[发明专利]一种高强高耐蚀的铜-不锈钢复合线材及其制备方法

说明书

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种高强高耐蚀的铜‑不锈钢复合线材及其制备方法。包括如下步骤：步骤(1)：制备高纯铜芯棒，和内径与芯棒外径相同的不锈钢管；步骤(2)：将高纯铜芯棒插入不锈钢管内，得到复合坯料，对复合坯料进行多次旋转锻压形成复合线材；步骤(3)：对步骤(2)得到的复合线材进行热处理调控组织。本发明一种钢包套保护的高强铜‑不锈钢复合线材及其制备方法，该复合线材芯部为高纯铜，具有优良的导电性；外层为不锈钢，具有高强与抗腐蚀性能，采用本方法制备的复合线材能够适应多种复杂环境。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种高强高耐蚀的铜-不锈钢复合线材及其制备方法。

背景技术

铜具有优异的导电导热性，其广泛应用于电力、机械、建筑及国防工业等领域，是一种应用普遍的电线电缆材料。近年来，随着电力工业技术的持续提升，社会对高性能电缆材料的需求进一步提升，尤其对海底电缆材料的强韧性匹配、环境适应性提出了更高的要求。

海底电缆是将导线用绝缘材料包裹敷设在海底为用电器供电的电力设施。然而海底环境复杂，受锚具及大型鱼类冲击的概率较大，因此对海底电缆的强度具有较高要求。为解决这一问题，通常海底电缆须在线芯外部增加一层金属护套层来提高电缆的强度。

专利号为CN105779828B报道了一种热挤压+冷拉拔的方法制备的铜包铝同心双金属复合线材。该材料具有轻质、高弹及较好导电能力。然而，该方法生产的复合线材的电导率较纯铜的电导率低。另外，由于纯铜的强度低(粗晶态抗拉强度约为200MPa)、耐蚀性差，不利于户外及海底输电线路的应用。

传统铜芯电缆的绝缘护套在长期拉应力作用下易变形、易老化，不能保持电缆抗拉强度的稳定性。现有技术中，开发人员通常使用质量更好、造价更高的绝缘套，但未从根本上改变材料，在施工过程或者长期涡流电流作用下，绝缘套仍然会老化开裂，导致电缆失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强高耐蚀的铜-不锈钢复合线材及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种高强高耐蚀的铜-不锈钢复合线材的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)：制备高纯铜芯棒，和内径与芯棒外径相同的不锈钢管；

步骤(2)：将高纯铜芯棒插入不锈钢管内，得到复合坯料，对复合坯料进行多次旋转锻压形成复合线材；

步骤(3)：对步骤(2)得到的复合线材进行热处理调控组织。

进一步的，高纯铜占复合线材体积分数的80-90％。

进一步的，步骤(1)中的制备高纯铜芯棒具体为：将纯铜锭经热挤压为直径5～20mm棒材，进行退火再结晶处理，然后对其矫直，进行机械打磨清理，去除表层氧化层，使其表面粗糙度Ra1.0μm，之后放入丙酮溶液中超声清洗20-40min，去除油污，最后冷风风干。

进一步的，高纯铜化学成分(wt.％)具体为：Cu+Ag99.90。

进一步的，步骤(1)中的不锈钢管的制备方法具体如下：将不锈钢锭热挤压为内径5～20mm、管壁0.5～2mm的不锈钢管，进行去应力退火，然后对其矫直，对内表面进行机械打磨清理，去除表层氧化层，使其表面粗糙度Ra1.0μm，之后放入丙酮溶液中超声清洗20-40min，去除油污，最后冷风风干。

进一步的，所述不锈钢为304不锈钢。

进一步的，步骤(2)中的旋转锻压的每道次压下量相同均为2～5％，总压下量为60～80％。

进一步的，步骤(3)中的热处理具体为：在氩气气流保护下，在200-700℃进行真空再结晶退火，退火保温时间为3-6h，随炉冷却。

一种高强高耐蚀的铜-不锈钢复合线材，采用上述的方法制备。