一种高强高导铜合金线材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强高导铜合金线材的制备方法，涉及铜合金线材技术领域，包括以下步骤：熔炼、精炼、连铸连轧、固溶及退火处理、拉拔、时效热处理。本发明专利技术的铜合金线材制备方便，制得的成品铜合金线材在力学强度、塑性、导电性、屏蔽性等方面提升显著，大大拓宽了该种铜合金线材的应用领域，延长其使用寿命，进而满足了市场对高性能铜合金线材的迫切需求。

A Method for Preparing High Strength and High Conductivity Copper Alloy Wire

The invention discloses a preparation method of high strength and high conductivity copper alloy wire, which relates to the technical field of copper alloy wire, including the following steps: smelting, refining, continuous casting and rolling, solid solution and annealing treatment, drawing and aging heat treatment. The copper alloy wire of the invention is easy to prepare, and the finished copper alloy wire has remarkable improvement in mechanical strength, plasticity, conductivity, shielding, etc., which greatly broadens the application field of the copper alloy wire, prolongs its service life, and thus meets the urgent demand of the market for high performance copper alloy wire.

【技术实现步骤摘要】
一种高强高导铜合金线材的制备方法
本专利技术涉及铜合金线材领域，具体涉及一种高强高导铜合金线材的制备方法。
技术介绍
电线电缆用以传输电(磁)能，信息和实现电磁能转换的线材产品。电线电缆行业虽然只是一个配套行业，却占据着中国电工行业1/4的产值。它产品种类众多，应用范围十分广泛，涉及到电力、建筑、通信、制造等行业，与国民经济的各个部门都密切相关。电线电缆还被称为国民经济的“动脉”与“神经”，是输送电能、传递信息和制造各种电机、仪器、仪表，实现电磁能量转换所不可缺少的基础性器材，是未来电气化、信息化社会中必要的基础产品。电线电缆的导线材料种类繁多，其中使用最为广泛的为纯铜，随着社会的发展，纯铜导线的各项性能越来越无法满足工业发展的需求，因此人们在纯铜中加入一些其他元素，制成铜合金导线，以改善导线的性能。但现有的铜合金导线在导电率、强度、韧性等方面的表现仍然无法满足市场的需求。公开号为CN107828985A的专利申请，公开了一种Cu-Cr-Zr-Ni-Al铜合金线材，包括以下质量百分数的组分：0.10％～0.70％的Cr，0.05％～0.50％的Zr，0.50％～2.00％的Ni，0.10％～0.50％的Al，余量为Cu以及不可避免的杂质。该铜合金线材具有良好的抗拉强度，但是其电导率较低，仅有34％～48％IACS，应用性受到限制。公开号为CN104060120A的专利申请，公开了一种高强度铜合金线材的制备方法，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量为：Mg0.6-0.9％、Cr0.5-0.8％、Mn0.3-0.4％、Sn0.6-0.8％、Si0.4-0.5％、Nb0.3-0.4％、Mo0.07-0.08％、Fe0.06-0.07％、Co0.04-0.05％、Ce0.04-0.05％和Y0.02-0.03％，余量为铜及不可避免的非金属夹杂。该种铜合金线材导电性较好，但是其力学强度存在不足，应用性受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强高导铜合金线材的制备方法，该种铜合金综合性能优良，应用性能好。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种高强高导铜合金线材的制备方法，按照以下步骤进行：步骤1：按以下重量百分比配料：硅：0.24～0.36％、铁：0.015～0.05％、锂：0.13～0.27％、锶：0.06～0.14％、钪：0.02～0.08％、铒：0.03～0.11％、碲：0.008～0.03％、磷：0.005～0.01％，余量为铜；随后并进行以下阶段熔融：Ⅰ：将铜块在温度为1120～1140℃的熔炼炉中加热熔化，并保温40～50min；Ⅱ：将硅铁粉、钪粉、铒粉加入至熔炼炉内，搅拌条件下，以30～40℃/min的升温速率加热至1560～1580℃使粉料充分熔融，并保温60～70min；Ⅲ：控制阶段Ⅱ得到的铜液温度在1150-1170℃，再依次流过设置在流槽上的旋转速度为160～180r/min的石墨转子、氩气压力为210～230KPa的除气箱以及孔隙度为60～80ppi的陶瓷过滤板进行在线除气、过滤处理，并最终转移至真空保温炉中，之后将锂粉、碲粉、磷粉、锶粉加入到真空保温炉内，经磁力搅拌2～3h，得铜合金熔体；步骤2：向真空保温炉中加入相当于铜合金熔体重量0.46～0.54％的HZ-TJL型精炼剂，进行精炼并除渣，得到精炼后的铝合金熔体；步骤3：将步骤2得到的铝合金熔体采用带结晶器的水平连铸机铸造以及连轧机进行连铸连轧，浇铸温度1120～1140℃，水平连铸速度900～1100mm/min，终轧速度为8～10m/s，得铜合金铸条；步骤4：将铸条进行依次进行固溶热处理以及去应力退火处理；固溶热处理：加热温度为820～840℃，保温时间70～90min；去应力退火处理：加热温度为555～575℃，保温时间2～3h；步骤5：将步骤4处理后的铜合金铸条经拉拔机拉拔至所需规格直径，且道次拉拔变形量为6～8％，拉拔速度为3.5～4.5m/s；步骤6：将拉拔得到的铜合金线材在温度为415-435℃条件下时效处理4-5h即可。