一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺，包括以下步骤：S1：按照重量百分比选取Te、P、Sn、Cu原料在真空熔炼炉内进行熔炼，待原料全部熔化后，将溶液静置，静置过程中加入Ce后，电磁搅拌使得晶体细化，然后浇铸成锭子；S2：用热轧、冷旋锻、锯床和车床把锭子加工成合金棒材；S3：将合金棒材加热，保温后通过挤压筒变径正向热挤压变形，切掉棒头和缩尾；S4：将合金棒材连续变径冷拉拔变形，中间再经过固溶退火和磨抛，最后拉拔盘卷成不同规格丝材；S5：在气氛保护下对丝材进行时效处理，矫直后分切成定尺尺寸包装。本发明专利技术方法可有效提高所制备的碲铜合金丝材的抗蚀性、耐磨性以及抗压强度等性能。磨性以及抗压强度等性能。

【技术实现步骤摘要】
一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺


[0001]本专利技术涉及合金材料制备
，具体涉及一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺。

技术介绍

[0002]大电流连接器主要应用于重载、环境恶劣或防护等级要求较高的连接器。随着使用要求的提高，大电流连接器已经逐步发展成需要具备热插拔功能，特别要求在热插拔操作时，免受电弧的影响，从而能连续有效地传导电流，保障系统的可靠运行。铜碲合金中碲元素的加入对铜合金的导电、导热性能影响很小，添加少量的碲元素能显著提高铜合金的切削性能，并且能够使铜合金具有良好的抗电弧性能和耐腐蚀性。
[0003]但是碲元素对合金导电性和力学性能的影响不明显，超声波作用于金属凝固过程，主要是利用超声波在液体中产生的空化作用、声流作用和热作用。空化作用和声流作用能够增加熔体内部的形核质点，促进熔体内部产生对流，降低熔体内部的温度梯度，使合金组织细化，并减轻合金偏析；而超声波产生的热作用会导致晶粒生长时间延长，使晶粒粗化。研究表明，在金属液凝固过程中合理的进行超声波振动处理能够使铸锭晶粒细化、组织均匀，气孔、夹渣等内部缺陷减少，成分偏析改善，进而使金属性能提高。
[0004]目前5G时代中，传输功率的增大，功率连接器中传输电流越来越大，因此，相关传输线缆的安全性和稳定性要求越来越高，对线丝材料也提出越来越高的要求。本专利技术设计的导热导电性好、纯度高、强度大碲铜合金丝材制备思路就是基于满足大电流电连接器用铜合金原材料丝材要求，用真空熔炼、锻造、热轧、磨抛、挤压、直拉和盘拉工艺制备丝材，以解决5G通讯传输线缆问题，同时为5G大功率传输的安全性和稳定性发展作出贡献。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是随着5G时代的到来，传输功率的增大，大电流连接器使用丝材在保证导电导热能力的同时不能保证其抗压强度的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺，包括以下步骤：
[0007]S1：按照重量百分比为：Te 0.05-0.5wt％，P 0.015-0.8wt％，Sn 0.05-0.15wt％，Cu余量，取原料在真空熔炼炉内进行熔炼，升温至1550-1600℃，待原料全部熔化后，将溶体静置，静置过程中加入总熔体重量0.01-0.02wt％Ce后电磁搅拌30min，使得晶体细化，然后浇铸成锭子；
[0008]S2：用热轧、冷旋锻、锯床和车床把锭子加工成符合热挤压工艺要求的合金棒材；
[0009]S3：将合金棒材加热到800-950℃，保温0.5-1h后通过挤压筒变径正向热挤压变形，切掉棒头和缩尾；
[0010]S4：将步骤S3处理后的合金棒材连续变径冷拉拔变形，中间再经过固溶退火和磨抛，最后拉拔盘卷成满足大电流电连接器使用的不同规格丝材；
[0011]S5：在气氛保护下对丝材加热至350-500℃进行时效处理，矫直后分切成定尺尺寸包装。
[0012]进一步地，Sn元素采用铜锡中间合金的方式加入，铜锡中间合金中Sn元素所占质量百分比为50％，Te元素采用纯度为99.999％的碲块的方式加入，P元素采用磷铜块的方式加入，磷铜块中P元素所占质量百分比为20％，Cu元素采用纯度为99.99％的高纯电解铜板的方式加入，可以获取纯度更高的铜碲合金。
[0013]进一步地，在溶体静置过程中，将石墨超声工具头预热到500℃，迅速将其插入到溶液液面以下2cm，振动时间保持在100-150s，增强合金的抗压强度。
[0014]进一步地，在电磁搅拌之前，真空熔炼炉内充入99.99％的高纯氩气，防止液面氧化。
[0015]进一步地，在冷旋锻的过程中，车削锭子的转速为1000-5000次/min，由于经旋转锻造后的合金棒材表面存在有附加压缩应力，因而也提高了合金棒材的抗弯强度；再加上表面光洁的优势，可使合金棒材的切口效应达到最小。
[0016]更进一步地，热轧的总加工率在30％-35％之间。
[0017]优选地，挤压筒的液体工作压力为25MPa，挤压速度为150mm/s，入口内径为150mm，出口内径为20mm，将合金棒材从挤压筒中推出即可将合金棒材直径减径至20mm，热挤压的方式改变合金棒材的铸态结构，在热锻过程中经过再结晶，粗大的铸态结构变成细小晶粒的铸态结构，提高了合金棒材的机械性能。
