一种超微细铜丝的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种超微细铜丝的生产工艺，包括如下步骤：1）上引无氧铜杆：将电解铜预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气、脱氧后，用牵引机组离合式真空上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；2）连续挤压：将无氧铜杆连续挤压成铜线，且铜线经真空防氧化管及水槽冷却、吹干；3）拉拔：将铜线采用多道次拉拔，且拉拔过程中采用乳液进行润滑和冷却，先大拉至直径为1～3mm，接着小拉至直径为0.1～0.5mm，并采用电阻内热式连续退火，最后微拉至直径为0.01～0.05mm的超微细铜丝。本发明专利技术具有工艺流程短、生产效率高，断线率低等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超微细铜丝的生产工艺，属于有色金属加工

技术介绍
超微细铜丝广泛应用于家用电器、微电子、IT产品中，如微电机、继电器、小型变压器、电感、振荡线圈、音频线圈等。一般要求超微细铜丝导电率高，单线长度超过5000米以上，由于超微细铜丝在加工过程中容易出现断线等问题，一般成材率低，目前国内只能生产中低档产品，线径较粗，在O. 05mm以上，单线长度在3千米以内。目前制备超微细铜丝的生产工艺主要有以下三种1、连铸连轧低氧铜杆-轧制-拉拔-退火-拉拔；2、上引无氧铜杆-轧制-拉拔-退火-拉拔；3、连续定向凝固-轧制-拉拔-退火-拉拔。·通过生产实践发现这三种工艺均存在缺点第一种工艺采用连铸连 轧低氧铜杆，其铜杆氧含量较高，一般在200ppnT400 ppm ;同时连铸连轧工艺需通过保温炉、溜槽、中间包转运铜液，相对容易造成耐火材料的剥落，热轧制过程需通过轧辊，造成铁质的脱落，这会给铜杆带来外部夹杂。而热轧中皮上和皮下氧化物的轧入，会给低氧杆的拉丝造成不利的影响。第二种工艺采用上引无氧铜杆为铸态组织，生产过程中没有经过热加工，上引无氧铜杆容易产生气孔、缩松，而且表面粗糙，在后续的拉丝过程中容易产生断线。第三种工艺采用定向凝固技术，将柱状单晶体与后续的塑性加工结合，存在生产效率较低，能耗较大等缺点。专利技术的内容 本专利技术的目的在于提供了一种超微细铜丝的生产工艺，使用本专利技术得到的超微细铜丝直径为O. 0Γ0. 05mm，单根铜丝长度达到三十万米以上，铜含量大于99. 99%，氧含量小于5ppm，导电率大于101%IACS，具有工艺流程短、生产效率高、断线率低等特点。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是 一种超微细铜丝的生产工艺，包括如下步骤1)上引无氧铜杆将电解铜预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气装置除气、脱氧后，用牵引机组离合式真空上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；2)连续挤压将步骤I)所得的无氧铜杆连续挤压成铜线，且铜线经真空防氧化管及水槽冷却、吹干至20°C 30°C ；3)拉拔将步骤2)所得的铜线采用多道次拉拔，且拉拔过程中采用乳液进行润滑和冷却，先大拉至直径为I 3mm,接着小拉至直径为O. I O. 5mm,并采用电阻内热式连续退火,最后微拉至直径为O. 01 O. 05mm，得到直径为O. 01 O. 05mm超微细铜丝。所述的步骤I)中电解铜采用高纯阴极铜；所述的熔炼装置中熔炼炉的温度为1150°C 1160°C，熔炼炉中的铜液采用木炭覆盖；所述的熔炼装置中保温炉的温度为1140°C 1150°C，采用石墨磷片覆盖；所述的在线除气装置使用的惰性气体是采用99. 996%的氩气或99. 996%氮气中的一种，气源出口压力为O. 5MPa，流量为I I. 25Nm3/h,转子转速为50 150r/min ;所述的牵引机组的引杆速度为500 1500mm/min,引杆直径为Φ9· 5mm Φ30mm，冷却循环出水温度35°C 50°C。所述的木炭的粒度为30mm 50mm,覆盖厚度IOOmm 150mm ;所述的石墨磷片的覆盖厚度30_ 40_。所述的步骤2)中连续挤压机的转速为5 20r/min，铜线的挤出速度为5 30m/min，挤压过程中铜线的温度为500°C 750°C，挤压腔内的压力为1000 1200MPa，经挤压工序得到的铜线直径为Φ5πιπι Φ16πιπι。