一種微細(xì)銅銀合金線制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微細(xì)銅銀合金線的制造方法，所述方法包括以下步驟：（1）銅銀合金坯料的冶煉與連鑄；（2）銅銀合金桿的拉制；（3）銅銀合金線的中間熱處理；（4）將經(jīng)過中間熱處理的銅銀合金線經(jīng)中拉機(jī)拉制成直徑0.1-0.25mm的銅銀合金線。本發(fā)明微細(xì)銅銀合金線的制造方法能夠確保銅銀合金原材料成分及組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并在拉絲過程中通過熱處理控制銀在銅銀合金線材中的分布形式而穩(wěn)定其織構(gòu)和性能，避免了線材加工過程中的由于組份和組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而引起的局部應(yīng)力集中，所導(dǎo)致的斷線，為微細(xì)銅銀合金線材的制造提供保障。
【專利說明】一種微細(xì)銅銀合金線制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電線電纜導(dǎo)體材料領(lǐng)域，主要涉及一種微細(xì)銅銀合金線制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]Cu/Ag合金線作為一種高性能材料，具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性及較好的加工性能與耐熱性，被廣泛應(yīng)用航空航天線纜，科學(xué)實(shí)驗(yàn)室用材料、筆記本電腦、手機(jī)極細(xì)同軸電纜，高張力漆包線、揚(yáng)聲器引出線領(lǐng)域。對(duì)于極細(xì)導(dǎo)體所使用的極細(xì)Cu/Ag合金線(線徑為0.010-0.030mm)，通常是通過對(duì)鑄造材料等坯料進(jìn)行拉絲而制造出的，但在制造過程，由于材料的成分、組織不穩(wěn)定及拉絲過程中工藝參數(shù)控制不當(dāng)引起拉絲過程中材料局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致頻繁斷線，不能制造出所需長(zhǎng)度的極細(xì)Cu/Ag合金線材。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種一種微細(xì)銅銀合金線制造方法，其可以有效降低拉絲時(shí)的斷線次數(shù)，從而高生產(chǎn)率地制造線徑0.010-0.030mm的Cu/Ag合金線。
[0004]本發(fā)明微細(xì)銅銀合金線的制造方法如下:
(I) Cu/Ag合金坯料的冶煉與連鑄:
a.制造銅銀中間合金，分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銀放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至SXKT1Pa以上，開始升溫，待溫度升至600-800°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純N2或惰性氣體至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1150_1250°C，待合金完全溶解后，開始在Cu/Ag合金液中充入純N2或惰性氣體攪拌15-20分鐘，將合金熔體冷卻，得到Cu/Ag合金中間合金；
b.將銅和銅銀中間合金按銅(Cu)為80%-99%，銀(Ag)為20%-1%的質(zhì)量比例稱量計(jì)算后，混合加入到真空冶煉爐坩堝中，抽真空至SXKT1Pa以上，開始升溫，待溫度升至600-800°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純N2或惰性氣體至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1150-1250°C，待合金完全溶解后，開始在Cu/Ag合金液中充入純N2或惰性氣體攪拌20-30分鐘，將合金熔體冷卻，得到Cu/Ag合金坯料；
