一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺，涉及铜棒加工技术领域。包括如下步骤：（1）原料称取；（2）原料预处理；（3）上引连铸；（4）连续轧制；（5）退火；（6）成品制备。本申请提供了一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺，通过原料的调整以及加工工艺的结合，弥补了各原料，特别是铜、石墨烯、银等的应用缺陷，最终得到均质细化的铜棒，不仅具有很好的导电性，还具有极强的力学性能，综合性能优越，应用范围广泛。广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺


[0001]本专利技术涉及铜棒加工
，更具体地说，它涉及一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺。

技术介绍

[0002]铜棒是一种有色金属棒材，铜质的，导电性能高，适用广泛。目前高导电、高强度的铜材在各个行业被广泛应用，尤其在电力行业中位置尤为重要。
[0003]传统提高导电性的主要途径是添加金粉、银粉、铜粉、碳粉等。银具有优异的导电、导热性和化学稳定性，它在空气中氧化极慢，但仍存在银迁移，价格较高等问题。铜的电阻率与银相近，价格低廉，是一种相对理想的导电填料。但铜在空气中易被氧化，在铜粉表面易形成一层氧化膜，从而影响铜导电胶粘剂的导电性。碳系物质具有成本低，相对密度小，粉体分散性好等优点，但相比较其他成分，导电性和耐潮湿性较差。另外，仅仅提高导电性，其铜棒的应用还是会受到极大的限制。
[0004]专利号为CN201711308420.6的中国专利中公开了一种合金铜棒的生产方法，属于合金
其具体包括熔融、水平连铸、第一次刨皮、第一次拉拔、第二次刨皮、第二次拉拔、中间退火、成品棒坯依次进行第三次刨皮和第三次拉拔，得到合金铜棒材。通过本专利技术得到的合金铜棒，具有高强度的抗拉性能和延伸率、致密度高，经检测，抗拉强度在450MPa以上，延伸率达到15％以上，产品无裂痕、无气孔、无毛刺、无断裂、无夹层、表面光洁平整、易切削、安全系数高。虽然该申请对铜棒的力学性能进行了提高，但是其改善效果比较一般。
[0005]因此，亟需开发研究一种同时提高导电性和强度的铜棒加工方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺，其具有高导电性、高力学性能的优点。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺，包括如下步骤：(1)原料称取：称取相应重量百分比的锌0.15～0.2％、银1.3～1.7％、镁0.7～0.9％、硒0.6～0.9％、镧1.2～1.4％、钛0.5～0.9％、镍0.3～0.6％、铬0.2～0.3％、石墨烯1.2～1.4％，余量为铜粉备用；(2)原料预处理：A.将步骤(1)中称取的铜粉浸入处理液中，然后将浸有铜粉的处理液置于微波环境中进行微波处理；B.微波处理后滤出铜粉置于液氮中，进行深冷处理；C.深冷处理后取出铜粉与步骤(1)中称取的石墨烯共同置于珠磨机内进行研磨，
完成后得混合粉末备用；(3)上引连铸：a.将步骤(1)中称取的锌、银、镁、硒、镧、钛、镍、铬和步骤(2)中所得的混合粉末共同置于熔炼装置中进行熔炼，然后对所得的熔体进行超声波
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电子束辐照耦合处理；b.对操作a中所得的熔体进行上引连续铸造处理，得铜杆备用；(4)连续轧制：以步骤(3)中所得的铜杆作为原料，采用二辊轧机轧制成铜棒；(5)退火：对步骤(4)中的铜棒进行退火处理，退火温度500～600℃，保温时间3～4h，退火处理的过程在稳恒磁场环境中进行；(6)成品制备：再依次3经过拉拔、矫直、分切即可。
[0008]进一步地，步骤(2)操作A中所述的处理液中各成分及对应重量百分比为：硅烷偶联剂5～7％、富里酸1～2％、乙二胺0.6～0.9％、脂肪酸山梨坦9～11％，余量为去离子水。
[0009]进一步地，步骤(2)操作A中所述的微波处理的功率为600～700W，处理的时间为10～12min。
[0010]进一步地，步骤(2)操作B中所述的深冷处理的时间≥5min。
[0011]进一步地，步骤(2)操作C中所述的研磨处理时控制珠磨机的转速为3000～4000rpm，珠磨处理的时间为20～30min。
[0012]通过采用上述技术方案，将铜棒制备的主材铜粉浸入处理液中，然后置于微波环境中进行微波处理，微波处理能加快分子运动的速度，提高铜粉的表面活性，并能促进硅烷偶联剂对铜粉的改性作用，改善铜粉的氧化现象，经过微波处理，铜粉具有一定的温度，此时将其置于液氮中，处理液、微波处理、深冷处理相互结合运用，当将铜粉放入液氮中后，会在极短的时间内在铜粉的内外产生极大的温差，冷却过程会引起缺陷微孔，在复温的过程中，空位表面产生残余应力，这种应力作用能够提高铜粉的磨损抗力，同时此种处理方式的应用结合能够改变残余奥氏体的形状、分布和亚结构，从而提高铜棒的韧性。
