的要求。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步说明，但并不意味着对本专利技术保护范围的限制。实施例1Φ60mm，壁厚为5mm的无缝高强度银铜导电管料的制备方法，工艺步骤如下：a)真空熔炼：采用高纯4N银和无氧铜通过真空熔炼制备大规格银铜铸锭，其中银的重量百分比范围为89.5-90.5％％，铜为9.5-10.5％；熔炼温度为1000℃，时间为2小时，真空度为9Pa；b)均匀化真空热处理：铸锭在660℃的温度下，保温4小时，然后随炉冷却；真空度为4Pa；c)锻造：在400℃下热加工，进行双十字锻造，锻造变形率为75％；d)固溶热处理：锻造后的铸锭在700℃下，保温4小时，然后冰水淬火；e)挤压：经过固溶热处理后的铸锭在550℃下挤压，挤压力为20MPa，挤压速度为2.0m/min；f)时效真空热处理：挤压后的铸锭在250℃下，保温3小时，真空度为4Pa；然后随炉冷却；g)机加工：进行数控车床加工至要求的尺寸。加工得到的管料硬度为160HV，内部无直径大于0.5mm-10dB缺陷，静态电阻为1.8mΩ。实施例2Φ40mm，壁厚为8mm的无缝高强度银铜导电管料的制备方法，工艺步骤如下：a)真空熔炼：采用高纯4N银和无氧铜通过真空熔炼制备大规格银铜铸锭，其中银的重量百分比范围为90-90.5％，铜为9.5-10％；熔炼温度为950℃，时间为2.5小时，真空度为2Pa；b)均匀化真空热处理：铸锭在710℃的温度下，保温2小时，然后随炉冷却；真空度为13Pa；c)锻造：在450℃下热加工，进行双十字锻造，锻造变形率为80％；d)固溶热处理：锻造后的铸锭在740℃下，保温6小时，然后冰水淬火；e)挤压：经过固溶热处理后的铸锭在400℃下挤压，挤压力为30MPa，挤压速度为3.5m/min；f)时效真空热处理：挤压后的铸锭在270℃下，保温1.5小时，真空度为10Pa；然后随炉冷却；g)机加工：进行数控车加工至要求的尺寸。加工得到的管料硬度为175HV，内部无直径大于0.5mm-10dB缺陷，静态电阻为1.7mΩ。实施例3Φ100mm，壁厚为10mm的无缝高强度银铜导电管料的制备方法，工艺步骤如下：a)真空熔炼：采用高纯4N银和无氧铜通过真空熔炼制备大规格银铜铸锭，其中银的重量百分比范围为87.5-88.5％，铜为11.5-12.5％；熔炼温度为980℃，时间为3小时，真空度为10Pa；b)均匀化真空热处理：铸锭在770℃的温度下，保温8小时，然后随炉冷却；真空度为3Pa；c)锻造：在430℃下热加工，进行双十字锻造，锻造变形率为60％；d)固溶热处理：锻造后的铸锭在650℃下，保温2小时，然后冰水淬火；e)挤压：经过固溶热处理后的铸锭在550℃下挤压，挤压力为10MPa，挤压速度为1.5m/min；f)时效真空热处理：挤压后的铸锭在300℃下，保温2小时，真空度为3Pa；然后随炉冷却；g)机加工：进行数控车加工至要求的尺寸。加工得到的管料硬度为170HV，内部无直径大于0.5mm-10dB缺陷，静态电阻为1.6mΩ。实施例4Φ50mm，壁厚为2mm的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，包括如下步骤：a)真空熔炼：制备大规格银铜铸锭；b)均匀化真空热处理：在650‑770℃的温度下，保温2‑8小时，然后随炉冷却；c)锻造：在400‑450℃下热加工，进行双十字锻造；d)固溶热处理：在650‑770℃下，保温2‑6小时，然后冰水淬火；e)挤压：在400‑650℃下挤压，挤压力不大于30MPa，挤压速度为1.5‑3.5m/min；f)时效真空热处理：在200‑300℃下，保温1‑5小时，然后随炉冷却；g)机加工：进行机械加工，得到银铜导电管料。

【技术特征摘要】
1.一种大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，包括如下步骤：a)真空熔炼：制备大规格银铜铸锭；b)均匀化真空热处理：在650-770℃的温度下，保温2-8小时，然后随炉冷却；c)锻造：在400-450℃下热加工，进行双十字锻造；d)固溶热处理：在650-770℃下，保温2-6小时，然后冰水淬火；e)挤压：在400-650℃下挤压，挤压力不大于30MPa，挤压速度为1.5-3.5m/min；f)时效真空热处理：在200-300℃下，保温1-5小时，然后随炉冷却；g)机加工：进行机械加工，得到银铜导电管料。2.根据权利要求1所述的大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，其特征在于：采用高纯4N银和无氧铜通过真空熔炼制得大规格铸锭；所述的大规格铸锭的直径为90-120mm，长度不低于200mm；所述的铸锭中，银的重量百分比为87.5％-90.5％，其余为铜。3.根据权利要求1所述的大直径无缝高强度银铜导电管料的制备方法，其特征在于：所述的真空熔炼的温度为900-1050℃，时间为1.5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞涛，金凯，史秀梅，郭菲菲，陈晓宇，
申请(专利权)人：北京有色金属与稀土应用研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11