c.將Cu/Ag合金坯料加入到真空熔煉惰性氣體保護(hù)連鑄機(jī)坩堝中，抽真空至5X KT1Pa以上，開始升溫，待溫度升至600-800°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純N2或惰性氣體至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1200°C，待合金完全溶解，精煉靜置20-35分鐘后，開始連鑄直徑8-12_銅銀合金桿。連鑄機(jī)結(jié)晶器冷卻采用銅制水冷結(jié)晶器冷卻裝置，冷卻速率高于5°C/秒；銅銀合金桿牽引采用間歇式牽引，牽引速度為50-300mm/分鐘，牽引/停止時(shí)間為0.1-1秒，且牽引/停止時(shí)間相同。
[0005](2)銅銀合金桿的拉制:
將上述直徑8-12mm的銅銀合金桿經(jīng)過拉絲機(jī)拉制成直徑為1.0-1.5mm的銅銀合金線；拉絲過程中，在銅銀合金線的直徑大于等于4mm時(shí)使線材的變形率為8-12%，在銅銀合金線的直徑小于4mm時(shí)使線材的變形率為15-20% ;銅銀合金線直徑大于等于4mm的拉絲速度為10-20m/分鐘，線材直徑小于4mm的拉絲速度不高于50m/分鐘。
[0006](3 ) Cu/Ag合金線的中間熱處理:
將直徑1.ο-l.5mm的銅銀合金線在真空爐中進(jìn)行中間熱處理，真空爐真空度高于5 X KT1Pa,升溫速度為1_2°C /秒，熱處理溫度為450_550°C，熱處理時(shí)間為1-10小時(shí)，隨爐冷卻后進(jìn)一步拉絲；通過該過程，前道拉絲過程中產(chǎn)生的銀纖維晶粒轉(zhuǎn)化為顆粒狀晶粒，增加了組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0007](4)將經(jīng)過中間熱處理的銅銀合金線經(jīng)中拉機(jī)拉制成直徑0.1-0.25mm規(guī)格的銅銀合金線，拉絲過程中使線材變形率為8%-12% ;將直徑為0.1-0.25mm規(guī)格的銅銀合金線經(jīng)過細(xì)拉機(jī)連續(xù)拉拔成直徑為0.05-0.065mm細(xì)線，再在微拉機(jī)上通過多道拉拔，最終到達(dá)直徑0.010-0.020mm微細(xì)銅銀合金線，拉絲過程中使銅銀合金線變形率為6%_8%，銅銀合金線直徑大于等于0.1-0.25mm規(guī)格的拉絲速度為不高于500m/分鐘。
[0008]本發(fā)明的微細(xì)銅銀合金線制造方法能夠確保Cu/Ag合金原材料成分及組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并在拉絲過程中通過熱處理控制銀在銅銀合金線材中的分布形式而穩(wěn)定其織構(gòu)和性能，避免了線材加工過程中的由于組份和組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而引起的局部應(yīng)力集中，所導(dǎo)致的斷線，為極細(xì)銅銀合金線材的制造提供保障。
[0009]【具體實(shí)施方式】實(shí)施例一:
本實(shí)施例微細(xì)銅銀合金線制造方法如下:
(I) Cu/Ag合金坯料的冶煉與連鑄:
a.制造銅銀中間合金，分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銀放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至SXKT1Pa以上，開始升溫，待溫度升至600°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純N2至5 X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1150°C，待合金完全溶解后，開始在Cu/Ag合金液中充入純N2攪拌15分鐘，將合金熔體冷卻，得到Cu/Ag合金中間合金；
b.在真空冶煉爐中將Cu、Cu-Ag中間合金按下述比例稱量計(jì)算后，其中銅(Cu)為98%；銀(Ag)為2%，混合加入到真空冶煉爐中，抽真空至5 X 10_2Pa，開始升溫，待溫度升至600°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純Ar2至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1200°C，待合金完全溶解后，開始在Cu/Ag合金液中充入N2攪拌20分鐘，將合金熔體冷卻，得到Cu/Ag合金坯料；
