[发明专利]一种生产光亮无氧铜杆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜杆的制造方法，具体是一种生产光亮无氧铜杆的方法。该方法制造的无氧铜杆具有导电率高、含氧量低、拉伸率高等特点，主要应用于风电、核电、高铁、汽车导线、超高压导线等对铜杆品质要求高的领域。

背景技术

风力发电是目前发电技术中最清洁、安全的，目前世界风力发电发展速度超过其他新能源发展，未来风力发电很可能成为全球电力的主要来源之一。据中国风能协会预测，中国风电总装机容量2020年达到80亿瓦，2030年达到180亿瓦，2050年达到500亿瓦。我国政府将强力支持建设智能电网，解决风电输送问题，未来风电将成为我国电力的主要来源之一。

同时在“十二五”规划中，中国高铁将作为新兴产业大力优先发展。截至2010年，中国铁路营业里程达9.1万公里，高铁运营里程达8358公里。而这仅仅是个开始，预计到“十二五”期末(2015年)，中国铁路营业里程将达到12万公里以上，其中高速铁路达1.6万公里以上。

上述产业用到的发电机组、变压器、牵引电机、接触导线等都需要用到大量高品质的电磁线。衡量电磁线的主要质量指标有抗拉强度、延伸率、导电率、耐压性、氧含量及表面质量，其中氧含量是其主要质量指标之一。对于生产电磁线的原材料铜杆，如果氧含量过高会出现以下现象：①铜杆中的氧，以氧化铜状态，从晶相组织上看氧化铜存在于晶粒边界附近，氧化铜以夹杂形式在晶界出现对材料的韧性产生负面影响，导致铜杆的机械性能下降、在后续加工中出现断裂现象；②由于氧化铜的存在会造成铜杆导电率降低；③加工后的铜产品在氢气中退火会产生气泡和针孔，影响表面质量；④产品表面有瑕疵后会降低耐高压性能。

目前市场上供应的连铸连轧生产的低氧铜杆氧含量在200-400PPM，利用上引连铸工艺生产的无氧铜杆氧含量在10-20PPM，氧含量均较高。

在传统的被覆金属线制造方法中，例如有一种将母线浸渍于铜液或铜合金液等被覆材料，使被覆材料被覆于母线表面的浸渍形成（Dip Forming）法。这一方法中记载了将母线由保有铜液的坩埚底部（下方）插入，从上方拉出的方法（专利文献1：特公昭49-39740号公报）。

记载于专利文献2（特开昭57-68263号公报）的Dip Forming法，是关于被覆用坩埚的发明内容。目的是为解决母线表面铜合金层的偏差，在实施例中记载的温度条件为溶解炉的温度是1160℃。

记载于专利文献3（特公昭2-11460号公报）的Dip Forming法，是关于提高线材强度和耐磨性的发明。母线经过铜液或铜合金液的连续浸渍后，在750-850℃的温度条件下，以10%至40%的压延比进行热轧处理使母线与铜或铜合金发生金属结合，从而提高线材的强度和耐磨性。

记载于专利文献4（特开昭60-261658号公报）的Dip Forming法，是关于通过特殊坩埚使铜合金连续附着铸造于母线上的制造方法提高线材的电导率及耐弯曲性的发明。实施例中记载的温度条件为，溶解炉的溶液温度1150℃左右，且轧制处理工序前的温度800℃左右。

但是，即使按照上述专利文献1至4中记载的温度条件以Dip Forming法进行制造，也会发生成圈后的铜线材含氧量分布不均的问题。例如，线材含氧量过多时，铜线被焊接到特定位置时，会造成焊接处产生气泡等问题。

同时，还会造成在其后绕制成圈时的退火过程中，线材之间发生相互粘连的问题。这一问题是Dip Forming法制造出的含氧量极低的铜线材所特有的问题。

特别是，对用于汽车电子零件的铜线材，不仅需要提供低含氧量的线材以满足其焊接到特定位置的需求，还必须提供表面状态等良好的高品质线材。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有制造方法制得的铜杆氧含量较高的缺陷，提供一种保证具有低含氧量的同时，也能使铜线材在维持相互接触的状态下不相互粘连的生产光亮无氧铜杆的方法。

为达到本发明的目的，本发明的生产光亮无氧铜杆的方法所采用的技术方案是：将铜材经过干燥炉加热后投入熔化炉进行熔化，熔化后的铜液通过流道流入保温炉保温，将一根较细且连续的铜杆母线穿过与保温炉相连通的涂覆室而在铜杆表面附着铜液形成较粗的铜铸杆，接着对铜铸杆依次冷却、热轧、再冷却、绕制成圈成为长度不限、导电率高、含氧量低、拉伸率高的光亮无氧铜杆；保温铜液的保温炉温度在1140-1180℃，铜液附着于母铜杆线经冷却后、进行热轧前的温度在600-800℃，绕制成圈时的温度高于室温，且低于100℃。

作为优选技术措施，绕制成圈时的温度在45℃以上80℃以下。