本發(fā)明涉及合金線材制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種銅合金線材及其制備方法。

背景技術(shù)：

由于銅合金具有較多優(yōu)良的性能，因而在國民經(jīng)濟(jì)的有著廣泛的的用途，如機(jī)械、電子、汽車、電力、通信、交通和輕工部門銅線材的消費(fèi)量都很大。銅合金線材按照合金牌號分為黃銅線、青銅線和白銅線。近年來，銅合金線的合金品種增加很快，青銅、白銅和特殊合金線的利用空間遠(yuǎn)高于普通的黃銅線，已成為線材發(fā)展的熱點(diǎn)。銅合金線的主要品種有條帽鉛黃銅線、接插線用青銅線、圓珠筆芯線、鏡架線、保護(hù)氣體焊絲、銅磷焊絲和銅銀焊絲等，廣泛應(yīng)用于it產(chǎn)業(yè)、汽車、機(jī)械、電氣、服裝、裝飾、五金、航空航天等諸多領(lǐng)域。

目前世界上銅合金線材市場需求的增長速度，高于板帶、管棒等銅材品種。銅合金線材占銅線材比例為5-6%，占銅加工材的比例為2-3%。

以往，我國作為輸電線用的電線主要成分是銅?，F(xiàn)在輸電線路上用的普通鋼芯銅導(dǎo)線、銅包鋼芯導(dǎo)線、耐熱銅導(dǎo)線和高強(qiáng)銅導(dǎo)線等等。但現(xiàn)有的銅合金線材存在導(dǎo)電率不高、強(qiáng)度不高、不耐熱、不同環(huán)境中導(dǎo)電率差異大、線耗高等一系列問題。為了改善此現(xiàn)象，研發(fā)出一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電率性能優(yōu)良銅合金線材刻不容緩，不僅能減少對能源的消耗，還能降低生產(chǎn)成本，對推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種銅合金線材及其制備方法，該種銅合金線材強(qiáng)度高、導(dǎo)電性優(yōu)良、抗腐蝕性強(qiáng)，經(jīng)久耐用。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種銅合金線材，由以下重量百分?jǐn)?shù)的成分組成：硅0.8-1.2%、鎂0.8-1.0%、鋅0.6-0.8%、鉀0.3-0.7%、鉻0.4-0.5%、錳0.3-0.4%、釔0.28-0.32%、鈧0.17-0.21%、釤0.11-0.13%、鉭0.10-0.12%、鈷0.09-0.11%、銥0.07-0.09%、鋯0.08-0.1%、鉑0.06-0.1%，剩余量為銅和不可避免的非金屬雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述銅合金線材由以下重量百分?jǐn)?shù)的成分組成：硅1.0%、鎂0.9%、鋅0.7%、鉀0.5%、鉻0.45%、錳0.35%、釔0.3%、鈧0.19%、釤0.12%、鉭0.11%、鈷0.1%、銥0.08%、鋯0.09%、鉑0.08%，剩余量為銅和不可避免的非金屬雜質(zhì)，且所述非金屬雜質(zhì)所含重量百分?jǐn)?shù)≤0.05%。

本發(fā)明的一種銅合金線材的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將上述原料成份分ⅰ、ⅱ、ⅲ階段置于充滿稀有氣體的熔煉爐中進(jìn)行熔煉合金；

ⅰ階段：將所述銅、鋅、鎂、鉻置于所述熔煉爐熔煉合金，熔煉溫度為760-840℃，熔煉時(shí)間為30-40min；

ⅱ階段：再將硅、鉀、錳置于所述熔煉爐中熔煉合金，熔煉溫度為720-800℃，熔煉時(shí)間為40-60min；

ⅲ階段：最后將所述釔、鈧、釤、鉭、鈷、銥、鋯、鉑置于所述熔煉爐中熔煉合金，熔煉溫度為720-780℃，熔煉時(shí)間為1-2h；

（2）待熔煉結(jié)束充分?jǐn)嚢柚寥矍?，靜置1-2h后進(jìn)行扒渣，得銅合金熔煉液；

（3）將所述銅合金熔煉液用精煉劑進(jìn)行精煉，得銅合金精煉液；

（4）將所述銅合金精煉液澆鑄成直徑為75-95mm的銅合金棒材；

（5）鑄造后對所述銅合金棒材進(jìn)行均勻化退火處理；

（6）將均勻化退火處理后的所述銅合金棒材放入擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓處理，制得線材毛料；

