一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法技术

本发明专利技术公开一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法艺，包括如下步骤：S1将Ag0.1‑0.5wt％，Mg0.1‑0.5wt％，Pd0.03‑0.08wt％，Nb0.01‑0.03％，B0.05‑0.1wt％，稀土0.08‑0.016wt％，余量为Cu进行真空熔炼；S2上引得到铜杆坯料，并连续挤压，拉拔后得到铜丝；S3将铜丝在进行中间退火，通入氮气和氢气的混合气体，并滴加防氧化液；S4将铜丝烘干，再进行拉拔，中间退火，通入氮气和氢气的混合气体，得到所述铜基超细丝材。本发明专利技术提出的一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，所述加工的超细丝材具备高导电性的同时，可满足实际工程中对丝材的抗氧化以及塑性需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铜材加工
，尤其涉及一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法。
技术介绍
铜基超细丝材广泛应用于电声器材、微型继电器、电子变压器、微特电机、IC卡等电子元器件和电子引线等产品，是一种节能、环保型新材料。目前，国内微细丝行业主要由国外厂商主导，生产的核心技术也主要由外国厂商掌握，国内生产能力远远无法满足需求，尤其在高端微细丝材领域(线径在Ф0.05mm以下)，产品主要从德国、日本、韩国等厂商处进口。这类超细丝材一般要求电导率高、可焊性好及单线长度可达3000-5000米以上。但由于超细丝材在加工制备过程中容易断线及氧化等问题，造成了其成材率低，加工制备技术难度大。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，所述加工的超细丝材具备高导电性的同时，可满足实际工程中对丝材的抗氧化以及塑性需求。本专利技术提出的一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，包括如下步骤：S1、将Ag 0.1-0.5wt％，Mg 0.1-0.5wt％，Pd 0.03-0.08wt％，Nb 0.01-0.03wt％，B 0.05-0.1wt％，稀土元素0.08-0.016wt％，余量为纯度≥99.99％的高纯Cu混合后进行真空熔炼，当熔炼炉内真空度≤1×10-3Pa时开始加热，升温至1220-1250℃，保温至熔化完全得到熔液，精炼20-40min；S2、对熔炼炉停止抽真空，充入氩气，控制压力为0.01-0.05Pa，将S1中得到的熔液采用牵引机组离合式真空上引得到直径为10-16mm的铜杆坯料，并进行连续挤压形成铜母线，将铜母线进行拉拔后得到直径为0.1-0.5mm铜丝；S3、将S2得到的铜丝在连续退火炉中进行中间退火，退火温度为550-570℃，退火速度为150-200rpm，退火过程中通入氮气和氢气的混合气体，并以5-10ml/min的速度向所述铜丝滴加防氧化液；S4、将经S3处理后的铜丝在40-60℃下烘干后，再次进行拉拔，得到直径为0.01-0.05mm铜基超细丝材，再次在连续退火炉中进行中间退火，退火温度为480-510℃，退火速度为130-180rpm，退火过程中通入氮气和氢气的混合气体，得到所述高韧抗氧化铜基超细丝材。优选地，S1中，升温至1220-1250℃过程中，升温过程符合T＝et-3，T为升温温度，T的单位为℃，t为升温时间，t的单位为min。优选地，S1中，所述稀土元素为镧La、铈Ce、钇Y、钆Gd中的一种或者多种的组合。优选地，S2中，采用牵引机组离合式真空上引得到铜杆坯料中，牵引速度为600-800mm/min。