[发明专利]一种传输用高导电耐弯曲铜合金线及其制备方法

摘要

本发明公开了一种传输用高导电耐弯曲铜合金线及其制备方法，所述方法包括如下步骤（1）铜合金线坯料的冶炼与连铸、（2）银合金杆的拉制、（3）银合金线的中间热处理、（4）将经过中间热处理的铜合金线经拉丝机拉制成直径为0.5‑1.0mm 的铜合金线。本发明所述的传输用高导电耐弯曲铜合金线的制造方法，通过优化合金成分提高了铜合金线耐弯曲性能，并具有高的导电性和一致性，满足了高性能电子器件的使用要求。

主权项

一种传输用高导电耐弯曲铜合金线的制造方法， 其特征在于：包括如下步骤：（1）铜合金线坯料的冶炼与连铸：a．制造Cu‑Co中间合金：将质量分数80%的Cu和质量分数20%的Co分层放入真空炉的氮化硼/氧化铝坩埚中，并在坩埚上放置中间开孔的氮化硼/氧化铝坩埚盖，对真空炉的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10‑2Pa后，开始升温至1550‑1800℃，其中，低于800℃时升温速率为20‑40℃/min，温度高于800℃时升温速率为30‑50℃/min，待Cu‑Co合金完全溶解且金属液变清澈后，停止抽真空，并向真空炉的炉膛中通入Ar至0.05‑0.5MPa，摇动坩埚搅拌5‑10分钟，停止加热，然后将Cu‑Co合金浇注到金属铸型中，冷却得到Cu‑Co中间合金；b．制造Cu‑Cr中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Cr分层放入真空炉的氮化硼坩埚中，并在坩埚上放置中间开孔的氮化硼坩埚盖，对真空炉的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10‑2Pa后，开始升温至1800‑1900℃，其中，低于800℃时升温速率为15‑30℃/min，温度高于800℃时升温速率为20‑40℃/min，待Cu‑Cr合金完全溶解且金属液变清澈后，停止抽真空，并向真空炉的炉膛中通入Ar至0.05‑0.5MPa，摇动坩埚搅拌5‑10分钟，停止加热，然后将Cu‑Cr合金浇注到金属铸型中，冷却得到Cu‑Cr中间合金；c．制造Cu‑P中间合金：将质量分数95%的Cu放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，将质量分数5%的P放入真空中频熔炼炉的加料盒中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10‑2Pa后，充入Ar至0.05‑0.5MPa，然后重新抽真空至真空度高于5.0×10‑2Pa后，开始升温，待温度升至500‑700℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar至0.05‑0.5MPa；然后继续升温至1100‑1200℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将P加入到石墨坩埚中，并晃动石墨坩埚搅拌5‑10分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Cu‑P中间合金；d．制造Cu‑Ce和Cu‑La中间合金：将质量分数90%的Cu和质量分数10%的Ce或La放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10‑2Pa后，开始升温，待温度升至500‑700℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar至0.05‑0.5MPa；然后继续升温至1200‑1500℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将Ce或La加入到石墨坩埚中，并摇动石墨坩埚搅拌5‑10分钟，然后将Cu‑Ce或Cu‑La合金浇注到金属铸型中，然后将合金熔体冷却，得到Cu‑Ce或Cu‑La中间合金坯料；e．制造Cu‑In中间合金：将质量分数95%的Cu放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，将质量分数5%的In放入真空中频熔炼炉的加料盒中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10‑2Pa后，充入Ar至0.05‑0.5MPa，然后重新抽真空至真空度高于5.0×10‑2Pa后，开始升温，待温度升至500‑700℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar至0.05‑0.5MPa；然后继续升温至1100‑1200℃，待铜完全溶解且铜液变清澈透亮后，移动加料盒将In加入到石墨坩埚中，并晃动石墨坩埚搅拌5‑10分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Cu‑In中间合金；f．在真空中频熔炼炉中将Cu‑Co中间合金、Cu‑P中间合金、Cu‑Cr中间合金、Cu‑Ce中间合金、Cu‑La中间合金、Cu‑In中间合金和Cu按下述比例称量计算后，其中钴（Co）为0.1‑0.5wt%，磷（P）为0.01‑0.1wt%，铬（Cr）为0.1‑0.5wt%，铟（In）为0.3‑1.2wt%，铈（Ce）为0.1‑0.3wt%，镧（La）为0.1‑0.3wt%，且铈与镧含量相同，铜为余量，混合加入到真空中频熔炼炉的熔炼坩埚中，抽真空至5.0×10‑1Pa以上，开始升温，待温度升至500‑700℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar至0.05‑0.5MPa；然后继续升温至1200‑1550℃，待合金完全溶解后，晃动熔炼坩埚搅拌5‑10分钟，将合金熔体冷却，得到铜合金坯料；g．将铜合金坯料加入到真空熔炼电磁搅拌合金连铸机的坩埚中，所述坩埚为石墨坩埚，对真空熔炼合金连铸机的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10‑1Pa后，开始升温，待温度升至500‑700℃后，停止抽真空并向真空熔炼合金连铸机中充入Ar至0.05‑0.5MPa；然后继续升温至1200‑1550℃，待铜合金坯料完全溶解且合金溶液变清澈后，向合金溶液中插入搅拌棒上下搅拌5‑10分钟，充入Ar至1.05‑1.1MPa，开始采用间歇方式拉铸，形成直径为6‑10mm的铜合金杆；h．当所剩余铜合金材料溶液高度为10‑30mm时，停止拉铸；充入Ar至1.1‑1.2MPa，然后打开炉盖，将铜合金坯料加入到真空熔炼合金连铸机的坩埚中，停止充入Ar，重复g；（2）铜合金杆的拉制：将上述直径为6‑10mm 的铜合金杆经过拉丝机拉制成直径为2.5‑3.5mm 的铜合金线，拉丝过程采用单向拉制，拉丝速度为0.5‑3m/秒；（3）铜合金线的中间热处理：将直径为2.5‑3.5mm的铜合金线在连续管式退火炉中热处理，退火管长度为6‑12米，退火温度为650‑800℃，退火时间为2‑5分钟，退火过程中采用N2或水蒸汽保护，且在出口处采用酒精与水混合溶液封闭；（4）将经过中间热处理的铜合金线经拉丝机拉制成直径为0.5‑1.0mm 的铜合金线，然后将直径为0.5‑1.0mm 的铜合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.08‑0.1mm的铜合金线，拉丝过程中，线材变形率为6‑12%。