[0013]另外，因为在极短的时间内产生极大的内外温差，会很快发生体积收缩的现象，由于体积收缩，晶格常熟有缩小的现象，从而细化晶粒。将深冷处理后的铜粉同石墨烯一起置于珠磨机内进行研磨处理，由于研磨会产生动能，被吸收的动能能有效的裂解铜粉和石墨烯的次价键和共价键，从而细化铜粉和石墨烯，并且能削弱两者之间的界面效应，促进两者之间的均质融合，有助于进一步提高铜棒的力学性能和导电性能。
[0014]进一步地，步骤(3)中所述的超声波
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电子束辐照耦合处理时控制超声波的频率为30～90kHz，电子书辐照的剂量为200～300Gy，处理的时间为30～40min。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请将原料进行合理的配比，熔炼后对熔体进行超声波
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电子束辐照耦合处理，当本申请的熔体受到超声波和电子束的作用时，入射的电子束辐射能量损失，释放给所撞击的分子中的原子，原子被激发，在分子链骨架上形成一定量的活性自由基，在超声波的空化效应、热效应、声流效应等效应的协同作用下，促使能量均匀地作用于熔体，从而起到均匀组织，细化晶粒的效果，弥补了各原料，特别是铜、石墨烯、银等的缺陷，最终形成均质细化的熔体。
[0016]进一步地，步骤(5)中所述的退火时，升温时间≤10s。
[0017]进一步地，步骤(5)中所述的稳恒磁场的功率为2000～3000W。
[0018]通过采用上述技术方案，在退火时进行快速升温，从而提高再结晶温度，细化晶粒。缩短加热时间，减少氧化，并结合磁场的作用效果，使温度均匀，晶核的数目增多，最终明显较小转化为等轴晶的晶粒的平均尺寸，起到细化晶粒的作用，在不用惊醒多次结晶退火的情况下，起到改善铜棒性能的效果，操作简单，效率高。
[0019]综上所述，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本申请提供了一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺，通过原料的调整以及加工工艺的结合，弥补了各原料，特别是铜、石墨烯、银等的应用缺陷，最终得到均质细化的铜棒，不仅具有很好的导电性，还具有极强的力学性能，综合性能优越，应用范围广泛。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0021]实施例1：一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺，包括如下步骤：(1)原料称取：称取相应重量百分比的锌0.15％、银1.3％、镁0.7％、硒0.6％、镧1.2％、钛0.5％、镍0.3％、铬0.2％、石墨烯1.2％，余量为铜粉备用；(2)原料预处理：A.将步骤(1)中称取的铜粉浸入处理液中，然后将浸有铜粉的处理液置于微波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）原料称取：称取相应重量百分比的锌0.15~0.2%、银1.3~1.7%、镁0.7~0.9%、硒0.6~0.9%、镧1.2~1.4%、钛0.5~0.9%、镍0.3~0.6%、铬0.2~0.3%、石墨烯1.2~1.4%，余量为铜粉备用；（2）原料预处理：A. 将步骤（1）中称取的铜粉浸入处理液中，然后将浸有铜粉的处理液置于微波环境中进行微波处理；B. 微波处理后滤出铜粉置于液氮中，进行深冷处理；C. 深冷处理后取出铜粉与步骤（1）中称取的石墨烯共同置于珠磨机内进行研磨，完成后得混合粉末备用；（3）上引连铸：a. 将步骤（1）中称取的锌、银、镁、硒、镧、钛、镍、铬和步骤（2）中所得的混合粉末共同置于熔炼装置中进行熔炼，然后对所得的熔体进行超声波
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电子束辐照耦合处理；b. 对操作a中所得的熔体进行上引连续铸造处理，得铜杆备用；（4）连续轧制：以步骤（3）中所得的铜杆作为原料，采用二辊轧机轧制成铜棒；（5）退火：对步骤（4）中的铜棒进行退火处理，退火温度500~600℃，保温时间3~4h，退火处理的过程在稳恒磁场环境中进行；（6）成品制备：再依次3经过拉拔、矫直、分切即可。2.根据权利要求1所述一种高导电性、高强度铜棒的加工工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伯恒，
申请(专利权)人：漳州弘登工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：