优选地，S2中，进行连续挤压形成铜母线中，连续挤压机的转速为10-20r/min，挤出速度为5-10m/min，挤压过程中的温度为400-550℃，挤压腔内的压力为1000-1200MPa，经连续挤压后形成的铜母线直径为3-8mm。优选地，S3中，通入氮气和氢气的混合气体中，氮气的流量为6-8L/min，氢气的流量为0.5-1L/min。优选地，S3中，所述防氧化液为将脂肪醇硫酸钠、苯并咪唑、十二硫醇和异丙醇按重量比为1:0.5-0.7:0.1-0.3:1-1.5混合后制成浓度为0.1-0.2wt％的水溶液；优选地，所述防氧化液的用量为0.01-0.02ml/g铜丝。优选地，向所述铜丝滴加防氧化液的方法包括：将无纺布覆盖与所述铜丝上，并向所述无纺布滴加氧化液。优选地，S4中，退火过程中通入氮气和氢气的混合气体，氮气的流量为2-4L/min，氢气的流量为0.1-0.5L/min。本专利技术提出的一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，一方面，在高纯真空条件下，向高纯无氧铜中加入合金进行熔炼，通过控制合理的配比，在铜熔液中引入了合金元素Ag、Mg、Pd、Nb、B和稀土元素，其中，Ag的加入除了本身优异的导电性来提高铜基材料的电导率以外，还利用Ag对铜的强化作用，从而使铜合金材料的强度和韧性性能同时得到提高，由此获得好的延伸性能，除此之外，Ag还可以使得铜基体基本处于饱和状态，促使铜基体内的Mg的合金元素进一步析出，增加了合金中第二颗粒析出相的数量，其提高铜合金韧性的同时，对导电性的影响却较小；Ag、Mg二者的同时加入则不仅可以改善合金的高温性能，也使合金拉拔过程中的析出化合物更加弥散，强化效果增强；微量Nb、Pd的复配加入可以明显提高铜的抗氧化能力，对铜有脱氧作用，因此所得到铜基超细丝材的防氧化性能显著；此外，因此合金化后对铜基材料的电导率基本没有影响，确保了导电用铜材的导电率，并且稀土元素同时使得熔体晶粒得到细化，从而较好地提高铜基材料的延伸性能，提高了铜基材料塑性加工能力，并在一定程度上降低了其硬度性能；与此同时B元素与氧的亲和力虽然不及稀土，且没有除氢能力，但B在铜和铜合金中有比稀土更显著的细化晶粒作用，因此可以更好地提高铜合金的力学性能以及导电性能，并且稀土和B复配合金化能够更加有效地发挥净化、微晶化等的作用，使铜中杂质减少，晶格畸变减弱，电子散射几率减少，对于改善铜合金的塑性加工和电导性能效果显著。另一方面，为了进一步改善铜基超细丝材的力学和导电性能，本专利技术中除了对铜材的合金化元素进行选择以外，还对其加工工艺进行了严格的控制，首先在对上述铜合金进行熔炼中，选择高纯真空熔炼工艺，这种工艺使得熔炼过程中不与空气接触，因此能够获含氧和其他气体极少的铜基合金；与此同时，在熔炼过程中控制合金熔融过程中的升温速率，以适配各合金元素的溶解度规律，从而可以调整铜基体中的溶质分布，对改善合金力学以及导电性具有显著效果；此后采用上引连铸法制备铜杆坯料中，通过控制上引过程的工艺参数，使得铸坯的凝固组织取向一致，表现出比普通铜杆更优异的塑性加工性能；再采用连续挤压技术和多次拉拔工艺加工，将上引连铸铜杆经过动态再结晶，使粗大的铸造组织，转变为细小均匀、致密的再结晶组织，这种细小致密组织具有良好的屈服强度和加工韧性；然后在氢-氮混合气体保护的条件下进行退火，消除残余应力，降低位错、空位等缺陷的同时，还可将拉拔过程中被氧化的铜材还原，并在铜丝氧化程度较低的阶段向所述铜丝滴加防氧化液，在退火的同时完成均匀滴液的过程，退火后所述防氧化液可形成防氧化薄膜，其可在保证不影响铜丝力学、导电性能的情况下实现良好的防氧化效果；其中所述防氧化液采用特定配比的阴离子表面活性剂、苯并咪唑、硫醇以及异丙醇混合形成的水溶液，其在对铜丝进行覆膜时不仅稳定，而且防氧化效果好。