[0018]优选地，冷拉拔的过程中需要三次退火，退火是在普通固溶箱式炉中进行的，第一次退火温度为750-850℃，第二次退火温度为750-850℃，第三次退火温度为400-600℃。
[0019]优选地，液压自动拉拔机拔力为50-100t，拉拔速度为3-15m/min，回程速度为40-48m/min。
[0020]进一步优选地，连续变径冷拉拔变形的步骤为：
[0021]S4-1：对合金棒材进行4-7道次拉拔，每次变径1-3mm，直到合金棒材直径位于12-16mm之间，之后用普通固溶箱式炉对合金棒材进行中间退火处理，退火温度位于850-950℃之间，保温时间为0.5-3h；
[0022]S4-2：通过2000#砂纸对合金棒材表面打磨后，对合金棒材进行4-7道次拉拔，每次变径0.5-2mm，直到合金棒材直径位于7-10mm之间，之后用普通固溶箱式炉对合金棒材进行中间退火处理，退火温度为750-850℃，保温时间为30-60min；
[0023]S4-3：通过3000#砂纸对合金棒材打磨后，对合金棒材进行18-25道次拉拔，直到合金棒材直径位于1-3mm之间，在氩气气氛保护下进行中间退火，退火温度为400-600℃，保温1-2h；
[0024]S4-4：通过百洁布对合金棒材表面磨抛后，对合金棒材进行4-7道次拉拔，最后将合金棒材拉拔盘卷成直径为0.5-1.5mm的丝材；
[0025]连续变径冷拉拔的意义在于：一方面是合金棒材变形抗力比较大，连续变径能够减少材料变形抗力，容易拉拔；另一方面是为了保护材料，防止材料局部发生塑性变形造成局部裂纹，因此，多次冷拉拔使得丝材达到较为理想的状态。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]1、本专利技术在原料成分中加入Sn元素，提高了丝材的抗蚀性和耐磨性；
[0028]2、本专利技术在原料成分中加入Ce元素，对合金棒材进行除杂和细化晶粒，改善了晶界偏析，而且铈价格便宜，适合合金棒材的大批量制备；
[0029]3、本专利技术在碲铜合金凝固过程中，通过超声处理的方式大幅提高了丝材的抗压强度；
[0030]4、通过本专利技术的制备方法获得的碲铜合金丝材的导电率≥91％，最大可达96％左右，抗拉强度Rm≥300MPa，最大可达420M左右，导热率≥300W/(m.k)，最高可达350W/(m.k)左右，屈服强度≥300MPa，最大可达340MPa左右。
具体实施方式
[0031]实施例1
[0032]一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺，包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：按照重量百分比为：Te 0.05-0.5wt％，P 0.015-0.8wt％，Sn 0.05-0.15wt％，Cu余量，取原料在真空熔炼炉内进行熔炼，升温至1550-1600℃，待原料全部熔化后，将溶体静置，静置过程中加入总熔体重量0.01-0.02wt％的Ce后，电磁搅拌30min，使得晶体细化，然后浇铸成锭子；S2：用热轧、冷旋锻、锯床和车床把锭子加工成符合热挤压工艺要求的合金棒材；S3：将合金棒材加热到800-950℃，保温0.5-1h后，通过挤压筒变径正向热挤压变形，切掉棒头和缩尾；S4：将步骤S3处理后的合金棒材连续变径冷拉拔变形，中间再经过固溶退火和磨抛，最后拉拔盘卷成满足大电流电连接器使用的不同规格丝材；S5：在气氛保护下对所述丝材加热至350-500℃进行时效处理，矫直后分切成定尺尺寸包装。2.根据权利要求1所述的一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺，其特征在于，所述Sn元素采用铜锡中间合金的方式加入，铜锡中间合金中Sn元素所占质量百分比为50％，所述Te元素采用纯度为99.999％的碲块的方式加入，所述P元素采用磷铜块的方式加入，磷铜块中P元素所占质量百分比为20％，所述Cu元素采用纯度为99.99％的高纯电解铜板的方式加入。3.根据权利要求1所述的一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺，其特征在于，在溶体静置过程中，将石墨超声工具头预热到500℃，迅速将其插入到溶液液面以下2cm，振动时间保持在100-150s。4.根据权利要求1所述的一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺，其特征在于，在冷旋锻的过程中，车削锭子的转速为1000-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小阳，庾高峰，张航，马明月，吴斌，王聪利，靖林，侯玲，张琦，
申请(专利权)人：陕西斯瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：