[发明专利]一种高强度高导电铜银合金线材的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度高导电铜银合金线材的制备方法，该合金主要由0.2‑8.0 wt.%Ag，杂质总量不大于0.1%，余量为Cu。其制备方法的步骤为：真空熔炼—真空连续铸造—时效——多道次拉拔。通过本工艺能很好地控制合金中固溶Ag原子的含量，同时析出纳米Ag，提高合金的位错密度，使合金获得最大的析出强化和位错强化效果。本发明的制备方法较传统先固溶再时效的方法，不仅保证了Cu‑Ag合金的力学性能的同时，还能获得更高的导电性能，制得的铜银合金线力学性能和导电性能得到了良好的匹配，缩短了工艺流程、降低了生产成本。

技术领域

本发明属于有色金属加工领域，具体涉及一种高强度高导电铜银合金线材的制备方法。

背景技术

随着信息化、智能化社会的发展，电磁线在电子、医疗产品领域的需求越来越大。Cu合金有很高的导电率和延伸率，但是强度太低无法满足绕组线圈及拉丝过程中的质量要求。微合金化是合金强化的重要方式，向Cu合金添加Ag可以大幅提高合金的强度，同时保留合金的高导电率。由于运用于强磁场、强磁体的线圈材料，在使用过程中需要承受很强的洛仑磁力，因此要求电磁线必须拥有很高的抗拉强度。而为了避免产生大量的焦耳热，同时电磁线材料导电率必须大于60%IACS。目前Cu-Ag合金线与其他材料相比具有更加的强度和导电率的匹配关系，是一种运用较为广泛的电磁线材料。然而，为了获得高的强度，目前对性能要求高的电磁线使用的都是银含量＞8wt.%的Cu-Ag合金，甚至银含量更高的Cu-Ag复合材料，其主要就是为了在Cu-Ag合金中获得大量Ag相，在配以大的变形量，从而使Ag相形成细小的Ag纤维，形成一种双相复合强化效果，以获得大的合金强度。而当Ag含量低于8wt.%时，合金中的Ag相非常少，变形后不足以形成复合强化的效果，合金强度无法满足电磁线高强度的使用要求。而且Ag价格昂贵，导致高性能Cu-Ag电磁线的生产成本非常高。

在传统的Cu-Ag合金线材生产过程中，为了获得析出强化和纤维强化的双重强化效果，必须先在700℃-720℃保温均匀化后进行固溶处理。而后，在拉拔过程中，为了提高线材的可拉性和获得时效析出强化效果，再进行450℃时效处理，即其工艺流程为：铸态—均匀化—固溶—拉拔—时效—拉拔。这种工艺存在以下三个不足：①固溶处理会导致基体中获得大量的固溶Ag原子，而且后期时效过程中并不能完全把固溶原子析出。因而，固溶处理导致的Ag原子固溶原子大量剩余，将恶化后期Cu-Ag合金线材导电率。②在拉拔过程中为了提高线材的可拉相和提高合金的时效析出强化效果而进行的时效处理，并不能完全将固溶处理的固溶Ag原子析出，导致时效后合金仍有较高的固溶度，在后期大变形过程中容易导致合金形变储能升高从而发生再结晶，不利于合金线材强度的提升。③在拉拔变形后再进行时效处理，会导致形变储能大的Cu-Ag合金发生部分的回复和再结晶，从而造成合金线材强度的降低，影响了线材的最终性能。

因此，为了实现高强度、高导电率的Cu-Ag合金高效、规模化生产，本专利开发了一种低Ag含量的Cu-Ag合金线材的制备工艺及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种低Ag含量的Cu-Ag合金线材的制备工艺及方法，该方法能有效降低Ag含量，并获得高Ag含量Cu-Ag合金的抗拉强度，且导电率更高；该方法能在保证合金性能的前提下，降低Ag含量，降低生产成本；该方法使Cu-Ag合金线材的制备工艺流程更短，节能降耗。具体技术方案为：

一种高强度高导电铜银合金线材的制备方法，所述的Cu-Ag合金的组分为：0.2-8.0wt.%的Ag，杂质总量不大于0.1%，余量为Cu；其制备方法包括如下步骤：

1）按合金配比进行配料，其中Ag采用纯银，Cu采用高纯阴极铜；将原料加入到真空连续熔炼与铸造炉内，对熔炼炉、保温炉进行抽真空到＜10^-1Pa后，充入氩气至炉内气压0.85-0.95MPa。在熔炼炉内进行熔炼，熔炼温度1130-1180℃；待完全熔化后倒入保温炉内进行保温，保温温度为1130-1180℃；

2）通过水平连续铸造设备牵引、制备得到Cu-Ag合金杆坯，牵引温度为1130-1180℃；