[发明专利]一种高强度高电导率铜银多芯复合线材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合线材技术领域，具体涉及一种高强度高电导率铜银多芯复合线材的制备方法。

背景技术

具有高强度和高电导率的铜银合金目前已在引线框架材料和电气化铁路接触线领域实现了商业化应用。集成电路技术作为国民经济发展的核心技术之一近年来得到了广泛关注，国内也涌现出以中铝洛铜、宁波兴业等为代表的高端引线框架材料生产企业，但制备过程通常采用常规熔炼和塑性加工技术，往往受到高精密设备条件的限制，相比国外高精度、高性能铜基引线框架材料还有一定差距。与此同时，国家迅速发展的电气化铁路网对高性能铜合金提出了更高要求，而国内的需求目前主要是通过进口得以实现，因此相关高性能铜合金技术创新显得尤为紧迫。

高强度高电导铜合金也是脉冲高场磁体发展所需的主要导体材料，近来美国高场实验室已采用CuNb材料实现了102.4T的世界新记录，由此而引发的磁体技术革命和高性能铜合金材料更替即将来临，这不仅为极端条件科学研究提供崭新平台，也将带来广阔的高性能材料需求市场。目前，脉冲磁体所采用的材料仍以CuNb材料为主，但该种材料需要经过多次高精度熔炼和多次的集束组装过程获得，制备周期长、成本高，且制备技术操作难度较高，推广性不强。CuAg材料被认为是与CuNb材料性能相当的首选材料之一，具有易熔炼、易加工、塑性好、强化方式多样等特点得到了大家的广泛关注。

传统的铜银合金制备技术是通过合金铸造、锻造（挤压）和轧制（拉拔）等加工方式获得，为了获得较好的强度、电导性能，需要尽可能增大材料起始加工尺寸，同时细化最终材料尺寸以增大材料加工真应变η=ln(A₀/A)，A₀为初始加工Nb管横截面面积，A为最终超细晶Nb管横截面积。该类技术虽然获得了较好的材料性能但由于最终材料尺寸较小（通常线径小于1mm）无法满足工程实际应用。因此，如何进一步增大材料的加工真应变同时在较大截面的线材上获得高强度和高电导率，是该类材料技术创新的关键之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高强度高电导率铜银多芯复合线材的制备方法。本发明仅通过一次多芯集束复合即制备得到具有高强度和高电导率的铜银多芯复合线材，能够满足脉冲磁体、接触线等领域的实际应用需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高强度高电导率铜银多芯复合线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将Cu-24Ag合金棒装入第一铜管中，得到铜银单芯复合包套，然后利用真空电子束焊机将铜银单芯复合包套的两端进行真空电子束焊封；所述铜银单芯复合包套中Cu-24Ag合金棒的横截面积与第一铜管的横截面积之比为（3.5～3.9）∶1；

步骤二、将步骤一中真空电子束焊封后的铜银单芯复合包套在温度为730℃～750℃的条件下保温3h～4h进行固溶处理；

步骤三、将步骤二中固溶处理后的铜银单芯复合包套在温度为630℃～650℃，挤压比为10～12的条件下进行第一挤压，得到横截面形状为圆形的铜银单芯复合棒材，其横截面直径为20mm～38mm；

步骤四、将步骤三中所述铜银单芯复合棒材进行多道次的第一拉拔，并在第一拉拔过程中进行时效处理，得到横截面形状为正六边形的铜银单芯复合线材，所述正六边形的内切圆直径为2.2mm～4.6mm；所述第一拉拔过程中进行时效处理的具体过程为：当第一拉拔的总加工率达到69%～75%时进行第一时效处理，当第一拉拔的总加工率达到91%～95%时进行第二时效处理；所述第一时效处理和第二时效处理的温度均为200℃～230℃，所述第一时效处理和第二时效处理的时间均为8h～10h；

步骤五、将步骤四中所述铜银单芯复合线材依次进行定尺剪切、矫直和酸洗处理，再将559根酸洗处理后的铜银单芯复合线材集束装入第二铜管中，得到铜银多芯复合包套，然后利用真空电子束焊机将铜银多芯复合包套的两端进行真空电子束焊封；所述铜银多芯复合包套中集束后的559根铜银单芯复合线材的横截面积与第二铜管的横截面积之比为（3.1～3.5）∶1；

步骤六、将步骤五中真空电子束焊封后的铜银多芯复合包套在温度为630℃～650℃，挤压比为10～12的条件下进行第二挤压，得到横截面形状为圆形的铜银多芯复合棒材，其横截面直径为19mm～38mm；