[发明专利]一种高强高导石墨烯铜复合线材及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高导石墨烯铜复合线材的制备方法，所述石墨烯铜复合线材中，石墨烯含量为0.05～0.8wt.％，杂质元素总含量≤0.1wt.％，余量为铜；其特征在于：

所述制备方法包括以下步骤：

1)按所述的原料质量百分比混粉；

2)冷等静压：冷等静压时，将复合粉在冷等静压机上进行压制；压力为180～240MPa，保压时间10～60分钟，采用三级卸压；

3)真空烧结：真空烧结温度为800～950℃，保温时间为1～4小时，真空度≤3×10^-2Pa；

4)热挤压：挤压温度850～950℃，挤压比为10～25；

5)连续挤压：连续挤压机转速为5～10r/min，挤压比为10～50；

6)冷拉拔：将连续挤压后的线材进行冷拉拔，加工率为50％～80％；

7)中间热处理：将上述冷拉拔后的线材放入真空退火炉中进行中间热处理，热处理温度为250～400℃，时间为0.5～3小时；

8)冷拉拔至成品尺寸：将上述中间热处理后的线材进行冷拉拔至成品尺寸，加工率为60％～95％；

9)在线热处理：将上述冷拉拔后的线材进行在线热处理，热处理温度为250℃～450℃，退火速度为5～20m/min，得到所述石墨烯铜复合线材。

2.根据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯铜复合线材的制备方法，其特征在于：所述石墨烯的层数为1～10。

3.根据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯铜复合线材的制备方法，其特征在于：所述石墨烯铜复合线材中，石墨烯均匀弥散地分布于铜基体中。

4.根据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯铜复合线材的制备方法，其特征在于：所述石墨烯铜复合线材的抗拉强度达330～480MPa、延伸率为6％～20％、导电率为95～105％IACS。

5.根据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯铜复合线材的制备方法，其特征在于：步骤1)中，采用滚筒混料机进行混粉，混粉时间为4～16小时。

6.一种高强高导石墨烯铜复合线材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)混粉：将原料按石墨烯含量0.5wt.％，杂质元素总含量0.05wt.％，余量为铜，采用滚筒混料机进行混粉，混粉时间为12小时；

2)冷等静压：将复合粉在冷等静压机上进行压制，压制工艺为：压力220MPa，保压时间30分钟，三级卸压；

3)真空烧结：所述的真空烧结工艺为：温度925℃，保温3小时，真空度≤3×10^-2Pa；

4)热挤压：将上述真空烧结后的铸锭进行热挤压制成棒材，挤压温度875℃，挤压比为15；

5)连续挤压：将热挤压后的棒材进行连续挤压，连续挤压机转速为8r/min，挤压比为40；

6)冷拉拔：将上述连续挤压后的线材进行冷拉拔，加工率为70％；

7)中间热处理：将上述冷拉拔后的线材放入真空退火炉中进行中间热处理，热处理温度为275℃，时间为3小时；

8)冷拉拔至成品尺寸：将上述中间热处理后的线材进行冷拉拔至成品尺寸，加工率为85％；

9)在线热处理：将上述冷拉拔后的线材进行在线热处理，热处理温度为350℃，退火速度16m/min，得到所述石墨烯铜复合线材；所述石墨烯铜复合线材的抗拉强度达401MPa、延伸率为12.5％、导电率为102.7％IACS。

7.一种高强高导石墨烯铜复合线材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)混粉：将原料按石墨烯含量0.75wt.％，杂质元素总含量0.04wt.％，余量为铜，采用滚筒混料机进行混粉，混粉时间为6小时；

2)冷等静压：将复合粉在冷等静压机上进行压制，压制工艺为：压力200MPa，保压时间30分钟，三级卸压；

3)真空烧结：所述的真空烧结工艺为：温度900℃，保温2小时，真空度≤3×10^-2Pa；

4)热挤压：将上述真空烧结后的铸锭进行热挤压制成棒材，挤压温度900℃，挤压比为15；

5)连续挤压：将热挤压后的棒材进行连续挤压，连续挤压机转速为8r/min，挤压比为40；

6)冷拉拔：将上述连续挤压后的线材进行冷拉拔，加工率为65％；

7)中间热处理：将上述冷拉拔后的线材放入真空退火炉中进行中间热处理，热处理温度为300℃，时间为2小时；

8)冷拉拔至成品尺寸：将上述中间热处理后的线材进行冷拉拔至成品尺寸，加工率为70％；

9)在线热处理：将上述冷拉拔后的线材进行在线热处理，热处理温度为400℃，退火速度18m/min，得到所述石墨烯铜复合线材；所述石墨烯铜复合线材的抗拉强度达455MPa、延伸率为9.5％、导电率为103.5％IACS。