一种高强高导铜铁钽磷合金微细线及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种高强高导铜铁钽磷合金微细线及其制造方法，包含以下质量百分比的组分：铁0.02%~0.2%，钽0.01%~0.1%，磷0.01%~0.04%，余量为铜和不可避免的杂质；合金制备采用以下步骤：S1，合金熔炼：在真空感应炉内融化纯铜，待铜水温度达到1150℃~1200℃时，依次放入铁钽中间合金、纯铁及铜磷中间合金，继续熔炼至合金成分均匀；S2，杆坯连铸：将得到的熔融合金通过水冷结晶器进行连续铸造，得到直径为8~30mm的连铸杆坯，其中氧、氢总含量≤20PPM；S3，连续挤压：将得到的连铸杆坯进行连续挤压或热旋压，得到直径为6~30mm的细晶杆坯；S4，减径拉拔：将得到的细晶杆坯进行多次减径拉拔，得到直径为0.2~0.02mm的合金微细线成品；该方法制备的合金微细线具有高强度、高导电率、高导磁性。导磁性。导磁性。

【技术实现步骤摘要】
一种高强高导铜铁钽磷合金微细线及其制造方法


[0001]本专利技术涉及合金微细线制造
，尤其涉及一种高强高导铜铁钽磷合金微细线及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着5G电子产品的广泛应用，手持终端对信号及数据传输有更高的要求，电子终端无线接收装置中要求导体具有更高的导磁率、导电性及强度，以期满足无线连接高稳定性、数据高传输性的特征。铜钽合金具有良好的导磁性，通常作为通信、电子及电磁屏蔽领域的材料。
[0003]中国专利CN201911320938.0公开了一种含钽铜合金带及其制备方法，包括以下质量百分比的组份：钽：0.01
‑
1.0％，银：0.01
‑
1.0％，铁：0.01
‑
0.5％，余量为铜。还提供一种含钽铜合金线/带的制备方法，连铸机对铜钽中间合金、银、铜铁中间合金和铜进行高温处理，经冷却后拉铸，然后多次拉拔，经微细加工后，在退火设备上连续热处理，获得含钽铜合金线，经双辊轧机轧制成所需规格的含钽铜合金带。本专利技术中钽的加入，有效提高了铜合金的导磁性，银的加入提高铜合金的强度，并保证铜合金线/带良好的导电性，铜合金中的铁元素有利于进一步增强铜合金的导磁性，钽、银、铁、铜的元素组合使得铜合金材料具有良好的导磁性、导电性及高的强度。针对特定需求领域，通常要求直径小于0.1mm的铜合金微细产品，传统的铜铁合金采用铸造后轧制，其存在铸造缺陷，晶粒粗大且杂质多，导致微细加工性能比较差；传统的铜钽合金采用一定比例的粉末进行冶金制造，但不适于连续的线材生产，且成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种高强高导铜铁钽磷合金微细线及其制造方法，通过采用铜铁钽磷合金组分，该合金微细线具有高强度、高导电率、高导磁性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高强高导铜铁钽磷合金微细线的制造方法，包括以下步骤：S1，合金熔炼：在真空感应炉内融化纯铜，待铜水温度达到1150℃~1200℃时，依次放入铁钽中间合金、纯铁及铜磷中间合金，铜水上覆盖石墨鳞片或木炭隔绝氧气，继续熔炼至合金成分均匀；S2，杆坯连铸：将步骤S1得到的熔融合金通过水冷结晶器进行连续铸造，采用无氧连续下引铸造、连续水平铸造或连续上引铸造，得到直径为8~30mm的连铸杆坯，其中氧、氢总含量≤20PPM；S3，连续挤压：将步骤S2得到的连铸杆坯进行连续挤压或热旋压，得到直径为6~30mm的细晶杆坯；S4，减径拉拔：将步骤S3得到的细晶杆坯进行多次减径拉拔，得到直径为0.2~
0.02mm的合金微细线成品。
[0006]优选地，还包括以下步骤：S0，热处理：采用惰性气体保护热处理炉，将材料置于热处理炉内进行热处理，退火温度为200℃~550℃，保温2~10h后，随炉降温。
[0007]优选地，步骤S3中，采用连续挤压机组、卧式挤压机组或热旋压机组，对连铸杆坯进行连续挤压或热旋压。
[0008]优选地，步骤S4进一步包括：S4
‑
1，粗拉处理：采用拉丝设备对步骤S3得到的细晶杆坯进行减径拉拔，总变形率≥70%，得到直径为约为1mm的粗拉丝材；S4
‑
2，精拉处理：采用带有冷却润滑液的拉丝设备对步骤S4
‑
1得到的粗拉丝材进行减径拉拔，得到直径为0.02~0.2mm的合金微细线成品，该合金微细线的导电率为50~95%IACS。
[0009]优选地，在步骤S4
‑
1和S4
‑
2之间设置步骤S0；或，步骤S3中采用热旋压机组对连铸杆坯进行热旋压处理，并在步骤S2和S3之间设置步骤S0。
[0010]优选地，步骤S1中，铁钽中间合金包括以下质量百分比的组分：铁50%~80%，钽50%~20%，余量为铜及不可避免的微量杂质，氧含量＜20PPM。
