權(quán)利要求

1.一種超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)稱取重量百分含量為99.4-99.9%銅、0.1-0.6%錫，熔煉成鑄錠;

2)將鑄錠連鑄成銅錫合金桿;

3)將銅錫合金桿進(jìn)行多道次冷旋鍛，當(dāng)銅錫合金桿的變形量達(dá)到65%-75%時(shí)進(jìn)行熱處理，通入保護(hù)氣氛，加熱至450-550℃，保溫40-80min，冷卻至室溫，得到銅錫合金絲棒材;

4)將銅錫合金絲棒材進(jìn)行多道次拉拔為銅錫合金微細(xì)線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述熔煉在真空爐中，真空度≤5.0×10-2Pa，加熱溫度為1100℃-1300℃，保溫時(shí)間為2-3h，隨爐冷卻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述連鑄在下引式連鑄爐中，真空度≤5.0×10-2Pa，充入氬氣，加熱溫度為1150℃-1250℃，保溫時(shí)間為20-40min，下引連鑄的引桿速度為100-200mm/min，下引連鑄的冷卻水溫度為20-35℃，冷卻水流量為25-40L/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述銅錫合金桿的直徑為8-12mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)所述冷旋鍛的每道次變形量為15%-25%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)所述保護(hù)氣氛為氬氣。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)所述銅錫合金絲棒材的直徑為4mm-6mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟4)當(dāng)銅錫合金絲棒材的直徑≥2mm時(shí)，拉拔的每道次變形量為15%-25%，拉絲速度為10-30m/min;當(dāng)0.5mm≤銅錫合金絲棒材的直徑<2mm時(shí)，拉拔的每道次變形量為10%-15%，拉絲速度為50-200m/min;當(dāng)銅錫合金絲棒材的直徑<0.5mm時(shí)，拉拔的每道次變形量為5%-10%，拉絲速度為200-400m/min。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及金屬加工的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材的制備方法。

背景技術(shù)

[0002]銅錫合金是一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電的銅合金材料，兼具優(yōu)越的彎曲、扭轉(zhuǎn)、抗疲勞、耐熱等綜合性能，因此銅錫合金微細(xì)線廣泛的應(yīng)用于新能源汽車、無(wú)人機(jī)和智能機(jī)器人、載人航天、探月工程、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高新科技領(lǐng)域?qū)︺~錫導(dǎo)線的力學(xué)-電學(xué)性能提出了更高的要求，需要銅錫合金導(dǎo)線在保證導(dǎo)電率的同時(shí)提高力學(xué)性能;目前，銅錫合金絲材加工過(guò)程中并未完全消除合金連鑄時(shí)出現(xiàn)的鑄態(tài)組織，使得加工的絲材組織不均勻，導(dǎo)致絲材的力學(xué)性能、導(dǎo)電性不一致，影響絲材性能的穩(wěn)定性，并且嚴(yán)重降低后續(xù)微細(xì)絲材的連續(xù)生產(chǎn)能力，大大降低了產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

[0003]公開(kāi)號(hào)為CN116411202A，公開(kāi)了一種銅錫合金線材及其制備方法，該方法通過(guò)添加鑭、硼、鋯等元素進(jìn)行除雜和細(xì)化晶粒，但是該方法采用熱鍛加工鑄錠，生產(chǎn)效率不高，且在加工過(guò)程中存在易氧化的問(wèn)題。公開(kāi)號(hào)為CN107904434B，公開(kāi)了一種超細(xì)超長(zhǎng)銅合金絲及其生產(chǎn)方法，該方法采用定向凝固技術(shù)加工出銅錫合金絲材，使得銅錫合金絲材的抗拉強(qiáng)度>800MPa，導(dǎo)電率>70%IACS，且能夠達(dá)到單根長(zhǎng)度大于3萬(wàn)米的細(xì)絲累計(jì)占總數(shù)的比例不低于80%，但是該方法直接將連鑄的銅錫合金棒材退火后拉拔成型，并未完全消除鑄態(tài)組織缺陷，使得銅錫合金絲材的強(qiáng)度和加工性能都還有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材的制備方法，所述銅錫合金微細(xì)絲具有高抗拉強(qiáng)度、高導(dǎo)電性，解決了連鑄時(shí)出現(xiàn)的鑄態(tài)組織，使絲材拉拔時(shí)不易斷線，具備連續(xù)生產(chǎn)的能力，提高生產(chǎn)效率。

[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材的制備方法，包括以下步驟：

1)稱取重量百分含量為99.4-99.9%銅、0.1-0.6%錫，熔煉成鑄錠;

2)將鑄錠連鑄成銅錫合金桿;

