多道次连续挤压制备高纯高导铜棒的方法技术

本发明专利技术公开了多道次连续挤压制备高纯高导铜棒的方法，包括如下工艺步骤：上引连铸—连续挤压—第二次连续挤压—第三次连续挤压—连续拉制—退火：上述工艺步骤制备的高纯高导铜棒其铜含量大于99.99％，氧含量小于5ppm，导电率大于102.5％IACS，抗拉强度250MPa‑260MPa，延伸率大于60％。

Preparation of high purity and high conductivity copper rod by multi pass continuous extrusion

The invention discloses a method for preparing high purity and high conductivity copper rod by multi pass continuous extrusion, including the following process steps: up casting continuous extrusion, continuous extrusion, second continuous extrusion, third continuous extrusion - continuous drawing - annealing: the copper content of high pure high conductivity copper rod prepared by the above process steps is greater than 99.99% and oxygen content is less than 5ppm The conductivity is greater than 102.5%IACS, the tensile strength is 250MPa 260MPa, and the elongation is more than 60%.

【技术实现步骤摘要】
多道次连续挤压制备高纯高导铜棒的方法
本专利技术涉及有色金属加工
，尤其涉及一种高纯高导铜棒的制备方法。
技术介绍
电真空器件在雷达通讯系统、电气设备、成像器件和探测器件等领域有广泛的应用。电真空器件材料是电真空器件技术发展的物质基础，电真空器件的技术指标是否先进，产品的质量能否得到保证，除设计、制造工艺外，材料的性能也是一个重要因素，而且往往是决定性因素。铜及铜合金具有高导电、导热性能，以及良好的延展性，易于加工等特点，而且真空密封性能优异，即使很薄也不会漏气，这对电真空器件尤为重要。另外，铜及铜合金还具有优异的焊接性能，几乎所有液态焊料都能良好地对其表面进行润湿，而无须镀镍。因此，铜及铜合金是电真空器件广泛采用的金属材料之一。电真空器件用高纯高导无氧铜棒一般采用以下生产工艺方法：真空炉熔炼—铸锭—加热—挤压—拉拔—分切传统的电真空器件用无氧铜棒生产工艺存在投资规模大、成材率低、产品长度有限、生产效率低、能耗大、产品氧含量不稳定等缺点。
技术实现思路
为解决现有技术的上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种多道次连续挤压制备高纯高导铜棒的方法，利用本专利技术工艺生产的铜棒具有导电性能高、氧含量低、致密度高、塑性加工性能高、表面质量高的优点。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：多道次连续挤压制备高纯高导铜棒的方法，包括如下工艺步骤：上引连铸—连续挤压—第二次连续挤压—第三次连续挤压—连续拉制—退火。(1)上引连铸：以高纯阴极铜为原料，将高纯阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭和石墨鳞片覆盖铜液表面，并经在线除气、脱氧、搅拌，然后采用牵引机组上引铜杆。熔炼装置包括熔炼炉、保温炉，在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，隔仓由依次排列的第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓组成，熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，流沟高出炉底150mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果。在第二隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的氩气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力0.3MPa，流量1.5～2.0Nm3/h，转子转速控制在100～120r/min。将在线除气装置安装在第二隔仓内，通过第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓的流沟连通，不仅可保证充分的除气和脱氧效果，还可以保证保温炉液面的稳定性。结晶器出水温度控制在35℃～40℃，熔炼炉的温度为1150℃～1155℃，采用烘干的木炭覆盖，保证熔炼炉的还原气氛；木炭粒度为40mm～50mm，覆盖厚度120mm～150mm。保温炉的温度为1145℃～1150℃，采用石墨鳞片覆盖，其覆盖厚度30mm～35mm。上引铜杆直径为30mm。上引铜杆使用的结晶器为陶瓷材质，同时，结晶器表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.1mm。由于铜液中存在非金属等杂质可能会对产品的纯度和性能造成影响，本专利技术通过在结晶器前端安装泡沫陶瓷过滤装置，可在上引铜杆时有效地起到除渣的效果，从而提高产品的纯度。泡沫陶瓷过滤装置以富硅酸铝为芯，以硼玻璃为壳的过滤装置，其化学成分为30～60％三氧化二铝、30～60％二氧化硅、5～25％三氧化二硼，泡沫陶瓷过滤装置的孔隙率在66～70％之间。制备的上引铜杆其铜含量大于99.99％，氧含量小于5ppm，导电率大于102％IACS，抗拉强度大于190MPa，延伸率大于40％。(2)连续挤压：以上引连铸制备的铜杆为原料，采用连续挤压机组制备铜棒，连续挤压机转速为7r/min，挤压轮与腔体的间隙值为0.9mm，连续挤压的挤压温度大于700度，挤压压力大于1000MPa，连续挤压模具厚度为20mm，垫片厚度为70mm，连续挤压制备铜棒的直径为30mm、晶粒度为0.08-0.12mm，铜棒的抗拉强度大于220MPa，延伸率大于50％。(3)第二次连续挤压：连续挤压机转速为7r/min，挤压轮与腔体的间隙值为1.1mm，连续挤压的挤压温度大于700度，挤压压力大于1000MPa，连续挤压模具厚度为20mm，垫片厚度为70mm，连续挤压制备铜棒的直径为30mm、晶粒度为0.02-0.07mm，铜棒的抗拉强度大于230MPa，延伸率大于55％。(4)第三次连续挤压：连续挤压机转速为7r/min，挤压轮与腔体的间隙值为1.2mm，连续挤压的挤压温度大于700度，挤压压力大于1000MPa，连续挤压模具厚度为20mm，垫片厚度为70mm，连续挤压制备铜棒的直径为30mm、晶粒度为0.002-0.01mm，铜棒的抗拉强度大于250MPa，延伸率大于60％。(5)连续拉制：采用连续拉制机组，将铜棒连续拉制到直径小于15mm。(6)退火：采用气体保护光亮退火设备，将拉制后的铜棒进行退火，退火温度300℃-350℃，时间5小时。制备的铜棒铜含量大于99.99％，氧含量小于5ppm，导电率大于102.5％IACS，抗拉强度250MPa-260MPa，延伸率大于60％。本专利技术的有益效果如下：1.采用多道次连续挤压的方法，制备的铜棒组织致密、细小，力学性能、电学性能优异。2.采用高纯阴极铜为原料，经过上引连铸、除气等工艺，制备的采用纯度高、氧含量低。3.采用上引连铸、多道次挤压、连续拉制、退火等工艺步骤，制备的铜棒，铜含量大于99.99％，氧含量小于5ppm，导电率大于102.5％IACS，抗拉强度250MPa-260MPa，延伸率大于60％，满足了电真空器件等高端领域对高纯高导无氧铜棒的技术要求。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。多道次连续挤压制备高纯高导铜棒的方法，包括如下工艺步骤：上引连铸—连续挤压—第二次连续挤压—第三次连续挤压—连续拉制—退火。(1)上引连铸：以高纯阴极铜为原料，将高纯阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭和石墨鳞片覆盖铜液表面，并经在线除气、脱氧、搅拌，然后采用牵引机组上引铜杆。熔炼装置包括熔炼炉、保温炉，在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，隔仓由依次排列的第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓组成，熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，流沟高出炉底150mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果。在第二隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的氩气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力0.3MPa，流量1.5～2.0Nm3/h，转子转速控制在100～120r/min。将在线除气装置安装在第二隔仓内，通过第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓的流沟连通，不仅可保证充分的除气和脱氧效果，还可以保证保温炉液面的稳定性。结晶器出水温度控制在35℃，熔炼炉的温度为1150℃，采用烘干的木炭覆盖，保证熔炼炉的还原气氛；木炭粒度为40mm～50mm，覆盖厚度120mm～150mm。保温炉的温度为1145℃～1150℃，采用石墨鳞片覆盖，其覆盖厚度30mm～35mm。上引铜杆直径为30mm。上引铜杆使用的结晶器为陶瓷材质，同时，结晶器表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05。由于铜液中存在非金属等本文档来自技高网...

