[发明专利]一种无氧铜杆的制备方法

说明书

本发明公开了一种无氧铜杆的制备方法，包括如下步骤：按重量百分含量将Mn、Pr、Sr、Sn，余量为Cu混合后，加入熔炼炉中熔融制得熔融液，在熔融液表面覆盖一层石墨鳞片；将中空结晶器直接伸熔融液内，中空结晶器采用水隔套冷却，熔融液在中空结晶器内凝结成固体，固体上端用牵伸机牵伸制成无氧杆坯；将无氧杆坯经低温冷却处理和多次拉拔制得无氧铜杆。本发明从铜杆脱氧和形变的机理出发，对无氧铜杆的原料进行合理设计，并配合适宜的制备工艺，制得无氧铜杆的含氧量低、导电性能和机械性能良好，本发明制备方法简单、高率，应用前景好。

技术领域

本发明涉及电工用铜技术领域，尤其涉及一种无氧铜杆的制备方法。

背景技术

在电工用铜技术领域中，无氧铜杆具有良好的导电、导热性能被广泛应用于电子、电工、电器件的生产和制造中。目前，国内连铸生产工艺的制得铜杆的含氧量在200PPM左右，而国际的高纯铜杆的含氧量可以达到20PPM以内，随着产业技术的不断提升，国际及国内对无氧铜杆的要求不断提升，尤其对无氧铜杆的含氧量要求不断提高，现有的连铸连轧生产的铜杆的性能指标远远达不到国际和国内的要求。另外，由于铜杆中的氧含量过高，导致铜杆机械性能和导电率降低，且在加工后的铜产品在氢气中退火会产生气泡和针孔，影响表面质量，降低耐高压性能。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种无氧铜杆的制备方法，可以制得含氧量低、导电性能和机械性能良好无氧铜杆，制备方法简单、高效。

本发明提出了一种无氧铜杆的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量百分含量将Mn 0.1-0.6wt％，Pr 0.01-0.05wt％，Sr 0.02-0.06wt％，Sn 0.002-0.006wt％，余量为Cu混合后，加入温度1250-1280℃的熔炼炉中熔融制得熔融液，在熔融液表面覆盖一层厚度为95-125mm的石墨鳞片；

S2、将中空结晶器直接伸熔融液内，中空结晶器采用水隔套冷却，熔融液在中空结晶器内凝结成固体，固体上端用牵伸机牵伸制作成无氧杆坯；

S3、将S2无氧杆坯在零下50℃至零下25℃冷却处理；

S4、将S3冷却处理的无氧杆坯在氮气保护下进行多次拉拔，并在每次拉拔后进行退火处理，制得无氧铜杆。

优选地，S1中石墨鳞片粒径为250-400目，优选为350目。

优选地，S2中固体上端牵伸制作成无氧杆坯的过程中，采用振打机对无氧杆坯振打；

优选地，S3中冷却时间和冷却温度之间遵循以下公式：t＝5+1/5(T+50)，其中，t为冷却时间，T为冷却温度。

优选地，S4中拉拔次数与无氧杆坯、无氧铜杆直径之间遵循以下公式：N＝D/10d+2，其中D为无氧杆坯的直径，d为无氧铜杆直径，N为拉拔次数，如D/10d为非整数，N根据四舍五入原则取整数。

优选地，S4中退火温度为510-560℃，退火时间1.5-3.0小时，优选退火温度为540℃，退火时间为2.0小时。

本发明提出了一种无氧铜杆的制备方法。首先，向无氧铜杆中引入合金元素Mn、Pr、Sr及Sn，Mn可以提高Cu导电性能优异，Pr可以增强Cu的抗韧性能，Sr和Sn可以提高Cu的抗氧化、耐腐蚀性能，Mn、Pr、Sr及Sn各元素间相互配合显著改善铜杆的导电性能和机械性能；其次，采用脱氧率高、污染小的上引法将熔融液隔氧冷却制得无氧杆坯，将无氧杆坯经低温、长时间致密化处理降低铜合金原子排列间距，提高铜合金致密度，进一步提高铜机械性能，最后，将无氧铜坯经多次过拉拔、退火处理制得性能优异的无氧铜杆。

本发明从铜杆脱氧和形变的机理出发，对无氧铜杆的原料进行合理设计，并配合适宜的制备工艺，制得无氧铜杆的含氧量低、导电性能和机械性能良好，本发明制备方法简单、高效，应用前景好。