c.將Cu/Ag合金坯料加入到真空熔煉惰性氣體保護(hù)連鑄機(jī)坩堝中，抽真空至I X KT1Pa,開始升溫，待溫度升至600°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純隊(duì)至5父13Pa ；然后繼續(xù)升溫至1200°C，待合金完全溶解，精煉靜置30分鐘后，開始連鑄直徑8_銅銀合金桿。連鑄機(jī)結(jié)晶器冷卻采用銅制水冷結(jié)晶器冷卻裝置，冷卻速率6°C /秒；銅銀合金桿牽引采用間歇式牽引，牽引速度為50mm/分鐘，牽引/停止時(shí)間均為0.1秒。
[0010](2)銅銀合金桿的拉制:
將上述直徑8mm的銅銀合金桿經(jīng)過拉絲機(jī)拉制成直徑為1.0mm的銅銀合金線；拉絲過程中，直徑大于等于4mm時(shí)使線材的變形率為8%，在線材的直徑小于4mm時(shí)使線材的變形率為15% ;線材直徑大于等于4mm的拉絲速度為1m/分鐘，線材直徑小于4mm的拉絲速度為30m/分鐘。
[0011](3) Cu/Ag合金線的中間熱處理: 將直徑1.0mm的Cu/Ag合金線進(jìn)行中間熱處理，真空爐真空度為I X KT1Pa,升溫速度為1°C /秒，熱處理溫度為450°C，熱處理時(shí)間為I小時(shí)，隨爐冷卻后進(jìn)一步拉絲。
[0012](4)將經(jīng)過中間熱處理的銅銀合金線經(jīng)中拉機(jī)拉制成直徑0.1mm的銅銀合金線，拉絲過程中使線材變形率為8%，拉絲速度為400m/分鐘；將直徑為0.1mm的銅銀合金線經(jīng)過細(xì)拉機(jī)連續(xù)拉拔成直徑為0.05mm細(xì)線，再在微拉機(jī)上通過多道拉拔，最終獲得直徑0.020mm微細(xì)銅銀合金線，拉絲過程中使線材變形率為6%。
[0013]實(shí)施例二:
本實(shí)施例微細(xì)銅銀合金線制造方法如下:
(I) Cu/Ag合金坯料的冶煉與連鑄:
a.制造銅銀中間合金，分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銀放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至SXKT1Pa以上，開始升溫，待溫度升至700°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純Ar2至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1200°C，待合金完全溶解后，開始在Cu/Ag合金液中充入Ar2攪拌15分鐘，將合金熔體冷卻，得到Cu/Ag合金中間合金；
b.在真空冶煉爐中將Cu、Cu-Ag中間合金按下述比例稱量計(jì)算后，其中銅(Cu)為94%；銀(Ag)為6%，混合加入到真空冶煉爐中，抽真空至I X 1-1Pa,開始升溫，待溫度升至700°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純Ar2至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1200°C，待合金完全溶解后，開始在Cu/Ag合金液中充入Ar2攪拌25分鐘，將合金熔體冷卻，得到Cu/Ag合金坯料；
c.將Cu/Ag合金坯料加入到真空熔煉惰性氣體保護(hù)連鑄機(jī)坩堝中，抽真空至5X10_2Pa，開始升溫，待溫度升至700°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純Ar2至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1180°C，待合金完全溶解，精煉靜置25分鐘后，開始連鑄直徑12_銅銀合金桿。連鑄機(jī)結(jié)晶器冷卻采用銅制水冷結(jié)晶器冷卻裝置，冷卻速率TC/秒；銅銀合金桿牽引采用間歇式牽引，牽引速度為40_/分鐘，牽引/停止時(shí)間均為0.2秒。
[0014](2)銅銀合金桿的拉制:
將上述直徑12mm的銅銀合金桿經(jīng)過拉絲機(jī)拉制成直徑為1.5mm的銅銀合金線；拉絲過程中，直徑大于等于4mm時(shí)使線材的變形率為9%，在線材的直徑小于4mm時(shí)使線材的變形率為16% ;線材直徑大于等于4mm的拉絲速度為12m/分鐘，線材直徑小于4mm的拉絲速度為40m/分鐘。
[0015](3) Cu/Ag合金線的中間熱處理:
將直徑1.5mm的Cu/Ag合金線進(jìn)行中間熱處理，真空爐真空度為5X 10_2Pa，升溫速度為1.2V /秒，熱處理溫度為500°C，熱處理時(shí)間為5小時(shí)，隨爐冷卻后進(jìn)一步拉絲。
[0016](4)將經(jīng)過中間熱處理的銅銀合金線經(jīng)中拉機(jī)拉制成直徑0.15mm的銅銀合金線，拉絲過程中使線材變形率為9%，拉絲速度為450m/分鐘；將直徑為0.15mm的銅銀合金線經(jīng)過細(xì)拉機(jī)連續(xù)拉拔成直徑為0.055mm細(xì)線，再在微拉機(jī)上通過多道拉拔，最終獲得直徑0.018mm微細(xì)銅銀合金線，拉絲過程中線材形變率為7%。
[0017]實(shí)施例三:
本實(shí)施例微細(xì)銅銀合金線制造方法如下:
(I)Cu/Ag合金坯料的冶煉與連鑄:
a.制造銅銀中間合金，分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銀放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至5X10_2Pa，開始升溫，待溫度升至800°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純N2至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1250°C，待合金完全溶解后，開始在Cu/Ag合金液中充入N2攪拌15分鐘，將合金熔體冷卻，得到Cu/Ag合金中間合金；
b.在真空冶煉爐中將Cu、Cu-Ag中間合金按下述比例稱量計(jì)算后，其中銅(Cu)為90%；銀(Ag)為10%，混合加入到真空冶煉爐中，抽真空至IXKT1Pa以上，開始升溫，待溫度升至750°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純N2至5父13Pa;然后繼續(xù)升溫至1250°C，待合金完全溶解后，開始在Cu/Ag合金液中充入N2攪拌30分鐘，將合金熔體冷卻，得到Cu/Ag合金坯料；
c.將Cu/Ag合金坯料加入到真空熔煉惰性氣體保護(hù)連鑄機(jī)坩堝中，抽真空至5X 10_2Pa以上，開始升溫，待溫度升至800°C后，停止抽真空并向真空爐中充入純N2至5X 13Pa ;然后繼續(xù)升溫至1250°C，待合金完全溶解，精煉靜置35分鐘后，開始連鑄直徑1mm銅銀合金桿。連鑄機(jī)結(jié)晶器冷卻采用銅制水冷結(jié)晶器冷卻裝置，冷卻速率8°C /秒；銅銀合金桿牽引采用間歇式牽引，牽引速度為300mm/分鐘，牽引/停止時(shí)間均為0.5秒。
[0018](2)銅銀合金桿的大拉、中拉:
將上述直徑1mm的銅銀合金桿經(jīng)過拉絲機(jī)拉制成直徑為1.2mm的銅銀合金線；拉絲過程中，直徑大于等于4mm時(shí)使線材的變形率為12%，在線材的直徑小于4mm時(shí)使線材的變形率為20% ;線材直徑大于等于4mm的拉絲速度為20m/分鐘，線材直徑小于4mm的拉絲速度為50m/分鐘。
[0019](3) Cu/Ag合金線的中間熱處理:
將直徑1.2mm的Cu/Ag合金線進(jìn)行中間熱處理，真空爐真空度為8X 10_2Pa，升溫速度為2°C /秒，熱處理溫度為550°C，熱處理時(shí)間為10小時(shí)，隨爐冷卻后進(jìn)一步拉絲。
[0020](4)將經(jīng)過中間熱處理的銅銀合金線經(jīng)中拉機(jī)拉制成直徑0.25mm的銅銀合金線，拉絲過程中使線材變形率為12%，拉絲速度為450m/分鐘；將直徑為0.25mm的銅銀合金線經(jīng)過細(xì)拉機(jī)連續(xù)拉拔成直徑為0.065mm細(xì)線，再在微拉機(jī)上通過多道拉拔，最終獲得直徑0.015mm微細(xì)銅銀合金線，拉絲過程中線材形變率為8%。
【權(quán)利要求】