进一步地，上述铜合金线材的制备方法按照以下步骤进行：步骤1：按重量百分比配料，随后并进行以下阶段熔融：Ⅰ：将铜块在温度为1125～1135℃的熔炼炉中加热熔化，并保温42～48min；Ⅱ：将硅铁粉、钪粉、铒粉加入至熔炼炉内，搅拌条件下，以32～38℃/min的升温速率加热至1565～1575℃使粉料充分熔融，并保温62～68min；Ⅲ：控制阶段Ⅱ得到的铜液温度在1155-1165℃，再依次流过设置在流槽上的旋转速度为165～175r/min的石墨转子、氩气压力为215～225KPa的除气箱以及孔隙度为65～75ppi的陶瓷过滤板进行在线除气、过滤处理，并最终转移至真空保温炉中，之后将锂粉、碲粉、磷粉、锶粉加入到真空保温炉内，经磁力搅拌2.3～2.8h，得铜合金熔体；步骤2：向真空保温炉中加入相当于铜合金熔体重量0.48～0.52％的HZ-TJL型精炼剂，进行精炼并除渣，得到精炼后的铝合金熔体；步骤3：将步骤2得到的铝合金熔体采用带结晶器的水平连铸机铸造以及连轧机进行连铸连轧，浇铸温度为1125～1135℃，水平连铸速度为950～1050mm/min，终轧速度为8.5～9.5m/s，得铜合金铸条；步骤4：将铸条进行依次进行固溶热处理以及去应力退火处理；固溶热处理：加热温度为825～835℃，保温时间75～85min；去应力退火处理：加热温度为560～570℃，保温时间2.4～2.8h；步骤5：将步骤4处理后的铜合金铸条经拉拔机拉拔至所需规格直径，且道次拉拔变形量为6.5～7.5％，拉拔速度为3.8～4.2m/s；步骤6：将拉拔得到的铜合金线材在温度为420-430℃条件下时效处理4.2-4.8h即可。进一步地，上述铜合金线材的制备方法按照以下步骤进行：步骤1：按重量百分比配料，随后并进行以下阶段熔融：Ⅰ：将铜块在温度为1130℃的熔炼炉中加热熔化，并保温45min；Ⅱ：将硅铁粉、钪粉、铒粉加入至熔炼炉内，搅拌条件下，以35℃/min的升温速率加热至1570℃使粉料充分熔融，并保温65min；Ⅲ：控制阶段Ⅱ得到的铜液温度在1160℃，再依次流过设置在流槽上的石墨转子、除气箱以及陶瓷过滤板进行在线除气、过滤处理，并最终转移至真空保温炉中，之后将锂粉、碲粉、磷粉、锶粉加入到真空保温炉内，经磁力搅拌2.5h，得铜合金熔体；步骤2：向真空保温炉中加入HZ-TJL型精炼剂进行精炼并除渣，得到精炼后的铝合金熔体；步骤3：将步骤2得到的铝合金熔体采用带结晶器的水平连铸机铸造以及连轧机进行连铸连轧，浇铸温度为1130℃，水平连铸速度1000mm/min，终轧速度为9m/s，得铜合金铸条；步骤4：将铸条进行依次进行固溶热处理以及去应力退火处理；步骤5：将步骤4处理后的铜合金铸条经拉拔机拉拔至所需规格直径；步骤6：将拉拔得到的铜合金线材经时效热处理4.5h即可。进一步地，上述铜合金线材按照以下按重量百分比计的成分进行配料制备的：硅：0.30％；铁：0.035％；锂：0.20％；锶：0.10％；钪：0.05％；铒：0.07％；碲：0.018％；磷：0.008％；余量为铜。进一步地，上述步骤1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强高导铜合金线材的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：步骤1：按以下重量百分比配料：硅：0.24～0.36％、铁：0.015～0.05％、锂：0.13～0.27％、锶：0.06～0.14％、钪：0.02～0.08％、铒：0.03～0.11％、碲：0.008～0.03％、磷：0.005～0.01％，余量为铜；随后并进行以下阶段熔融：Ⅰ：将铜块在温度为1120～1140℃的熔炼炉中加热熔化，并保温40～50min；Ⅱ：将硅铁粉、钪粉、铒粉加入至熔炼炉内，搅拌条件下，以30～40℃/min的升温速率加热至1560～1580℃使粉料充分熔融，并保温60～70min；Ⅲ：控制阶段Ⅱ得到的铜液温度在1150‑1170℃，再依次流过设置在流槽上的旋转速度为160～180r/min的石墨转子、氩气压力为210～230KPa的除气箱以及孔隙度为60～80ppi的陶瓷过滤板进行在线除气、过滤处理，并最终转移至真空保温炉中，之后将锂粉、碲粉、磷粉、锶粉加入到真空保温炉内，经磁力搅拌2～3h，得铜合金熔体；步骤2：向真空保温炉中加入相当于铜合金熔体重量0.46～0.54％的HZ‑TJL型精炼剂，进行精炼并除渣，得到精炼后的铝合金熔体；步骤3：将步骤2得到的铝合金熔体采用带结晶器的水平连铸机铸造以及连轧机进行连铸连轧，浇铸温度1120～1140℃，水平连铸速度900～1100mm/min，终轧速度为8～10m/s，得铜合金铸条；步骤4：将铸条进行依次进行固溶热处理以及去应力退火处理；固溶热处理：加热温度为820～840℃，保温时间70～90min；去应力退火处理：加热温度为555～575℃，保温时间2～3h；步骤5：将步骤4处理后的铜合金铸条经拉拔机拉拔至所需规格直径，且道次拉拔变形量为6～8％，拉拔速度为3.5～4.5m/s；步骤6：将拉拔得到的铜合金线材在温度为415‑435℃条件下时效处理4‑5h即可。...

