[发明专利]一种高纯铜扁线及其制备方法与应用

说明书

本发明实施例公开了一种高纯无氧铜扁线及其制备方法与应用。该高纯无氧铜扁线的制备方法包括：对高纯无氧铜杆进行等直径连续挤压，经剪切大变形后保持铜杆直径不变，得到超细晶的铜杆；进行连续挤压，获得细晶的铜扁线；进行室温小变形拉拔，获得边部与心部组织均匀的铜扁线；进行回复退火，获得铜扁线。本发明在不降低铜扁线力学性能的前提下，提高其导电性能，获得力学与导电性能优异的高纯无氧铜扁线，为超/特高压变压器的安全稳定运行提供了材料基础。

技术领域

本发明实施例压延加工技术领域，具体涉及一种高纯铜扁线及其制备方法与应用。

背景技术

超/特高压变压器作为输变电的重要装备，其稳定性一直是行业关注的焦点。纯铜电磁线作为其重要的部件之一，其导电与力学综合性能的提高一直是电力行业发展的重中之重。当前，超/特高压变压器采用的纯铜电磁线主要通过提高铜的纯度来提高导电率，采用形变强化来提高其力学性能。由于其长期工作在较高温度，导致其力学性能会随着时间的延长发生衰减，从而为超/特高压变压器的安全运行带来一定程度的隐患。因此，如何在保证纯铜导电与力学性能满足要求的前提下，纯铜电磁线的长期工作稳定性，成为超/特高压变压器安全运行的关键。

当前，用于超/特高压变压器的纯铜电磁线一般采用上引连铸生产母杆。在专利CN103406377A和CN101564738A中，采用室温拉拔的工艺制备纯铜扁线。在专利CN102360635A中，采用先拉拔再精轧的工艺流程生产纯铜扁线。上述方法制备的纯铜扁线用于电磁线生产时，由于采用形变强化，形成纤维状组织，在纯铜扁线中产生了大量的位错，从而使得在一定温度长期使用过程中，必然会引起变压器的安全性与稳定性隐患。在专利CN106098246A中，采用连续等通道弯角挤压-室温拉拔的复合工艺生产铜扁线，除了形变强化产生问题外，由于在连续等通道弯角挤压过程中，其成形的驱动力依赖于铜与挤压辊轮的摩擦力，导致心部与边部铜的流程性产生较大的差异，从而引起铜扁线在心部与边部组织与性能的不同，这必然会导致最终制品在使用过程中局部过早失效，从而降低其使用寿命。

因此，如何获得细晶，组织均匀的高纯无氧铜扁线，从而实现力学与导电性能良好匹配，满足超/特高压变压器绕组线对导体的需求，是当前亟需解决的一个技术难题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种高纯铜扁线及其制备方法与应用，本发明方法可有效调控纯铜扁线的晶粒尺寸和细晶组织均匀性，所制备的高纯铜扁线兼顾优异的力学与导电性能，以满足超/特高压变压器绕组线对铜导体的需求。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种高纯无氧铜扁线的制备方法，包括如下步骤：

S1、对高纯无氧铜杆进行等直径连续挤压，经剪切大变形后保持铜杆直径不变，得到超细晶的铜杆；

S2、对所述超细晶的铜杆进行连续挤压，获得细晶的铜扁线；

S3、对所述的细晶铜扁线进行室温小变形拉拔，获得边部与心部组织均匀的铜扁线；

S4、对所述室温变形后的扁线进行回复退火，获得力学与导电性匹配的铜扁线。

进一步地，步骤S1中，所述连续挤压的温度为100-200℃，挤压辊转速为10-15转/min，剪切变形量为80-95％。

进一步地，步骤S2中，所述连续挤压的温度为400-600℃，挤压辊转速为15-20转/min，总变形量为90％以上。

进一步地，步骤S3中，在室温进行拉拔变形，道次变形量为13-17％，总变形量不超过35％。

进一步地，步骤S4中，所述回复退火的温度为120-250℃，保温时间为20-40min。

进一步地，步骤S1中，所述高纯无氧铜杆采用上引法制备而成，具体工艺如下：