（7）將制得的線材毛料在溫度為380-460℃條件下保溫1-2小時(shí)，再以≤25℃/h的降溫速度冷卻至260℃以下，然后在氬氣的保護(hù)下，出爐空冷至室溫，之后進(jìn)行毛料的第一次拉拔，拉伸直徑為6-10mm，再將第一次拉拔的線材進(jìn)行中間退火處理，退火溫度為360-440℃，保溫時(shí)間為1-2小時(shí)，再以≤25℃/h的降溫速度冷卻至240℃以下，然后在氬氣的保護(hù)下，出爐空冷至室溫，再將線材進(jìn)行第二次拉伸，拉伸至直徑為1-3mm；

（8）最后通過對兩次拉拔后的銅合金線材進(jìn)行清洗、剪切、矯直、檢驗(yàn)以及包裝，便制得本發(fā)明的銅合金線材成品。

優(yōu)選地，所述稀有氣體為氮?dú)饣蛘邭鍤狻?/p>

優(yōu)選地，所述精煉劑為螢石、碳酸鈣和冰晶石的混合物。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述精煉溫度為780-860℃，精煉時(shí)間為20-30min。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述澆鑄溫度為720-780℃、鑄造速度為90-120mm/min、冷卻水溫度為15-25℃、冷卻水強(qiáng)度為0.11-0.13mpa。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述均勻化退火處理的溫度設(shè)定為420-480℃，保溫時(shí)間為1-2小時(shí)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述擠壓處理的壓力為670-830mpa，溫度為380-460℃。

本發(fā)明的銅合金線材與現(xiàn)有的銅合金線材相比，具有更高強(qiáng)度和更優(yōu)良導(dǎo)電性能，經(jīng)科研部長期實(shí)驗(yàn)測得其抗拉強(qiáng)度達(dá)到551mpa，導(dǎo)電率可達(dá)到85.3％iacs，其耐熱久性能可在260℃狀態(tài)下正常工作2年以上，且抗腐蝕性能強(qiáng)、經(jīng)久耐用，并且其制備方法簡便，適宜推廣應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例１

一、線材成分

一種銅合金線材，由以下重量百分?jǐn)?shù)的成分組成：硅0.8%、鎂0.8%、鋅0.6%、鉀0.3%、鉻0.4%、錳0.3%、釔0.28%、鈧0.17%、釤0.11%、鉭0.10%、鈷0.09%、銥0.07%、鋯0.08%、鉑0.06%，剩余量為銅和不可避免的非金屬雜質(zhì)，且所述非金屬雜質(zhì)所含重量百分?jǐn)?shù)≤0.05%。

二、制備方法

按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將上述原料成份分ⅰ、ⅱ、ⅲ階段置于充滿氮?dú)獾娜蹮挔t中進(jìn)行熔煉合金；

ⅰ階段：將所述銅、鋅、鎂、鉻置于所述熔煉爐熔煉合金，熔煉溫度為760℃，熔煉時(shí)間為40min；

ⅱ階段：再將硅、鉀、錳置于所述熔煉爐中熔煉合金，熔煉溫度為720℃，熔煉時(shí)間為60min；

ⅲ階段：最后將所述釔、鈧、釤、鉭、鈷、銥、鋯、鉑置于所述熔煉爐中熔煉合金，熔煉溫度為720℃，熔煉時(shí)間為2h；

（2）待熔煉結(jié)束充分?jǐn)嚢柚寥矍?，靜置1h后進(jìn)行扒渣，得銅合金熔煉液；

（3）將所述銅合金熔煉液用精煉劑進(jìn)行精煉，得銅合金精煉液，其中，所述精煉劑為螢石、碳酸鈣和冰晶石的混合物，所述精煉溫度為780℃，精煉時(shí)間為30min；