所述的步骤3)中大拉工序中乳液的浓度为6% 8%，温度为36°C 42V ;小拉工序中乳液的浓度为4% 5%，温度为32°C 35°C ;微拉工序中乳液的浓度控制在2% 3%，温度控制在25°C 28°C;所述的小拉工序中退火的电压为25 V 30V，速度为1500 1800m/min。本专利技术的有益效果是通过使用本专利技术提供的一种超微细铜丝的生产工艺，具有 以下优点I.本专利技术利用过滤除渣、在线除气脱氧装置和带有隔仓结构的上引炉，保证了上引无氧铜杆的高纯度、高导电率和低含氧量，同时将有害杂质过滤和除渣后，消除了这些杂质对拉拔过程中产生断线的影响。2.本专利技术采用连续挤压技术，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，晶粒尺寸小于0.005_ O. 015 _，组织细小致密具有良好的屈服强度和加工韧性，为后续大加工率变形提供了保证，在生产过程中只采用一次中间退火，降低了能耗和生产成本。3.本专利技术采用上引无氧铜杆与连续挤压技术相结合的工艺，充分利用了上引连铸与连续挤压技术的优势，使用本专利技术得到的超微细铜丝直径为O. 01 O. 05mm，单根铜丝长度达到三十万米以上，铜含量大于99. 99%，氧含量小于5ppm，导电率大于101%IACS，具有工艺流程短、生产效率高，断线率低等特点。具体实施例方式实施例I I)上引无氧铜杆以表面无“铜豆”、酸迹等缺陷的高纯阴极电解铜切除挂耳为原料，经预热烘干后置于熔炼装置中熔化(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200_，可促进铜液流动的均匀性，也可以起到除渣的效果)，熔炼炉的温度为1155°C，熔炼炉中的铜液采用木炭覆盖，木炭的粒度为40mm，覆盖厚度为125mm，保证熔炼炉的还原气氛；通过熔炼炉熔化后的铜液通过流沟流入第一隔仓，再通过流沟流入第二隔仓，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O. 5MPa，流量1.15Nm3/h，转子转速控制在lOOr/min ;铜液经第二隔仓除气、脱氧后经流沟流入第三隔仓，再经流沟流入保温炉，保温炉的温度为1145°C，采用石墨磷片覆盖，覆盖厚度为35mm;用牵引机组离合式真空上引铜杆，牵引机组的引杆速度为1000mm/min，引杆直径为Φ 16mm，经冷却循环水冷却，冷却循环出水温度40°C，然后铜杆进入收线装置，所得无氧铜杆的直径为Φ16mm。2)连续挤压采用连续挤压工艺生产铜线，将步骤I)所得的无氧铜杆经过矫直后，送入压实轮与挤压轮之间，挤压轮槽内的铜杆在摩擦力的作用下被连续送入挤压腔，在腔体挡料块前面沿圆周运动，经过摩擦剪切变形区、镦粗变形区、粘着区、直角弯曲挤压区等区域，最后进入腔体后，连续挤压成铜线，连续挤压机的转速为15r/min，铜线的挤出速度为20m/min，挤压过程中铜线的温度为600°C，挤压腔内的压力为IlOOMPa ;且铜线挤出模具后采用真空水冷装置冷却，使铜线在高温挤出后进入真空管冷却，在整个变形过程中隔断了与氧的接触，避免吸氧，保证铜线低氧含量；铜线挤出模具后经过真空防氧化管及水槽冷却、吹干至25°C，得到的铜线直径为Φ8πιπι。3)拉拔将步骤2)所得的无氧铜线采用多道次拉拔，拉拔分为大拉、小拉和微拉等；且拉拔过程中采用乳液进行润滑和冷却，先大拉至直径为I. 2mm，大拉工序中乳液的浓度8%，温度为38°C ;接着小拉至直径为O.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超微细铜丝的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：1）上引无氧铜杆：将电解铜预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气装置除气、脱氧后，用牵引机组离合式真空上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；2）连续挤压：将步骤1）所得的无氧铜杆连续挤压成铜线，且铜线经真空防氧化管及水槽冷却、吹干至20℃～30℃；3）拉拔：将步骤2）所得的铜线采用多道次拉拔，且拉拔过程中采用乳液进行润滑和冷却，先大拉至直径为1～3mm，接着小拉至直径为0.1～0.5mm，并采用电阻内热式连续退火，最后微拉至直径为0.01～0.05mm，得到直径为0.01～0.05mm超微细铜丝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐高磊，
申请(专利权)人：徐高磊，
类型：发明
国别省市：