[发明专利]一种铜锡合金发热线及其制备方法

说明书

本发明涉及发热线制备技术领域，具体涉及一种铜锡合金发热线及其制备方法，其中，一种铜锡合金发热线，原料包括：锡1.5wt％‑2.0wt％、银0.1wt％‑0.3wt％、锌0.03wt％‑0.05wt％、镧0.05wt％‑0.1wt％，余量为铜和不可避免杂质。本发明通过各个元素相互配合能够在即使采用上引连铸法制备的情况下，也可以获得抗拉强度高、抗弯折性能优异的铜锡合金发热线。本发明制得的铜锡合金发热线具有纯度高、组织晶粒细小、耐高温性能好、导电率稳定等优点，并且抗拉强度≥800MPa，氧含量≤3ppm，反复折弯不断开次数≥10次。

技术领域

本发明涉及发热线制备技术领域，具体涉及一种铜锡合金发热线及其制备方法。

背景技术

发热线是一种常见的发热元件，其作用是在通电后发热，将电能转化为热能。发热线的应用范围很广，其被广泛应用在医疗、化工、电子、电器、冶金机械、陶瓷玻璃加工等各个行业领域中。同时由于所使用的领域不同，也要求现有的发热线能够通过降低电阻率从而达到更高的布线密度，这对发热线的强度及其抗弯折性能的要求也越来越高，不仅要保证发热线的强度，还要具有良好的抗弯折性能。然而，目前发热线的电阻不均一，抗弯折性能差，容易出现漏电、短路、接触不良等问题。

传统高电阻电热合金发热线包括铁铬铝合金发热线、镍铬合金发热线或铜锡合金发热线等，不同种类的发热线作为电热元件，在功能特性方面各有不同。其中，铁铬铝合金发热线的运行温度高、使用寿命长、电阻率高、表面复合高、具有较好的抗氧化性，但其在高温下容易变形且变形后不易修复。镍铬合金发热线在高温环境中的强度高、长期高温运行不易变形，而且镍铬合金发热线的常温塑性好，变形后的修复较为简单，此外，镍铬合金发热线的辐射率高、不带磁性、耐腐蚀能力好、使用寿命长，但其在运行温度上不能达到铁铬铝合金发热线的水平，而且镍金属的价格较为昂贵，因此，镍铬合金发热线的制造成本较高，不利于成本控制。铜锡合金的固相线和液相线温差大，导致铸造难度大；具体的，现有的铜锡合金铸杆大多使用上引连铸法或者真空熔炼+连续铸造制备。当铜锡合金铸杆采用真空熔炼+连续铸造时，虽然能够保证铸杆的质量，但是大多只能小批量的生产，而且检验的工作量大，成本高，不适合大批量的生产。而采用现有的上引连铸法制备铜锡合金铸杆，虽然能大批量制备，但往往由于其能够达到的冷却强度不高，造成合金在凝固过程中容易发生反偏析，导致合金成分不均匀，表面出现灰白色的富锡分泌物，使得表面质量不佳，进而导致最终所得铜锡合金发热线的强度、抗弯折性能不能满足要求；并且含氧量较高，影响后续的加工。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中常规铜锡合金发热线采用上引铸杆法制备工艺制备时会导致最终获得的铜锡合金发热线的强度、抗弯折性能不能满足要求的缺陷，从而提供解决上述问题的一种铜锡合金发热线及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铜锡合金发热线，原料包括：锡1.5wt％-2.0wt％、银0.1wt％-0.3wt％、锌0.03wt％-0.05wt％、镧0.05wt％-0.1wt％，余量为铜和不可避免杂质。

优选的，所述锡为含量≥99.99wt％锡锭；

和/或，所述银为含量≥99.99wt％的银条；

和/或，所述锌为含量≥99.9wt％的锌锭；

和/或，所述铜为含量≥99.99wt％的电解铜。

本发明还提供上述的一种铜锡合金发热线的制备方法，包括：在非真空状态下将上述的一种铜锡合金发热线的原料进行上引连铸熔炼得到上引铸杆，再经过三辊连续热轧、拉拔获得铜锡合金发热线。

优选的，所述上引连铸的方法为：将原料加入到上引连铸炉中进行熔炼；所述上引连铸炉带有熔炼炉和保温炉；

优选的，所述熔炼炉的熔炼温度为1160-1200℃；