（4）將所述銅合金精煉液澆鑄成直徑為75mm的銅合金棒材，其中，所述澆鑄溫度為720℃、鑄造速度為90mm/min、冷卻水溫度為15℃、冷卻水強(qiáng)度為0.11mpa；

（5）鑄造后對所述銅合金棒材進(jìn)行均勻化退火處理，其中，所述均勻化退火處理的溫度設(shè)定為420℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)；

（6）將均勻化退火處理后的所述銅合金棒材放入擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓處理，制得線材毛料，其中，所述擠壓處理的壓力為670mpa，溫度為380℃；

（7）將制得的線材毛料在溫度為380℃條件下保溫2小時(shí)，再以≤25℃/h的降溫速度冷卻至260℃以下，然后在氬氣的保護(hù)下，出爐空冷至室溫，之后進(jìn)行毛料的第一次拉拔，拉伸直徑為6mm，再將第一次拉拔的線材進(jìn)行中間退火處理，退火溫度為360℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，再以≤25℃/h的降溫速度冷卻至240℃以下，然后在氬氣的保護(hù)下，出爐空冷至室溫，再將線材進(jìn)行第二次拉伸，拉伸至直徑為1mm；

（8）最后通過對兩次拉拔后的銅合金線材進(jìn)行清洗、剪切、矯直、檢驗(yàn)以及包裝，便制得本發(fā)明的銅合金線材成品。

三、性能檢測：抗拉強(qiáng)度達(dá)到540mpa，導(dǎo)電率可達(dá)到82.8％iacs，其耐熱久性能可在260℃狀態(tài)下正常工作2年以上。

實(shí)施例2

一、線材成分

一種銅合金線材，由以下重量百分?jǐn)?shù)的成分組成：硅1.0%、鎂0.9%、鋅0.7%、鉀0.5%、鉻0.45%、錳0.35%、釔0.3%、鈧0.19%、釤0.12%、鉭0.11%、鈷0.1%、銥0.08%、鋯0.09%、鉑0.08%，剩余量為銅和不可避免的非金屬雜質(zhì)，且所述非金屬雜質(zhì)所含重量百分?jǐn)?shù)≤0.05%。

二、制備方法

按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將上述原料成份分ⅰ、ⅱ、ⅲ階段置于充滿氬氣的熔煉爐中進(jìn)行熔煉合金；

ⅰ階段：將所述銅、鋅、鎂、鉻置于所述熔煉爐熔煉合金，熔煉溫度為800℃，熔煉時(shí)間為35min；

ⅱ階段：再將硅、鉀、錳置于所述熔煉爐中熔煉合金，熔煉溫度為760℃，熔煉時(shí)間為50min；

ⅲ階段：最后將所述釔、鈧、釤、鉭、鈷、銥、鋯、鉑置于所述熔煉爐中熔煉合金，熔煉溫度為750℃，熔煉時(shí)間為1.5h；

（2）待熔煉結(jié)束充分?jǐn)嚢柚寥矍?，靜置1.5h后進(jìn)行扒渣，得銅合金熔煉液；

（3）將所述銅合金熔煉液用精煉劑進(jìn)行精煉，得銅合金精煉液，其中，所述精煉劑為螢石、碳酸鈣和冰晶石的混合物，所述精煉溫度為820℃，精煉時(shí)間為25min；

（4）將所述銅合金精煉液澆鑄成直徑為85mm的銅合金棒材，其中，所述澆鑄溫度為750℃、鑄造速度為110mm/min、冷卻水溫度為20℃、冷卻水強(qiáng)度為0.12mpa；

（5）鑄造后對所述銅合金棒材進(jìn)行均勻化退火處理，其中，所述均勻化退火處理的溫度設(shè)定為450℃，保溫時(shí)間為1.5小時(shí)；

（6）將均勻化退火處理后的所述銅合金棒材放入擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓處理，制得線材毛料，其中，所述擠壓處理的壓力為750mpa，溫度為420℃；