3)將銅錫合金桿進(jìn)行多道次冷旋鍛，當(dāng)銅錫合金桿的變形量達(dá)到65%-75%時(shí)進(jìn)行熱處理，通入保護(hù)氣氛，加熱至450-550℃，保溫40-80min，冷卻至室溫，得到銅錫合金絲棒材;

4)將銅錫合金絲棒材進(jìn)行多道次拉拔為銅錫合金微細(xì)線。

[0006]步驟1)所述熔煉在真空爐中，真空度≤5.0×10-2Pa，加熱溫度為1100℃-1300℃，保溫時(shí)間為2-3h，隨爐冷卻。

[0007]步驟2)所述連鑄在下引式連鑄爐中，真空度≤5.0×10-2Pa，充入氬氣，加熱溫度為1150℃-1250℃，保溫時(shí)間為20-40min，下引連鑄的引桿速度為100-200mm/min，下引連鑄的冷卻水溫度為20-35℃，冷卻水流量為25-40L/min。

[0008]步驟2)所述銅錫合金桿的直徑為8-12mm。

[0009]步驟3)所述冷旋鍛的每道次變形量為15%-25%。

[0010]步驟3)所述保護(hù)氣氛為氬氣。

[0011]步驟3)所述銅錫合金絲棒材的直徑為4mm-6mm。

[0012]所述步驟4)當(dāng)銅錫合金絲棒材的直徑≥2mm時(shí)，拉拔的每道次變形量為15%-25%，拉絲速度為10-30m/min;當(dāng)0.5mm≤銅錫合金絲棒材的直徑<2mm時(shí)，拉拔的每道次變形量為10%-15%，拉絲速度為50-200m/min;當(dāng)銅錫合金絲棒材的直徑<0.5mm時(shí)，拉拔的每道次變形量為5%-10%，拉絲速度為200-400m/min。

[0013]本發(fā)明的有益效果包括以下內(nèi)容：

(1)本發(fā)明所述方法采用熔煉母合金鑄錠結(jié)合真空豎引式連鑄解決了銅錫合金鑄造過(guò)程中成分偏析的情況，并避免了合金中卷入夾雜物、氣體等雜質(zhì)缺陷;

(2)本發(fā)明采用多道次冷旋鍛及熱處理消除在連鑄過(guò)程中形成的鑄態(tài)組織，使銅錫合金晶粒破碎，形成均勻細(xì)小的組織，為絲材提供一定的細(xì)晶強(qiáng)化作用，提高了絲材的抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)電率，且由于組織細(xì)小均勻，在絲材微細(xì)絲拉拔過(guò)程中組織協(xié)調(diào)變形不易斷線，連續(xù)加工能力優(yōu)，生產(chǎn)效率高。

[0014]申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)表明：采用本發(fā)明所述方法，制備出的超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材，導(dǎo)電率>82%IACS，抗拉強(qiáng)度>1000MPa，拉拔時(shí)不易斷線，銅錫合金微細(xì)絲拉拔0.03mm的單根長(zhǎng)度達(dá)到30萬(wàn)米的累計(jì)占總數(shù)比例≥85%，拉拔的單根長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于背景技術(shù)中提到的3萬(wàn)米，極大提高了成品率，具備連續(xù)生產(chǎn)的能力，有利于后續(xù)分裝、絞線等，用于導(dǎo)線的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施和應(yīng)用。其中制備出的銅錫合金微細(xì)絲性能能夠達(dá)到抗拉強(qiáng)度1020MPa，導(dǎo)電率為83.2%IACS。

附圖說(shuō)明

[0015]圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明。

[0017]實(shí)施例1：

參見(jiàn)圖1，制備超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材，包括以下步驟：

1)稱取99.73wt.%的銅板、0.27wt.%的錫粒放入石墨坩堝中，在真空爐中，將真空抽至≤5.0×10-2Pa，開(kāi)始加熱，升溫至1200℃，保溫3h，隨爐冷卻，熔煉成鑄錠;

2)將鑄錠加入下引式連鑄爐中，抽真空至≤5.0×10-2Pa，充入氬氣，開(kāi)始加熱至1160℃，保溫20min，下引連鑄的引桿速度為100mm/min，下引連鑄的冷卻水溫度為25℃，冷卻水流量為30L/min，連鑄成直徑為8mm的銅錫合金桿;

3)將銅錫合金桿進(jìn)行多道次冷旋鍛，每道次變形量為20%，當(dāng)銅錫合金桿的變形量達(dá)到75%時(shí)，充入氬氣，加熱至500℃，進(jìn)行40min的熱處理，得到直徑為4mm的銅錫合金絲棒材;

