[发明专利]一种Cu-Cr-Ag合金线材及其制备加工方法

说明书

本发明涉及一种Cu‑Cr‑Ag合金线材及其制备加工方法，属于有色金属材料制备加工领域。该合金线材中，以质量百分数计，Cr含量为0.31～0.45％，Ag含量为0.22～0.44％，且Cr+Ag为0.53～0.75％，余量为Cu。本发明合金经过上引连铸、大变形量冷加工、双级固溶热处理、大变形量冷加工、双级时效热处理、大冷变形冷加工、在线连续退火的工艺制成超细合金线材。得到线材的综合性能优异，既避开了铜铬锆合金非真空连续铸造难题，又可在长期工作温度低于200℃的环境内替代铜铬锆合金作为高性能电线电缆导体，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种Cu-Cr-Ag合金线材及其制备加工方法，属于有色金属材料制备加工领域。

背景技术

航空航天、电气电子、能源交通等高技术领域使用的高性能电线电缆等是一种重要的电力和信号传输元器件。随着上述领域装备水平不断提升，相关设计和生产单位对包括高性能电线电缆在内的高端元器件综合性能要求越来越高。对于电线电缆，其芯部的导体既决定了信号、电力传输的稳定性和可靠性，又决定了线缆的应用范围和使用环境，导体性能的提升是提高线缆水平的关键。

国内外高性能电线电缆导体通常选用纯铝、紫铜、铜银合金、铜锡合金、铜铬合金、弥散强化铜等，其中铜铬锆合金综合性能最优，是制备高性能导体的最佳选择。但如大部分研究所示，铜铬锆合金的合金元素化学活性高，熔炼时易损失，由其是添加锆元素时，在非真空状态下锆的损失速率很快，补料量难以控制，通常只能在真空条件下制备合金，限制了产品单线的长度并造成批次间产品成分不均一。

研究发现，以银元素替代锆制备铜铬银合金同样可以使材料的综合性能保持在较高水平，而铜铬银合金可以在非真空条件下进行连续铸造，解决了铜铬锆合金无法实现大长度单线连续生产的问题。虽然铜铬银合金耐热性较铜铬锆稍差，但电线电缆的一般使用温度通常在200℃以下，远低于铜铬银合金的软化温度。因此铜铬银合金作为导体线材制备高性能电线电缆，具有重要的实用意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种适用于制备高性能电线电缆导体线材的Cu-Cr-Ag合金以及提供制备该线材的方法，通过此方法可以连续制备大盘重导体线材，实现该材料的工业化生产，获得综合性能优异、成分均一性好的导体产品。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种Cu-Cr-Ag合金线材，其化学成分为Cr、Ag和Cu，以质量百分数计，Cr含量为0.31～0.45％，Ag含量为0.22～0.44％，且Cr+Ag为0.53～0.75％，余量为Cu。

上述Cu-Cr-Ag合金线材中，以质量百分数计，单个杂质元素含量均低于0.007％。单个杂质元素包括As、Bi、Cd、Co、Fe、Mn、Ni、P、Pb、S、Sb、Se、Si、Sn、Te、Zn等。

上述Cu-Cr-Ag合金线材的制备加工方法，包括如下步骤：

(1)采用上引连铸工艺，以石墨鳞片、硼砂和冰晶石作为覆盖剂，按质量百分比配料，先将大部分电解铜板熔化并在1160±10℃保温，将银条加入，保温10～15min；

(2)升温至1350±10℃，将纯铬颗粒用铜箔包紧，再用剩余电解铜板将铬包夹住竖直向下溶入熔体，保温4～6小时后，开始上引，制成连铸线坯；

(3)将步骤(2)所述的连铸线坯进行变形量为75％～85％的冷变形加工，而后在810～840℃保温4～6h，淬火；

(4)将步骤(3)所述的热处理后的线坯再经940～960℃保温0.5～1h，淬火；

(5)将步骤(4)所述的再次热处理后的线坯进行变形量为99％以上的冷变形加工；