[发明专利]一种制备异构铜导线的装置及方法

说明书

本发明属于金属材料制备领域，具体涉及一种制备异构铜导线的装置及方法。包括编扭单元：包括两个夹持旋转轴，用于将多个平行设置的铜/铜合金棒材编扭铰结，实现材料初步的机械结合；旋锻单元：设置在编扭单元两个夹持旋转轴之间，用于对编扭之后的棒材进行旋锻；拉丝单元：设置在编扭、旋锻单元后侧，用于对旋锻之后的棒材进行拉丝；热处理单元：位于拉丝单元后端，用于对拉丝之后的棒材进行热处理，从而获得异构铜合金导线。本申请通过连续编扭热旋锻拉丝变形结合后续热处理的方法，制得了具备不同晶粒尺度的高强高韧异构铜合金导线。

技术领域

本发明属于金属材料制备领域，具体涉及一种制备异构铜导线的装置及方法。

背景技术

随着节能减排的要求不断提高，电力科技对电线电缆等用于传输电能、传递信息和实现电磁能量转换的产品需求量日益增加。金属导线是最常规的电线电缆产品用材，常规的纯铜、纯铝作为导线用材能够满足导电性要求。但是，为实现远程高效且稳定的电力输送，对于导体的力学性能也有了新的要求。一般情况下，材料的强度与电导率难以同时兼顾。金属材料强度提高后缺陷密度提高，阻碍电子在材料中的迁移。并且，高密度的缺陷还会导致材料的延展性下降，对电力传送的安全性和稳定性产生不利影响。

经对现有技术的文献检索发现，戴雅康等人在《Electric WireCable》电线电缆期刊，2013,6(6)：1-6.上发表的“包覆焊接-拉拔法铜包铝线冶金结合机理的探讨”一文中，介绍了一种制备铜-铝复合导线的方法，对包覆焊接后拉拔成形的铜-铝复合材料进行热处理，调控材料的微观组织，改善力学性能，获得所需力学性能的软态铜包铝线，该技术方法的特点如下：(1)铝的质量较轻，使得铜-铝复合线材更轻质，符合环保节能的理念；(2)铜-铝复合线材充分发挥了铝的低密度性能和铜的优良导电性能。但是，该技术也存在以下问题：(1)铜和铝的弹性模量差异较大，两种基体的界面结合较差，使得导线的导电性能有所下降；(2)铝的化学性质较活泼，在制备过程中易发生氧化，产生的氧化层影响两种基体界面的结合效果。

进一步检索发现，贺飞等人在《Surface Technology》表面技术期刊，2007，36(5):78-81上发表的“铜包钢线材及其生产工艺”一文中，介绍了一种采用电镀法生产铜包钢线材的工艺方法，利用电沉积原理,在铜盐溶液中将钢丝表面镀上铜层，以制得铜-钢复合线材，该技术具有以下特点：(1)铜包钢线的钢芯具有足够的机械强度，而铜层的导电性能较好；(2)铜层与钢芯间的界面结合好，线材性能优异。但是，该技术也存在以下问题：(1)电镀法生产铜包钢线的铜镀层较薄，性能较脆，铜层中易混有杂质而影响导电性；(2)在传统的预镀铜液中含有剧毒的氰化物，存在较大的生产危险性以及对环境的污染性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备异构铜导线的装置及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种制备异构铜导线的装置，包括

编扭单元：包括两个夹持旋转轴，用于将多个平行设置的铜/铜合金棒材编扭铰结，实现材料初步的机械结合；

旋锻单元：设置在编扭单元两个夹持旋转轴之间，用于对编扭之后的棒材进行旋锻；

拉丝单元：设置在编扭、旋锻单元后侧，用于对旋锻之后的棒材进行拉丝；

热处理单元：位于拉丝单元后端，用于对拉丝之后的棒材进行热处理，从而获得异构铜合金导线。

进一步的，还包括控制柜，所述控制柜与编扭单元、旋锻单元和拉丝单元连接，用于控制编扭、旋锻和拉丝过程；所述编扭单元和旋锻单元放置于控制柜上方。

进一步的，所述夹持旋转轴内部设有紧固胶圈，夹持旋转轴通过紧固胶圈夹持多个平行设置的铜/铜合金棒材的两端，并旋转一端的夹持旋转轴，实现多个平行设置的铜/铜合金棒材编扭铰结。

进一步的，所述旋锻单元包括锻压模具和旋转机构，所述锻压模具装配于相应的旋转机构上，逐级布置不同直径的锻压模具。