[发明专利]一种铜合金导线及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种铜合金导线及其制备方法、应用。该铜合金导线的制备方法包括下述步骤：将原料经真空熔炼、浇铸、热轧、锻造、挤压、直拉、盘拉和时效工艺，即可；其中：其原料包括：0.3‑0.5wt.%Cr，0.015‑0.05wt.%Ti，0.05‑0.15wt.%Ag，0.02‑0.05wt.%Fe，0.008‑0.01wt.%稀土元素，余量为Cu；直拉的工艺依次包括第一次拉拔、第一次中间退火、第二次拉拔、第二次中间退火、第三次拉拔、第三次中间退火、第四次拉拔和第四次中间退火；盘拉的工艺依次包括第一次盘拉、第五次中间退火和第二次盘拉。本发明中制得的铜合金导线导热、导电性能好，纯度高，在轻量化的同时保证了铜合金导线的机械性能、稳定性能、导电性能，为5G大功率传输的安全性和稳定性发展做出贡献。

技术领域

本发明涉及一种铜合金导线及其制备方法、应用。

背景技术

汽车线束是汽车电路的网络主体，也是汽车电路存在的载体。汽车线束是车辆电器元件工作的桥梁和纽带，是车辆的电力和信号传输分配的神经系统。汽车线束约占整车质量的5%，汽车线束由导线、包裹材料、接插件、卡钉、支架等零件组成，其中导线占比约为70%，导线的轻量化分析变得尤为重要。

对于信号导线，传统车型上在综合考虑导电性能、机械性能以及加工工艺等方面，会优先选择含铜量大于99.9%的纯铜，导线线径也会优先选择传统粗导线，因此纯铜导线轻量化对汽车整体轻量化至关重要。

在传统车型中，信号线大多使用横截面积为0.35mm²和0.5mm²的导线，其质量分别是4.5kg/km、6.5kg/km，而横截面积为0.13mm²的导线质量仅有2.0kg/km（0.13mm²的纯铜导线和0.13mm²的合金导线质量近似），应用0.13mm²对于信号线的质量减少可以达到55%-69%。目前，整车低压线束的信号导线大致可以分为Lin、CAN、Ethernet、LVDS等，其中Lin和CAN导线的用量居多，Ethernet、LVDS等是半成品导线且价格比较高，在整车应用中的比例相对较小。以某市售新能源纯电动SUV为例，整车Lin网络使用的全部是0.35mm²导线，用量大约为80m，导线铜重约为0.36kg，CAN网络使用的全部是0.35mm²导线，用量大致为120m，导线铜重大致为0.54kg，如果将上述所有导线都有优化为0.13mm²导线，线束铜重将减少0.5kg。

然而，如果将导线直径变小，但材料依然是纯铜，虽然导电性能上不会有太大的差异，但是因为铜丝整体含量减少，机械性能相比直径更大的导线会弱化很多，在加工工艺上，会存在非常大的风险，例如在端子压接、超声波焊接等区域非常容易出现断丝、压接不牢靠等问题，会极大提高产品的不合格率，所以对于直径变小的纯铜导线需要通过Cr、Ti、Sn、Mg、Ag等金属以合金化的方式来提升其机械性能，保证安全使用。但是，合金化方式存在导电率降低的缺陷。

目前5G时代中，信号导线传输功率增大，功率传输电流也越来越大，因此，相关传输线缆的安全性和稳定性要求越来越高。由此，如何在要求轻量化的同时保证相关传输线缆数据传输的安全性和稳定性是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中车载信号传输线束用铜合金丝材要么在轻量化时难以满足机械性能的要求，导致相关传输线缆的安全性和稳定性下降的缺陷；要么存在导电率降低的缺陷；因而，本发明提供了一种铜合金导线及其制备方法、应用。本发明中的铜合金导线导热、导电性能好，纯度高，在轻量化的同时保证了铜合金导线的机械性能、稳定性能、导电性能，相比于现有的铜合金丝材，机械强度提高了30%，耐温性提高了70-100℃，导电率＞85 %IACS；能够有效解决5G通讯传输线缆起弧问题（例如提升材料表面的耐腐蚀性能、材料整体的耐高温性能，降低自由电子活动能力，解决起弧问题），为5G大功率传输的安全性和稳定性发展做出贡献。