[发明专利]一种传输用高导电耐弯曲铜合金线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电线电缆导体材料领域，主要涉及一种传输用高导电耐弯曲铜合金线的制造方法。

背景技术

随着电子器件高性能、多功能、小型化、便携式发展的趋势，对于连接线缆的要求不断提升，其中包括：连接线缆具有高强度和高导电性，连接线缆具有一定的耐弯曲寿命等，这就使得以普通铜线作为导体的电子线缆不能够满足高性能电子器件发展的要求，目前应用于电子线缆的铜合金线存在以下两个方面的问题：1.普通高强度铜合金线强度和导电率难以同时满足要求，部分铜合金线强度可以满足使用要求，但其导电率过低，而高导电率铜合金线其强度不足；2.普通铜合金线的耐弯曲次数不足，降低了连接线缆寿命；3.铜合金线性能一致性较差，导致连接线缆成品率较低。因此开发高强度高导电铜合金线及其制造方法，获得高性能、高一致性铜合金线是高性能电线电缆加工过程中亟待解决的问题。本发明提出了Cu-Co/P/Cr/Ag/Ce多元合金元素强化、真空熔炼制备高强度高导电铜合金线，这主要因为：Co元素能微量固熔于铜中，阻碍铜在加热过程中的晶粒长大，延缓固溶体过早分解、抑制晶界反应、避免晶界时效组织不均匀性，能和其它元素生成化合物而提高合金的强度和高温性能，稳定铜合金材料的耐热能力，由于是固溶强化，并不显著降低合金线的导电率。Cr元素是提高材料的抗氧化元素，也是强烈提高材料的高温强度、硬度和耐磨性的元素。Cr能少量固溶于铜中起到强化作用，形成CuCr相，随着Cr元素的不断增加，材料的耐弯曲性能显著提高，硬度和强度也随着增加，具有固熔强化效应。但铜合金材料中的含Cr量不能太高，否则会发生塑性和延伸率降低，易铸造尤其在锻造过程产生裂纹缺陷，此外，过高的Cr含量会明显降低合金线导电率。合金中添加In元素，溶质原子In溶入铜基体中形成置换固溶体，由于In的原子半径与Cu的半径不同，从而引起点阵畸变，In原子在位错周围偏聚形成柯氏气团使晶体的弹性应变能降低，此时，要使位错移动需要更大的应力，因而提高了铜的强度。合金中添加稀土Ce和La元素，Ce和La在Cu中的溶解度很小，对合金的相变、显微组织有明显的影响，改变合金中的化合物、相组成物和析出物的形态分布、大小、数量和结构等，从而提高铜合金的强度和导电率。再一点，由于Ce和La在铜中存在晶界偏聚，增加位错密度和畸变从而对晶界强度有明显的强化作用。Ce和La在铜合金中可以细化晶粒，并与铜合金中的P化合生成高熔点化合物，这些化合物在熔体中悬浮和弥散分布，从而提高铜及其合金的塑性和强度，减少表面裂纹和缺陷。上述多元合金可以较好的提高铜合金线的强度和耐弯曲性能，同时对导电率的影响较低。

此外，现有的合金材料制备多采用非真空横引式连续铸造机，而这类连续铸造机都存在下面缺点：1.由于其为非真空系统，不能熔炼易氧化金属，并且其开放式的熔炼系统，会造成金属或合金熔炼过程的氧化和污染，不能确保合金组份稳定，并且降低了石墨结晶器寿命；2.非真空连续铸造机搅拌过程多为机械搅拌，搅拌过程中由于金属液体飞溅易对操作工人造成伤害；3.非真空连续铸造机在添加合金元素时容易造成合金元素烧损，无法保证合金材料组份均匀性；4.非真空连续铸造机易造成铸杆晶粒尺寸粗大不均匀及缩孔、缩松铸造缺陷。上述问题严重影响了合金线材坯料的致密性和均匀性，使合金坯料无法满足高一致性加工需要，采用真空熔炼电磁搅拌合金连铸机可以有效避免非真空连铸机的缺点，同时增加了电磁搅拌功能，使得合金组份均匀，保证了线材的一致性。。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传输用高导电耐弯曲铜合金线及其制备方法，其具有高导电率和优秀的耐弯曲性能。