1.一種微細(xì)銅銀合金線的制造方法，其特征在于包括以下步驟: (1)銅銀合金坯料的冶煉與連鑄: 制造銅銀中間合金，分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的銀放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至5X10—以上，開始升溫，待溫度升至600-8001后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入隊(duì)或惰性氣體至5乂 103？3 ；然后繼續(xù)升溫至1150-12501，待銅和銀完全溶解后，開始在銅銀合金液中充入惰性氣體并攪拌15-20分鐘，將合金熔體冷卻，得到銅銀中間合金； 匕將銅和銅銀中間合金按銅(￠11)為80%-99%，銀(?)為20%-1%的質(zhì)量比例稱量計(jì)算后，混合加入到真空冶煉爐坩堝中，抽真空至以上，開始升溫，待溫度升至600-8001后，停止抽真空并向真空爐中充入隊(duì)或惰性氣體至5\103？3 ；然后繼續(xù)升溫至1150-12501，待銅和銅銀中間合金完全溶解后，開始在銅銀合金液中充入惰性氣體并攪拌20-30分鐘，將合金熔體冷卻，得到銅銀合金坯料； 0.將銅銀合金坯料加入到真空熔煉惰性氣體保護(hù)連鑄機(jī)坩堝中，抽真空至〖X 10—$￡1以上，開始升溫，待溫度升至600-8001后，停止抽真空并向真空熔煉惰性氣體保護(hù)連鑄機(jī)的真空爐中充入凡或惰性氣體至〖X 103？3 ；然后繼續(xù)升溫至1150-12501，待合金完全溶解，精煉靜置25-35分鐘后，開始連鑄直徑8-12.銅銀合金桿； (2)銅銀合金桿的拉制: 將上述直徑8-12！?。。。?！的銅銀合金桿經(jīng)過拉絲機(jī)拉制成直徑為1.0-1.的銅銀合金線；拉絲過程中，在銅銀合金線的直徑大于等于如!!!時(shí)使線材的變形率為8-12%，在銅銀合金線的直徑小于4皿時(shí)使線材的變形率為15-20% ； (3)銅銀合金線的中間熱處理: 將直徑1.0-1.5111111的銅銀合金線在真空爐中進(jìn)行中間熱處理，真空爐真空度高于5 X 10-?，升溫速度為1-21 /秒，熱處理溫度為450-5501，熱處理時(shí)間為1-10小時(shí)，隨爐冷卻后進(jìn)一步拉絲； (4)將經(jīng)過中間熱處理的銅銀合金線經(jīng)中拉機(jī)拉制成直徑0.1-0.25^的銅銀合金線，拉絲過程中使銅銀合金線變形率為8%-12% ；將直徑為0.1-0.25111111的銅銀合金線經(jīng)過細(xì)拉機(jī)連續(xù)拉拔成直徑為0.05-0.065！11111細(xì)線，再在微拉機(jī)上通過多道拉拔，最終獲得直徑0.010-0.020臟微細(xì)銅銀合金線，拉絲過程中使線材變形率為6%-8%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)銅銀合金線的制造方法，其特征在于:所述連鑄機(jī)結(jié)晶器冷卻采用銅制水冷結(jié)晶器冷卻裝置，冷卻速率高于51 /秒；銅銀合金桿牽引采用間歇式牽引，牽引速度為50-300臟/分鐘，牽引與停止時(shí)間為0.1-1秒，且牽引與停止時(shí)間相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)銅銀合金線的制造方法，其特征在于:所述銅銀合金桿大拉、中拉過程中，線材直徑大于等于4111111時(shí)的拉絲速度為10-20111/分鐘，線材直徑小于4111111時(shí)的拉絲速度不高于500/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)銅銀合金線的制造方法，其特征在于:所述銅銀合金線的直徑大于等于0.1-0.25臟時(shí)的拉絲速度為不高于500111/分鐘。
【文檔編號(hào)】B21C37/04GK104353696SQ201410530014
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】曹軍, 范俊玲, 徐燕, 呂長(zhǎng)春, 李科 申請(qǐng)人:河南優(yōu)克電子材料有限公司, 焦作大學(xué), 河南理工大學(xué)