【技术保护点】
多道次连续挤压制备高纯高导铜棒的方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：上引连铸—连续挤压—第二次连续挤压—第三次连续挤压—连续拉制—退火：(1)上引连铸：以高纯阴极铜为原料，将高纯阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭和石墨鳞片覆盖铜液表面，并经在线除气、脱氧、搅拌，然后采用牵引机组上引铜杆；熔炼装置包括熔炼炉、保温炉，在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，隔仓由依次排列的第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓组成，熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，流沟高出炉底150mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果；在第二隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的氩气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力0.3MPa，流量1.5～2.0Nm

【技术特征摘要】
1.多道次连续挤压制备高纯高导铜棒的方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：上引连铸—连续挤压—第二次连续挤压—第三次连续挤压—连续拉制—退火：(1)上引连铸：以高纯阴极铜为原料，将高纯阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭和石墨鳞片覆盖铜液表面，并经在线除气、脱氧、搅拌，然后采用牵引机组上引铜杆；熔炼装置包括熔炼炉、保温炉，在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，隔仓由依次排列的第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓组成，熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，流沟高出炉底150mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果；在第二隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的氩气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力0.3MPa，流量1.5～2.0Nm3/h，转子转速控制在100～120r/min；将在线除气装置安装在第二隔仓内，通过第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓的流沟连通，不仅可保证充分的除气和脱氧效果，还可以保证保温炉液面的稳定性；结晶器出水温度控制在35℃～40℃，熔炼炉的温度为1150℃～1155℃，采用烘干的木炭覆盖，保证熔炼炉的还原气氛；木炭粒度为40mm～50mm，覆盖厚度120mm～150mm；保温炉的温度为1145℃～1150℃，采用石墨鳞片覆盖，其覆盖厚度30mm～35mm；上引铜杆直径为30mm；上引铜杆使用的结晶器为陶瓷材质，同时，结晶器表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.1mm；在结晶器前端安装泡沫陶瓷过滤装置，泡沫陶瓷过滤装置以富硅酸铝为芯，以硼玻璃为壳的过滤装置，其化学成分为30～60％三氧化二铝、30～60％二氧化硅、5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐高磊，
申请(专利权)人：浙江力博实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33