4)將銅錫合金絲棒材進(jìn)行多道次拉拔，當(dāng)銅錫合金絲棒材的直徑≥2mm時(shí)，每道次變形量為20%，拉絲速度為25m/min;當(dāng)0.5mm≤拉拔銅錫合金絲棒材的直徑<2mm時(shí)，每道次變形量為15%，拉絲速度為50m/min;當(dāng)拉拔銅錫合金絲棒材的直徑<0.5mm時(shí)，每道次變形量為8%，拉絲速度為200m/min，得到直徑為0.03mm的微細(xì)絲。

[0018]測(cè)試得到實(shí)施例1制備得到的超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材的抗拉強(qiáng)度為1008MPa，導(dǎo)電率為82.6%IACS，單根長(zhǎng)度達(dá)到30萬(wàn)米的微細(xì)絲材累計(jì)占總數(shù)比例的87%。

[0019]實(shí)施例2：

參見(jiàn)圖1，制備超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材，包括以下步驟：

1)稱取99.73wt.%的銅板、0.27wt.%的錫粒放入石墨坩堝中，在真空爐中，將真空抽至≤5.0×10-2Pa，開(kāi)始加熱，升溫至1220℃，保溫3h，隨爐冷卻，熔煉成鑄錠;

2)將鑄錠加入下引式連鑄爐中，抽真空至5.0×≤10-2Pa，充入氬氣，開(kāi)始加熱至1180℃，保溫20min，下引連鑄的引桿速度為100mm/min，下引連鑄的冷卻水溫度為25℃，冷卻水流量為30L/min，進(jìn)行連鑄成直徑為12mm的銅錫合金桿;

3)將銅錫合金桿進(jìn)行多道次冷旋鍛，每道次變形量為20%，當(dāng)銅錫合金桿的變形量達(dá)到75%時(shí)，充入氬氣，加熱至500℃，進(jìn)行60min的熱處理，得到直徑為6mm的銅錫合金絲棒材;

4)將銅錫合金絲棒材進(jìn)行多道次拉拔，當(dāng)銅錫合金絲棒材的直徑≥2mm時(shí)，每道次變形量為20%，拉絲速度為25m/min;當(dāng)0.5mm≤拉拔銅錫合金絲棒材的直徑<2mm時(shí)，每道次變形量為15%，拉絲速度為50m/min;當(dāng)拉拔銅錫合金絲棒材的直徑<0.5mm時(shí)，每道次變形量為8%，拉絲速度為200m/min，得到直徑為0.03mm的微細(xì)絲。

[0020]測(cè)試得到實(shí)施例2制備得到的超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材的抗拉強(qiáng)度為1026MPa，導(dǎo)電率為82.1%IACS，單根長(zhǎng)度達(dá)到30萬(wàn)米的微細(xì)絲材累計(jì)占總數(shù)比例的86.5%。

[0021]實(shí)施例3：

參見(jiàn)圖1，制備超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材，包括以下步驟：

1)稱取99.75wt.%的銅板、0.25wt.%的錫粒放入石墨坩堝中，在真空爐中，將真空抽至≤5.0×10-2Pa，開(kāi)始加熱，升溫至1250℃，保溫3h，隨爐冷卻，熔煉成鑄錠;

2)將鑄錠加入下引式連鑄爐中，抽真空至≤5.0×10-2Pa，充入氬氣，開(kāi)始加熱至1200℃，保溫20min，下引連鑄的引桿速度為100mm/min，下引連鑄的冷卻水溫度為25℃，冷卻水流量為30L/min，進(jìn)行連鑄成直徑為12mm的銅錫合金桿;

3)將銅錫合金桿進(jìn)行多道次冷旋鍛，每道次變形量為20%，當(dāng)銅錫合金桿的變形量達(dá)到75%時(shí)，充入氬氣，加熱至500℃，進(jìn)行50min的熱處理，得到直徑為6mm的銅錫合金絲棒材;

4)將銅錫合金絲棒材進(jìn)行多道次拉拔，當(dāng)銅錫合金絲棒材的直徑≥2mm時(shí)，每道次變形量為20%，拉絲速度為25m/min;當(dāng)0.5mm≤拉拔銅錫合金絲棒材的直徑<2mm時(shí)，每道次變形量為15%，拉絲速度為50m/min;當(dāng)拉拔銅錫合金絲棒材的直徑<0.5mm時(shí)，每道次變形量為8%，拉絲速度為200m/min，得到直徑為0.03mm的微細(xì)絲。

[0022]測(cè)試得到實(shí)施例3制備得到的超長(zhǎng)銅錫合金微細(xì)絲材的抗拉強(qiáng)度為1020MPa，導(dǎo)電率為83.2%IACS，線徑0.03mm單根長(zhǎng)度達(dá)到30萬(wàn)米的微細(xì)絲材累計(jì)占總數(shù)比例的87%。

[0023]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神的前提下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的改動(dòng)均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

說(shuō)明書(shū)附圖(1)