[发明专利]一种镍包铜复合材料连铸工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及复合金属导电材料的生产工艺方法，尤其是一种镍包铜复合材料连铸工艺。

背景技术

目前国内铜镍复层线材生产厂家主要采用包覆焊接拉制法生产，工序多，工艺流程长，成品率低，只能做镍包铜线缆或100毫米以下的镍包铜复层线材；界面复合方式为固相结合，界面结合强度低，包覆层不均匀。而基于铜基复合材料的研究都基于小尺寸样品，然而铜合金应用都需后续轧制拉拔等加工，这使得铜基复合材料应用受到极大限制。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种镍包铜复合材料连铸工艺，以达到结合牢固、生产工艺简单、不产生废水、环保的效果。

    本发明专利提供了一种镍包铜复合材料连铸工艺，包括以下步骤：1）熔炼铜、镍；将铜、镍溶液在保温炉中保温；2）镍管成型；3）将铜溶液浇注到成型镍管中； 4）氧化清洗；5）表面处理；6）入库；尤其在于：

1）、熔炼铜：将99.7% 的铜熔化到1100℃～ 1150℃，放入保温炉内；

    熔炼镍：将工业镍熔化到1460℃～ 1500℃，放入保温炉内；

2）、镍溶液通过石墨芯子为中空状的石墨结晶器，形成镍管；

3）、在步骤2的同时，将铜溶液在旋转磁场环境下通过石墨芯子中空浇注到成型镍管中；且在水平连铸过程中，保持拉坯速度为50～60mm/min、冷却水温为20～50℃；施加旋转磁场时，交变感应线圈电流频率为18～30Hz，电流强度为100A，得到镍包铜水平连铸坯；

4）氧化清洗：将水平连铸坯进行表面氧化层清洗，用多头刷子机刷去表面氧化层；

5）、表面处理：钝化液采用铬酐 1-5g/L，硫酸20-50g/L，纳米二氧化硅0.5-2g/L，氟硼酸 5-20g/L的溶液，时间5-10min，温度20-40℃进行表面钝化处理；

6）入库：将经经处理好的镍包铜线包装入库。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：采用石墨芯子为中空结构的石墨结晶器，实现铜镍同时连续铸造，制备出界面结合良好的镍包铜棒材。该技术流程短，成本低，并可实现连续生产；连续铸造制备铜镍复合材料以降低成本，实现规模化生产大尺寸的复合材料；并将旋转磁场创造性的加入到复合材料的制备中，从而获得更加细小弥散的增强相，提高综合性能。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

上述及其它技术特征和有益效果，将结合实施例对本发明的加热炉气氛场控制系统进行详细说明。

实施例

    一种镍包铜复合材料连铸工艺，包括以下步骤：1）熔炼铜、镍；将铜、镍溶液在保温炉中保温；2）镍管成型；3）将铜溶液浇注到成型镍管中； 4）氧化清洗；5）表面处理；6）入库；尤其是，

1）、熔炼铜：将99.7% 的铜熔化到1120℃，放入保温炉内；

    熔炼镍：将工业镍熔化到1480℃，放入保温炉内；

2）、镍溶液通过石墨芯子为中空状的石墨结晶器，形成镍管；

3）、在步骤2的同时，将铜溶液在旋转磁场环境下通过石墨芯子中空浇注到成型镍管中；且在水平连铸过程中，保持拉坯速度为55mm/min、冷却水温为30℃；施加旋转磁场时，交变感应线圈电流频率为20Hz，电流强度为100A，得到镍包铜水平连铸坯；

4）氧化清洗：将水平连铸坯进行表面氧化层清洗，用多头刷子机刷去表面氧化层；

5）、表面处理：钝化液采用铬酐3g/L，硫酸30g/L，纳米二氧化硅1g/L，氟硼酸 15g/L的溶液，时间8min，温度30℃进行表面钝化处理；

6）入库：将经经处理好的镍包铜线包装入库。

    施加旋转磁场之后，铜在水平连铸上下凝固界面的结晶器内同一轴向位置，消除了因为重力作用导致下部凝固速度大于上部、最终凝固位置偏离中心线上移的现象。且旋转磁场对铜镍水平连铸坯凝固组织具有明显的细化作用，可以消除普通水平连铸坯横截面微观组织不均匀的现象。

    虽然本发明主要描述了以上实施例，但是只是作为实例来加以描述，而本发明并不限于此。本领域普通技术人员能做出多种变型和应用而不脱离实施例的实质特性。例如，对实施例详示的每个部件都可以修改和运行，与所述变型和应用相关的差异可认为包括在所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。

本说明书中所涉及的实施例，其含义是结合该实施例描述的特地特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中出现于各处的这些术语不一定都涉及同一实施例。此外，当结合任一实施例描述特定特征、结构或特性时，都认为其落入本领域普通技术人员结合其他实施例就可以实现的这些特定特征、结构或特性的范围内。