一种超高强度高导电铜合金导体材料及其制备方法和应用技术

技术编号:32744122 阅读:39 留言:0更新日期:2022-03-20 08:51
本发明专利技术提供了一种超高强度高导电铜合金导体材料及其制备方法和应用,属于有色金属加工领域。本发明专利技术通过固溶处理、多次拉拔处理和时效处理可以使合金铸锭硬化,从而大幅度提高铜合金的强度;通过对硬化后的合金进行电镀,可以提高铜合金的耐腐蚀性等性能,使其能够适应不同的环境;通过两次退火处理工艺可以对合金的强度、伸长率和导电率进行进一步的调控,从而对铜合金导体材料的综合性能与表面质量进行协同控制,使铜合金导体材料能够在保持高强度的同时,保持高的导电率,同时线材具有柔韧和耐温等性能特点。实施例的结果显示,本发明专利技术提供的铜合金导电材料的拉断力为70~350N,伸长率为6~15%,室温直流电阻为32~200Ω/km。km。

【技术实现步骤摘要】
一种超高强度高导电铜合金导体材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及有色金属加工领域,尤其涉及一种超高强度高导电铜合金导体材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来,随着现代化科学技术的发展,航空航天设备、网络通信设备、医疗设备等信息终端产品功能越来越复杂、电性能指标越来越高,同时,其体积也越来越小,生产和维护成本越来越高。因此,对电线电缆等电气互联元件的性能提出了更高的要求,如导体材料要求具有高强度、良好的塑性、高导电性、良好的柔韧性以及良好的耐温性能和抗氧化等。目前市场应用较广的导体材料有紫铜、铝、铜银合金、铜锡合金、镍铬合金等,紫铜和铝导电率高、塑性好,但强度较低,且抗热软化性能较差,所以大都应用于对强度和温度要求较低的使用环境中。合金导体材料与纯金属导体相比可以具备更高的强度、更优良的抗氧化性能以及更好的耐温性,但是,添加合金元素后难以避免会带来导电性能的下降,因此如何在不降低导体导电率的前提下,大幅度提高材料的强度及耐热性能既是技术的要求,又是经济的要求。目前我国铜银合金、铜锡合金、镍铬合金等合金导体材料存在成本高、强度和导电性不能达到良好匹配等问题,而高端高性能合金导体材料如铜铬系合金却严重依赖进口,无法满足科学技术快速发展的需要。
[0003]因此,提供一种同时具备高强度和高导电率的高性能铜合金绞线导体成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种超高强度高导电铜合金导体材料及其制备方法和应用,本专利技术提供的超高强度高导电铜合金导体材料绞线导体能够在保持高强度的同时,保持高的导电率,可以用于制作高性能精密电线电缆等电气互联元件。
[0005]为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:
[0006]本专利技术提供了一种超高强度高导电铜合金导体材料的制备方法,包括以下步骤:
[0007](1)对铜合金原料依次进行熔炼和铸造,得到合金铸锭;
[0008](2)对所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行挤压、固溶处理和第一次拉拔,得到第一次拉拔合金;
[0009](3)对所述步骤(2)得到的第一次拉拔合金依次进行一次时效处理和第二次拉拔,得到第二次拉拔合金;
[0010](4)对所述步骤(3)得到的第二次拉拔合金依次进行二次时效处理和第三次拉拔,得到第三次拉拔合金;
[0011](5)对所述步骤(4)得到的第三次拉拔合金依次进行电镀处理和第四次拉拔,得到第四次拉拔合金;
[0012](6)对所述步骤(5)得到的第四次拉拔合金依次进行一次退火处理、单丝分盘、导
体绞合和二次退火处理,得到超高强度高导电铜合金导体材料;
[0013]按质量百分比计,所述超高强度高导电铜合金导体材料的成分包括:Zr 0.02~0.2%,Ag 0.05~0.2%,Mg 0.02~0.3%,Sn 0.02~0.3%和Si 0.002~0.05%中的至少两种,Cr 0.1~1.2%和余量的铜。
[0014]优选地,所述步骤(2)中挤压的温度为900~950℃,挤压的时间为4~6h,挤压比为10~40。
[0015]优选地,所述步骤(2)中固溶处理的温度为900~1000℃,固溶处理的时间为2~6h。
[0016]优选地,所述步骤(2)中第一次拉拔的加工率为80~99%。
[0017]优选地,所述步骤(3)中一次时效处理和步骤(4)中二次时效处理的处理温度独立地为300~500℃,处理时间独立地为1~10h。
[0018]优选地,所述步骤(3)中的第二次拉拔、步骤(4)中的第三次拉拔和步骤(5)中的第四次拉拔的加工率独立地为60~99%。
[0019]优选地,所述步骤(6)中一次退火处理为连续退火处理,一次退火处理的温度为400~600℃,一次退火处理的收线速度为15~50r/min。
[0020]优选地,所述步骤(6)中导体绞合的方式为同心同向左向绞合。
