[发明专利]一种采用定向凝固制备高强度、高导电性超细丝合金材料的方法

说明书

本发明公开了一种采用定向凝固制备高强度、高导电性超细丝合金材料的方法，按合金成分配制原料后置于真空感应熔炼炉内，在真空度10^‑3‑10^‑2Pa、温度1200‑1500℃条件内等温精炼20‑60min后，采用引锭杆在拉拔速度0.1‑4mm/min、冷却水温度15‑35℃条件下定向凝固成型制得Φ3‑8mm杆坯，最后将该合金杆坯拉拔制得Φ0.03mm及以下尺寸的超细丝合金材料。该制备方法不仅有效缩短了传统真空熔炼、锻造开坯、线坯轧制、线坯拉拔等工序流程；同时制备的合金材料断丝率小、夹杂物少，且晶粒呈有序排列，强度高、导电性强。

技术领域

本发明属于超细丝合金材料制备领域，尤其涉及一种采用定向凝固制备高强度、高导电性超细丝合金材料的方法。

背景技术

特种超细合金材料主要指超细铜与贵金属丝材，该类合金丝属于结构与功能一体化材料，在火箭、飞机和导弹等新一代武器装备中迫切需求。超细铜与贵金属丝材的国内研制工作起步于上世纪六十年代中期，研究表明该类超细金属丝材的直径小于等于0.05mm时，细丝产品的机械、物理性能、尺寸精度及表面性能的匹配存在明显问题，抑制了丝材的进一步细化加工和在武器装备中使用的可靠性，通过微观测量和分析可以看出早期研制的超细丝材料普遍存在表面划痕和毛刺缺陷，划痕和毛刺缺陷的深度介于2-3μm，使超细丝的有效工作线径损失了30-50％。因此，导致超细丝材料产品的拉断力下降、体积电阻增大，又因为超细丝表面缺陷分布的不均匀性，采用同批次细丝制作的元器件性能也存在较大的差异，从而影响了武器装备的整体性能。

目前试验研究表明超细丝产品缺陷主要源自：合金熔炼时限量杂质和气体含量超标、合金凝固时的显微缩松、合金盘圆退火过程中的粘连痕迹、合金细丝拉拔工艺中润滑条件，以及精细加工过程中环境条件缺乏控制等因素，进而导致后期拉拔出现断丝现象，且通过扫描电镜观察表面，发现其表现为脆性断裂。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种采用定向凝固制备具有高强度、高导电性Φ0.03mm及以下尺寸的超细丝合金材料的方法。

技术方案：本发明制备高强度、高导电性超细丝合金材料的方法，包括如下步骤：按合金成分配制原料后置于真空感应熔炼炉内，在真空度10^-3-10^-2Pa、温度1000-1500℃条件内等温精炼20-60min后，采用引锭杆在拉拔速度0.1-4mm/min、冷却水温度15-35℃条件下定向凝固成型制得Φ3-8mm杆坯，最后将该合金杆坯拉拔制得Φ0.03mm及以下尺寸的超细丝合金材料。

本发明通过采用真空感应熔炼结合定向凝固成型制备超细丝合金材料，制备的合金材料不仅有效缩短了传统真空熔炼、锻造开坯、线坯轧制、线坯拉拔等工序流程，同时制备的合金材料的断丝率小、夹杂物少，且晶粒呈一定方向性，强度高、导电性强。

进一步说，本发明制备的合金材料可为铜银锆合金、铜钛锆合金或银镍钇合金。其中，铜银锆合金的组分为：Ag2.8-3.2％、Zr0.4-0.6％、V0.1-0.3％、La0.03-0.08％及余量铜和不可避免的杂质。铜钛锆合金的组分为：Ti2.8-3.2％、Zr0.08-0.20％、Cr0.2-0.4％、Ce0.03-0.08％及余量铜和不可避免的杂质。银镍钇合金的组分为：Ni20-25％、Y0.05-0.1％、V0.07-0.15％及余量银和不可避免的杂质。