综合上述，本专利技术从铜线的导电、韧性、抗氧化性能出发，对生产铜基超细丝材的合金元素种类含量进行合理设计，明显改善铜材的抗拉强度、延伸率、防氧化以及电阻率性能，与此同时，采用合理的加工工艺来进一步改善铜材的塑性、导电和抗氧化性能，对熔炼，挤压，拉拔，退火过程中的温度以及工艺参数进行优化，使得铜材的导电、塑性等性能都得到良好控制，整个加工方法可形成相互配合的整体。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，包括如下步骤：S1、将Ag 0.1wt％，Mg 0.5wt％，Pd 0.03wt％，Nb 0.03wt％，B 0.05wt％，L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将Ag 0.1‑0.5wt％，Mg 0.1‑0.5wt％，Pd 0.03‑0.08wt％，Nb 0.01‑0.03wt％，B 0.05‑0.1wt％，稀土元素0.08‑0.016wt％，余量为纯度≥99.99％的高纯Cu混合后进行真空熔炼，当熔炼炉内真空度≤1×10‑3Pa时开始加热，升温至1220‑1250℃，保温至熔化完全得到熔液，精炼20‑40min；S2、对熔炼炉停止抽真空，充入氩气，控制压力为0.01‑0.05Pa，将S1中得到的熔液采用牵引机组离合式真空上引得到直径为10‑16mm的铜杆坯料，并进行连续挤压形成铜母线，将铜母线进行拉拔后得到直径为0.1‑0.5mm铜丝；S3、将S2得到的铜丝在连续退火炉中进行中间退火，退火温度为550‑570℃，退火速度为150‑200rpm，退火过程中通入氮气和氢气的混合气体，并以5‑10ml/min的速度向所述铜丝滴加防氧化液；S4、将经S3处理后的铜丝在40‑60℃下烘干后，再次进行拉拔，得到直径为0.01‑0.05mm铜基超细丝材，再次在连续退火炉中进行中间退火，退火温度为480‑510℃，退火速度为130‑180rpm，退火过程中通入氮气和氢气的混合气体，得到所述高韧抗氧化铜基超细丝材。...

【技术特征摘要】
1.一种高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将Ag 0.1-0.5wt％，Mg 0.1-0.5wt％，Pd 0.03-0.08wt％，Nb 0.01-0.03wt％，B 0.05-0.1wt％，稀土元素0.08-0.016wt％，余量为纯度≥99.99％的高纯Cu混合后进行真空熔炼，当熔炼炉内真空度≤1×10-3Pa时开始加热，升温至1220-1250℃，保温至熔化完全得到熔液，精炼20-40min；S2、对熔炼炉停止抽真空，充入氩气，控制压力为0.01-0.05Pa，将S1中得到的熔液采用牵引机组离合式真空上引得到直径为10-16mm的铜杆坯料，并进行连续挤压形成铜母线，将铜母线进行拉拔后得到直径为0.1-0.5mm铜丝；S3、将S2得到的铜丝在连续退火炉中进行中间退火，退火温度为550-570℃，退火速度为150-200rpm，退火过程中通入氮气和氢气的混合气体，并以5-10ml/min的速度向所述铜丝滴加防氧化液；S4、将经S3处理后的铜丝在40-60℃下烘干后，再次进行拉拔，得到直径为0.01-0.05mm铜基超细丝材，再次在连续退火炉中进行中间退火，退火温度为480-510℃，退火速度为130-180rpm，退火过程中通入氮气和氢气的混合气体，得到所述高韧抗氧化铜基超细丝材。2.根据权利要求1所述高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，其特征在于，S1中，升温至1220-1250℃过程中，升温过程符合T＝et-3，T为升温温度，T的单位为℃，t为升温时间，t的单位为min。3.根据权利要求1或2所述高韧抗氧化铜基超细丝材的加工方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘加明，
申请(专利权)人：安徽晋源铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34