[0021]优选地,所述步骤(6)中二次退火处理为连续退火处理,二次退火处理的温度为400~500℃,二次退火处理的收线速度为10~20r/min。
[0022]本专利技术提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的超高强度高导电铜合金导体材料。
[0023]本专利技术提供了一种超高强度高导电铜合金导体材料的制备方法,包括以下步骤:(1)对铜合金原料依次进行熔炼和铸造,得到合金铸锭;(2)对所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行挤压、固溶处理和第一次拉拔,得到第一次拉拔合金;(3)对所述步骤(2)得到的第一次拉拔合金依次进行一次时效处理和第二次拉拔,得到第二次拉拔合金;(4)对所述步骤(3)得到的第二次拉拔合金依次进行二次时效处理和第三次拉拔,得到第三次拉拔合金;(5)对所述步骤(4)得到的第三次拉拔合金依次进行电镀处理和第四次拉拔,得到第四次拉拔合金;(6)对所述步骤(5)得到的第四次拉拔合金依次进行一次退火处理、单丝分盘、导体绞合和二次退火处理,得到超高强度高导电铜合金导体材料。本专利技术通过固溶处理、多次拉拔处理和时效处理可以使合金铸锭硬化,从而大幅度提高铜合金的强度;通过对硬化后的合金进行电镀,可以提高铜合金的耐腐蚀性等性能,使其能够适应不同的环境;通过两次退火处理工艺可以对合金的强度、伸长率和导电率进行进一步的调控,从而对铜合金导体材料的综合性能与表面质量进行协同控制,使铜合金导体材料能够在保持高强度的同时,保持高的导电率,同时线材具有柔韧和耐温的特点。实施例的结果显示,本专利技术提供的铜合金导电材料的外径尺寸为0.450~0.972mm,拉断力为70~350N,伸长率为6~15%,室温直流电阻为32~200Ω/km。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种超高强度高导电铜合金导体材料的制备方法,包括以下步骤:
[0025](1)对铜合金原料依次进行熔炼和铸造,得到合金铸锭;
[0026](2)对所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行挤压、固溶处理和第一次拉拔,得到第一次拉拔合金;
[0027](3)对所述步骤(2)得到的第一次拉拔合金依次进行一次时效处理和第二次拉拔,得到第二次拉拔合金;
[0028](4)对所述步骤(3)得到的第二次拉拔合金依次进行二次时效处理和第三次拉拔,得到第三次拉拔合金;
[0029](5)对所述步骤(4)得到的第三次拉拔合金依次进行电镀处理和第四次拉拔,得到第四次拉拔合金;
[0030](6)对所述步骤(5)得到的第四次拉拔合金依次进行一次退火处理、单丝分盘、导体绞合和二次退火处理,得到超高强度高导电铜合金导体材料。
[0031]在本专利技术中,按质量百分比计,所述超高强度高导电铜合金导体材料的成分包括:Zr 0.02~0.2%,Ag 0.05~0.2%,Mg 0.02~0.3%,Sn 0.02~0.3%与Si 0.002~0.05%中的至少两种,Cr 0.1~1.2%和余量的铜。本专利技术制备的铜合金导体材料本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高强度高导电铜合金导体材料的制备方法,包括以下步骤:(1)对铜合金原料依次进行熔炼和铸造,得到合金铸锭;(2)对所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行挤压、固溶处理和第一次拉拔,得到第一次拉拔合金;(3)对所述步骤(2)得到的第一次拉拔合金依次进行一次时效处理和第二次拉拔,得到第二次拉拔合金;(4)对所述步骤(3)得到的第二次拉拔合金依次进行二次时效处理和第三次拉拔,得到第三次拉拔合金;(5)对所述步骤(4)得到的第三次拉拔合金依次进行电镀处理和第四次拉拔,得到第四次拉拔合金;(6)对所述步骤(5)得到的第四次拉拔合金依次进行一次退火处理、单丝分盘、导体绞合和二次退火处理,得到超高强度高导电铜合金导体材料;按质量百分比计,所述超高强度高导电铜合金导体材料的成分包括:Zr 0.02~0.2%,Ag 0.05~0.2%,Mg 0.02~0.3%,Sn 0.02~0.3%与Si 0.002~0.05%中的至少两种,Cr 0.1~1.2%和余量的铜。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中挤压的温度为900~950℃,挤压的时间为4~6h,挤压比为10~40。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭丽军黄国杰米绪军解浩峰李增德刘冬梅郭宏
申请(专利权)人:有研工程技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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