[发明专利]一种高纯无氧铜材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯无氧铜材的制备方法，属于有色金属加工技术领域。

背景技术

无氧铜是一种导电率高、耐蚀性、耐低温、加工和焊接性能好的金属材料，广泛应用于溅射靶材、高端音响线和高端微电子器件连接线。一般紫铜含氧量规定为200ppm，我国零号、一号、二号无氧铜中氧含量规定分别为5ppm、20ppm、30ppm，美国ASTM标准中电真空用无氧铜规定了2个牌号，其氧含量分别为5ppm和10ppm。但是随着高保真音响器材、真空电子器件、海底光/电缆等行业对高纯无氧铜性能要求的提高，其要求氧含量越来越低，有的甚至要求氧含量在2ppm以下。因此目前传统生产无氧铜的方法很难满足市场要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纯无氧铜材的制备方法，能够制备出氧含量在2ppm以下的高纯无氧铜材。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是提供一种高纯无氧铜材的制备方法，包括以下步骤：

（1）选用1#电解铜为原料，清洗、烘干，放入熔炼坩埚中；

（2）熔炼前抽真空，并持续通入惰性气体除氧；待真空度达到-0.1到-0.2MPa时，加热熔炼，熔炼过程在铜液表面覆盖木炭或鳞片状石墨并通入惰性气体进行保护，同时在铜液中通入惰性气体进一步脱氧；待1#电解铜熔化后继续保温；

（3）保温结束后，水平连铸即得。

所述加热熔炼温度为1100-1200℃。

所述惰性气体为氩气或氮气。

步骤（2）中采用木炭覆盖，覆盖厚度为150-200mm。

步骤（2）中采用鳞片状石墨覆盖，覆盖厚度为50-100mm。

所述保温的温度为1100-1200℃，时间为1-2h。

所述水平连铸中拉坯速度为80-150mm/min，冷却水流量2.0-3.0m³/h。

本发明所用1#电解铜符合国家标准GB/T467-2010的规定。

本发明的熔炼坩埚与铜液流出熔炼坩埚至结晶所接触的流道均由高纯石墨（纯度＞99.9%）材料制成，以防止在连铸过程中带入氧。

本发明采用真空熔炼，并在气体保护下进行水平连铸的方法制备高纯无氧铜材。在熔炼前期，抽真空，并充入惰性气体，能够最大程度的排氧、脱氧，保证熔炼炉内为氧含量极低的气氛；熔炼过程中，采用覆盖剂，起到隔离、脱氧效果，并将惰性气体直接通入铜液中进一步脱氧。因此本发明的方法能够制备出氧含量在2ppm以下的高纯无氧铜材，从而提供一种氧含量低，纯度高，组织性能优良的高纯无氧铜材。

具体实施方式

实施例1

本实施例的高纯无氧铜材的制备方法，包括以下步骤：

（1）选用1#电解铜为原料，清洗电解铜表面污垢、然后烘干，放入石墨坩埚中；

（2）熔炼前抽真空，并持续通入氩气除氧；待真空度达到-0.1MPa时，加热熔炼，熔炼温度为1200℃，熔炼过程在铜液表面覆盖木炭，覆盖厚度为150mm并通入氩气进行保护，同时在铜液中通入氩气进一步脱氧；待电解铜熔化后在1200℃条件下保温2h；

（3）待保温结束，水平连铸：拉坯速度为80mm/min，冷却水流量2.0m³/h，制得高纯无氧铜材，氧含量为1.7ppm。

实施例2

本实施例的高纯无氧铜材的制备方法，包括以下步骤：

（1）选用1#电解铜为原料，清洗电解铜表面污垢、然后烘干，放入石墨坩埚中；

（2）熔炼前抽真空，并持续通入氩气除氧；待真空度达到-0.2MPa时，加热熔炼，熔炼温度为1150℃，熔炼过程在铜液表面覆盖木炭，覆盖厚度为200mm并通入氩气进行保护，同时在铜液中通入氩气进一步脱氧；待电解铜熔化后在1150℃条件下保温1h；

（3）待保温结束，水平连铸：拉坯速度为120mm/min，冷却水流量2.5m³/h，制得高纯无氧铜材氧含量为1.3ppm。

实施例3

本实施例的高纯无氧铜材的制备方法，包括以下步骤：

（1）选用1#电解铜为原料，清洗电解铜表面污垢、然后烘干，放入石墨坩埚中；

（2）熔炼前抽真空，并持续通入氩气除氧；待真空度达到-0.1MPa时，加热熔炼，熔炼温度为1160℃，熔炼过程在铜液表面覆盖木炭，覆盖厚度为180mm并通入氩气进行保护，同时在铜液中通入氩气进一步脱氧；待电解铜熔化后在1160℃条件下保温1.5h；