[发明专利]一种铜合金线材及其制备方法和包含该线材的电缆

说明书

本发明涉及合金制备技术领域，公开了一种铜合金线材及其制备方法和包含该线材的电缆，所述制备方法采用下引铸造方式进行连续铸造，然后进行连续冷轧、连续拉丝及连续退火，可适应不同批量的高品质铜合金线材的生产，不仅可显著提高生产效率，还提高了生产过程中工艺的稳定性，满足超细铜合金线材拉伸时性能稳定的需求。

技术领域

本发明涉及合金制备技术领域，具体涉及一种铜合金线材及其制备方法和包含该线材的电缆。

背景技术

随着电子工业的飞速发展，无人机、机器人、海底电缆等产品的大量出现，高性能铜及铜合金线材的需求量迅速增加，特别是线径不超过0.05mm的超细圆铜线的增长尤为迅速。电子产品的不断小型化，对超细导线的细径化提出了更高要求，不仅要求线材重量轻、直径小，还要求功率大，并且还要兼顾超细线材在使用过程中易折断的特点。因此，以铜为主体的合金线材备受关注，其不仅具有铜的所有性能，而且还具备很高的强度、韧性等特点。

目前，铜合金线材的生产方法有多种，但后端工艺一般都需要进行多道次连续拉伸，拉伸速度快至每分钟数千米，需要接触几十个模具以及几十个导轮等工具，并且拉伸过程中均浸泡在润滑乳液中。因此，现有生产方法对线坯的可拉性，特别是致密性提出了极高要求，不仅要求线材表面质量高，而且要求线材的合金成分均匀性好。

为此，现有技术公开了一种铜合金线材及其制备方法，该铜合金线材以铜为基体，添加包括锡在内的元素，其制备方法包括如下步骤：(1)将铜母材和添加元素熔融后的合金液经水平法引杆或上引法引杆铸造制备铜合金铸杆；(2)对铜合金铸杆进行变形加工，制备铜合金线坯；(3)400～800℃下再结晶热处理2～8小时；(4)依次经过大拉、中拉和小拉的冷加工，并在中拉后小拉前在200～400℃下进行光亮退火1～6小时。该方法虽然最终制得了线径0.1mm以下的铜合金线材，但其存在如下不足：(1)采用水平法引杆或上引法引杆铸造，气体气泡的上浮导致氢气残留在铸杆内部，产生气孔或裂纹，降低了铸杆密度，不利于线坯的后端加工；(2)大拉工艺中，将线径较粗的铜合金铸杆直接拉至线径2～3mm，易使铜合金铸杆产生微裂纹；(3)400～800℃下再结晶热处理2～8小时，长时间高温条件下容易使铜合金铸杆的晶粒粗大，导致铜合金铸杆的力学性能急剧下降，可拉性也随之降低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的超细铜合金线材的生产方法存在因铜合金铸杆可拉性能较差而无法获得质量合格的高强高导超细铜合金线材的缺陷，从而提供一种铜合金线材的制备方法。同时，本发明还提供了由所述制备方法制备得到的铜合金线材，以及包含所述铜合金线材的电缆。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种铜合金线材的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铜母材和添加元素熔融的合金液以下引铸造方式进行连续铸造，获得铜合金铸杆；

(2)对上述铜合金铸杆进行多道次连续冷轧，获得铜合金线坯；

(3)对上述铜合金线坯依次进行连续拉丝和连续退火，即得所述铜合金线材。

进一步地，步骤(1)中，所述合金液的温度为1120～1200℃，液面高度≥500mm。

进一步地，步骤(1)中，所述铜合金铸杆的直径为8～12mm；出杆速度≤600mm/min。

更进一步地，所述下引铸造可以同时引铸一根或多根。

进一步地，所述步骤(1)在惰性气体保护的熔炼炉中进行，所述惰性气体可以为氮气、氩气、氦气或氖气中的至少一种，优选为氩气。

更进一步地，所述熔炼炉为石墨坩埚。

更进一步地，为尽量杜绝杂质元素，减少线坯内部的硬质点，提高线坯的韧性，所述铜母材及添加元素的纯度均不低于99.99％。