（7）將制得的線材毛料在溫度為420℃條件下保溫1.5小時(shí)，再以≤25℃/h的降溫速度冷卻至260℃以下，然后在氬氣的保護(hù)下，出爐空冷至室溫，之后進(jìn)行毛料的第一次拉拔，拉伸直徑為8mm，再將第一次拉拔的線材進(jìn)行中間退火處理，退火溫度為400℃，保溫時(shí)間為1.5小時(shí)，再以≤25℃/h的降溫速度冷卻至240℃以下，然后在氬氣的保護(hù)下，出爐空冷至室溫，再將線材進(jìn)行第二次拉伸，拉伸至直徑為2mm；

（8）最后通過對兩次拉拔后的銅合金線材進(jìn)行清洗、剪切、矯直、檢驗(yàn)以及包裝，便制得本發(fā)明的銅合金線材成品。

三、性能檢測：抗拉強(qiáng)度達(dá)到551mpa，導(dǎo)電率可達(dá)到85.3％iacs，其耐熱久性能可在260℃狀態(tài)下正常工作2年以上。

實(shí)施例3

一、線材成分

一種銅合金線材，由以下重量百分?jǐn)?shù)的成分組成：硅1.2%、鎂1.0%、鋅0.8%、鉀0.7%、鉻0.5%、錳0.4%、釔0.32%、鈧0.21%、釤0.13%、鉭0.12%、鈷0.11%、銥0.09%、鋯0.1%、鉑0.1%，剩余量為銅和不可避免的非金屬雜質(zhì)，且所述非金屬雜質(zhì)所含重量百分?jǐn)?shù)≤0.05%。

二、制備方法

按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將上述原料成份分ⅰ、ⅱ、ⅲ階段置于充滿氬氣的熔煉爐中進(jìn)行熔煉合金；

ⅰ階段：將所述銅、鋅、鎂、鉻置于所述熔煉爐熔煉合金，熔煉溫度為840℃，熔煉時(shí)間為30min；

ⅱ階段：再將硅、鉀、錳置于所述熔煉爐中熔煉合金，熔煉溫度為800℃，熔煉時(shí)間為40min；

ⅲ階段：最后將所述釔、鈧、釤、鉭、鈷、銥、鋯、鉑置于所述熔煉爐中熔煉合金，熔煉溫度為780℃，熔煉時(shí)間為1h；

（2）待熔煉結(jié)束充分?jǐn)嚢柚寥矍澹o置2h后進(jìn)行扒渣，得銅合金熔煉液；

（3）將所述銅合金熔煉液用精煉劑進(jìn)行精煉，得銅合金精煉液，其中，所述精煉劑為螢石、碳酸鈣和冰晶石的混合物，所述精煉溫度為860℃，精煉時(shí)間為20min；

（4）將所述銅合金精煉液澆鑄成直徑為95mm的銅合金棒材，其中，所述澆鑄溫度為780℃、鑄造速度為120mm/min、冷卻水溫度為25℃、冷卻水強(qiáng)度為0.13mpa；

（5）鑄造后對所述銅合金棒材進(jìn)行均勻化退火處理，其中，所述均勻化退火處理的溫度設(shè)定為480℃，保溫時(shí)間為1小時(shí)；

（6）將均勻化退火處理后的所述銅合金棒材放入擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓處理，制得線材毛料，其中，所述擠壓處理的壓力為830mpa，溫度為460℃；

（7）將制得的線材毛料在溫度為460℃條件下保溫1小時(shí)，再以≤25℃/h的降溫速度冷卻至260℃以下，然后在氬氣的保護(hù)下，出爐空冷至室溫，之后進(jìn)行毛料的第一次拉拔，拉伸直徑為10mm，再將第一次拉拔的線材進(jìn)行中間退火處理，退火溫度為440℃，保溫時(shí)間為1小時(shí)，再以≤25℃/h的降溫速度冷卻至240℃以下，然后在氬氣的保護(hù)下，出爐空冷至室溫，再將線材進(jìn)行第二次拉伸，拉伸至直徑為3mm；

（8）最后通過對兩次拉拔后的銅合金線材進(jìn)行清洗、剪切、矯直、檢驗(yàn)以及包裝，便制得本發(fā)明的銅合金線材成品。

三、性能檢測：抗拉強(qiáng)度達(dá)到538mpa，導(dǎo)電率可達(dá)到64.1％iacs，其耐熱久性能可在260℃狀態(tài)下正常工作2年以上。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。