[发明专利]一种高强高导铜合金导线材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强高导铜合金导线材料及其制备方法，由以下质量百分比的组分组成：Ni：0.2wt％‑0.6wt％，Fe：0.1wt％‑0.4wt％，Mg：0.07wt％‑0.17wt％，Ca：0.10wt％‑0.15wt％，Ag：0.01wt％‑0.09wt％，La：0.1wt％‑0.3wt％，P：0.01wt％‑0.03wt％，Sn：0.01wt％‑0.03wt％，Ti：0.1wt％‑0.5wt％，余量为Cu。本发明通过Ni的固溶强化、微合金化细化组织和第二相，从而获得综合性能优异的高强耐蚀Cu‑Ni系合金线材。

技术领域

本发明涉及有色金属技术领域，尤其是涉及一种高强高导铜合金导线材料及其制备方法。

背景技术

随着21世纪现代工业的飞速发展，对高强度、高硬度、耐热、导电、导热铜合金的需求越来越迫切。这类合金广泛应用于引线框架材料、高速电力机车架空导线、发电机组等。目前要求该类材料在满足其使用强度的前提下，尽量提高材料的电导率。但铜的高强度和高导电性是一对矛盾。影响导电率的关键因素是杂质散射，为了获得最大的电导率，就必须减少杂质散射。但是现有的强化方法都会产生杂质散射，从而又会降低铜合金的导电性能。

高强高导电铜基合金导线具有优良的综合性能，在这些铜基合金中，铍铜属析出硬化型合金，经固溶和时效热处理后，因具有良好的导电性、导热性、高强度、高硬度、高弹性、耐蚀性、耐磨性、抗疲劳性、铸锻性、非发火性、非磁性等诸多的优良性能，而使得其应用领域十分广阔。但铍具有较强的毒性，长期接触铍及其化合物可致急、慢性铍病，接触性皮炎和皮肤溃疡，且可使动物及人体致癌；且Cu-Be合金生产工艺复杂，很容易造成铸造缺陷。基于近年来的绿色环保和降低成本要求，亟需寻找一种能够替代Cu-Be合金的新型铜合金。另外，在材料设计时还需考虑到环境保护、资源储量与价格因素，尽量避免选择对人体或环境有毒有害的元素和稀缺昂贵的元素。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种高强高导铜合金导线材料及其制备方法，用以替代铍铜合金，通过Ni的固溶强化、微合金化细化组织和第二相，从而获得综合性能优异的高强耐蚀Cu-Ni系合金线材。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强高导铜合金导线材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：Ni：0.2wt％-0.6wt％，Fe：0.1wt％-0.4wt％，Mg：0.07wt％-0.17wt％，Ca：0.10wt％-0.15wt％，Ag：0.01wt％-0.09wt％，La：0.1wt％-0.3wt％，P：0.01wt％-0.03wt％，Sn：0.01wt％-0.03wt％，Ti：0.1wt％-0.5wt％，余量为Cu。

优选的，由以下质量百分比的组分组成：Ni：0.2wt％，Fe：0.25wt％，Mg：0.1wt％，Ca：0.1wt％，Ag：0.05wt％，La：0.2wt％，P：0.02wt％，Sn：0.02wt％，Ti：0.3wt％，其余为Cu和不可避免的杂质。

优选的，Ni：0.3wt％，Fe：0.4wt％，Mg：0.17wt％，Ca：0.15wt％，Ag：0.09wt％，La：0.3wt％，P：0.03wt％，Sn：0.03wt％，Ti：0.5wt％，其余为Cu和不可避免的杂质。

优选的，所述Ni的质量百分比为：Ni：0.4wt％-0.6wt％。

优选的，包括如下步骤：

步骤1，按各组分的质量百分比配备各原料，将配备好的Ni、Fe、Ca、Ag、La、P、Ti及Cu加入真空熔炼炉中，抽真空后通入氩气，将配备好的锡加入真空熔炼炉，随后通入电流升温至280-320℃保温；然后将镁加入真空熔炼炉后，通入电流升温至750-800℃保温；然后继续升温至1150-1250℃将各原料熔化均匀，并浇铸得到铸锭；

步骤2，对铸锭铣面后进行均匀化处理，均匀化处理温度为840℃-850℃，控制时间为10-12小时，随后炉冷至室温；