【技术特征摘要】
1.一种高强高导铜合金线材的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：步骤1：按以下重量百分比配料：硅：0.24～0.36％、铁：0.015～0.05％、锂：0.13～0.27％、锶：0.06～0.14％、钪：0.02～0.08％、铒：0.03～0.11％、碲：0.008～0.03％、磷：0.005～0.01％，余量为铜；随后并进行以下阶段熔融：Ⅰ：将铜块在温度为1120～1140℃的熔炼炉中加热熔化，并保温40～50min；Ⅱ：将硅铁粉、钪粉、铒粉加入至熔炼炉内，搅拌条件下，以30～40℃/min的升温速率加热至1560～1580℃使粉料充分熔融，并保温60～70min；Ⅲ：控制阶段Ⅱ得到的铜液温度在1150-1170℃，再依次流过设置在流槽上的旋转速度为160～180r/min的石墨转子、氩气压力为210～230KPa的除气箱以及孔隙度为60～80ppi的陶瓷过滤板进行在线除气、过滤处理，并最终转移至真空保温炉中，之后将锂粉、碲粉、磷粉、锶粉加入到真空保温炉内，经磁力搅拌2～3h，得铜合金熔体；步骤2：向真空保温炉中加入相当于铜合金熔体重量0.46～0.54％的HZ-TJL型精炼剂，进行精炼并除渣，得到精炼后的铝合金熔体；步骤3：将步骤2得到的铝合金熔体采用带结晶器的水平连铸机铸造以及连轧机进行连铸连轧，浇铸温度1120～1140℃，水平连铸速度900～1100mm/min，终轧速度为8～10m/s，得铜合金铸条；步骤4：将铸条进行依次进行固溶热处理以及去应力退火处理；固溶热处理：加热温度为820～840℃，保温时间70～90min；去应力退火处理：加热温度为555～575℃，保温时间2～3h；步骤5：将步骤4处理后的铜合金铸条经拉拔机拉拔至所需规格直径，且道次拉拔变形量为6～8％，拉拔速度为3.5～4.5m/s；步骤6：将拉拔得到的铜合金线材在温度为415-435℃条件下时效处理4-5h即可。2.根据权利要求1所述的一种高强高导铜合金线材的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：步骤1：按重量百分比配料，随后并进行以下阶段熔融：Ⅰ：将铜块在温度为1125～1135℃的熔炼炉中加热熔化，并保温42～48min；Ⅱ：将硅铁粉、钪粉、铒粉加入至熔炼炉内，搅拌条件下，以32～38℃/min的升温速率加热至1565～1575℃使粉料充分熔融，并保温62～68min；Ⅲ：控制阶段Ⅱ得到的铜液温度在1155-1165℃，再依次流过设置在流槽上的旋转速度为165～175r/min的石墨转子、氩气压力为215～225KPa的除气箱以及孔隙度为65～75ppi的陶瓷过滤板进行在线除气、过滤处理，并最终转移至真空保温炉中，之后将锂粉、碲粉、磷粉、锶粉加入到真空保温炉内，经磁力搅拌2.3～2.8h，得铜合金熔体；步骤2：向真空保温炉中加入相当于铜合金熔体重量0.48～0.52％的HZ-TJL型精炼剂，进行精炼并除渣，得到精炼后的铝合金熔体；步骤3：将步骤2得到的铝合金熔体采用带结晶器的水平连铸机铸造以及连轧机进行连铸连轧，浇铸温度为1125～1135℃，水平连铸速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，
申请(专利权)人：合肥华盖光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34