[0011]优选地，热旋压处理包括以下步骤：A，扭转步骤：连铸杆坯由牵引机进行连续传输的过程中，将其进行矫直并预热，采用旋压机压紧连铸杆坯并进行扭转，扭转角度为90
°
~180
°
；B，环压步骤：立即对经步骤A进行扭转后的连铸杆坯进行环压减径，下压形变量为10%~20%，而后引至水槽进行冷却，得到细晶杆坯。
[0012]如上述所述的一种高强高导铜铁钽磷合金微细线，包含以下质量百分比的组分：铁0.02%~0.2%，钽0.01%~0.1%，磷0.01%~0.04%，余量为铜和不可避免的杂质。
[0013]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术提出的铜铁钽磷微细线的加工方法，合金中的铁和钽能够提高合金的导磁性，添加微量的磷元素，起到固溶强化效果，磷能够与铁、铜、钽结合形成磷铁化合物、磷铜化合物以及磷钽化合物，形成析出强化相，促进合金元素以沉淀相的形式从铜基体中析出，具有沉淀强化效果，显著提高导电性和导磁性，且磷铁化合物、磷铜化合物以及磷钽化合物在铜合金中能够细化晶粒，提高合金强度，另外由于析出相的强化作用，使得合金微细线的强度增大，韧性高，不易断裂，结合连续挤压工序对连铸杆坯的形变强化，制备得到的合金微细线具有高强度、高导电率、高导磁性，产品性能得到极大的优化；（2）本专利技术通过连续热旋压工艺，实现材料的连续细晶化，增大合金组织的致密性和稳定性，减少内部缺陷，提高合金强度，有利于微细线的加工，该方法设备简单，灵活可靠，通用性强，成本低且效率高，尤其可以实现铜铁钽磷微细线的大规模连续生产，通过本方法制备得到的合金微细线的导电率可达到90%IACS以上，具有明显的导磁性，抗拉强度可达到800Mpa以上。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例一和实施例二中铜铁钽磷微细线的制备工艺流程图；
图2为本专利技术实施例三中铜铁钽磷微细线的制备工艺流程图；图3为本专利技术实施例三中热旋压工序的流程图；图4为本专利技术实施例三中热旋压机组的工作状态示意图；图5为本专利技术实施例三中扭转模组或环压模组的内部结构示意图；图6为本专利技术实施例三中咬合部或环压部的结构示意图；图7为本专利技术实施例三中连铸杆坯进行热旋压处理前的金相显微组织结构图；图8为本专利技术实施例三中经扭转处理后的细晶杆坯的金相显微组织结构图；图9为本专利技术实施例三中经环压处理后的细晶杆坯的金相显微组织结构图；图10为本专利技术实施例三所制备的铜铁钽磷合金微细线的金相显微组织结构图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高导铜铁钽磷合金微细线的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，合金熔炼：在真空感应炉内融化纯铜，待铜水温度达到1150℃~1200℃时，依次放入铁钽中间合金、纯铁及铜磷中间合金，继续熔炼至合金成分均匀；S2，杆坯连铸：将步骤S1得到的熔融合金通过水冷结晶器进行连续铸造，得到连铸杆坯，其中氧、氢总含量≤20PPM；S3，连续挤压：将步骤S2得到的连铸杆坯进行连续挤压或热旋压，得到细晶杆坯；S4，减径拉拔：将步骤S3得到的细晶杆坯进行多次减径拉拔，得到合金微细线成品。2.根据权利要求1所述的一种高强高导铜铁钽磷合金微细线的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：S0，热处理：采用惰性气体保护热处理炉，将材料置于热处理炉内进行热处理，退火温度为300℃~550℃，保温2~10h后，随炉降温。3.根据权利要求2所述的一种高强高导铜铁钽磷合金微细线的制造方法，其特征在于，步骤S3中，采用连续挤压机组、卧式挤压机组或热旋压机组，对连铸杆坯进行连续挤压或热旋压。4.根据权利要求3所述的一种高强高导铜铁钽磷合金微细线的制造方法，其特征在于，步骤S3中采用热旋压机组对连铸杆坯进行热旋压处理，并在步骤S2和S3之间设置步骤S0。5.根据权利要求1所述的一种高强高导铜铁钽磷合金微细线的制造方法，其特征在于，步骤S4进一步包括：S4
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1，粗拉处理：采用拉丝设备对步骤S3得到的细晶杆坯进行减径拉拔，总变形率≥70%，得到粗拉丝材；S4
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【专利技术属性】
技术研发人员：李学斌，
申请(专利权)人：湖州金钛导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：