[發(fā)明專利]一種Cu-Ag多芯復合線材的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210203151.8
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102723144A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬飛;梁明;徐曉燕;馬小波;段穎;盧亞鋒;李成山
• 申請（專利權(quán)）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/02
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬基復合材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種Cu-Ag多芯復合線材的制備方法。

背景技術(shù)

高強高導銅合金材料是集優(yōu)良物理性能和力學性能的有色金屬材料，其中形變銅基復合材料是高強高導銅合金的研究熱點和發(fā)展方向之一，其突出的特點是有超高的強度和良好的電導率，廣泛的用于高脈沖磁場線圈、轉(zhuǎn)換開關(guān)、電接觸器、引線框架、電車及電力火車導線等器件。隨著銅基復合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大及其消耗量的迅速增長，這種材料已逐漸受到高度關(guān)注。

脈沖磁體是實現(xiàn)60T以上高磁場的唯一手段，可為物理、生物和材料領(lǐng)域的研究提供基礎(chǔ)平臺，尤其是非破壞性脈沖磁體，可重復性較好且成本較低，廣泛用于各類研究機構(gòu)。但非破壞性脈沖磁體對導體材料有很高的要求，要求材料具有很高的強度用來抵抗磁場產(chǎn)生的洛侖茲力，具有良好的導電性以減少焦耳熱效應(yīng)，具有良好的延展性以便于繞制小內(nèi)徑線圈。

目前，用于脈沖磁體的導體材料主要是Cu-Nb、Cu-Ag復合材料，Cu-Nb復合材料主要是原位法制備技術(shù)，但這種加工技術(shù)有一定的局限性，在合金鑄造過程中，可能引起增強體分布的不均勻性，造成基體污染，同時由于增強體的不連續(xù)分布，限制了材料導電性的提高。Cu-Ag復合材料目前主要采用的是傳統(tǒng)的Cu-Ag合金熔煉、鍛造、拉拔和軋制等手段獲得，該方法需要嚴格控制材料的鑄造工藝、合金成分和加工參數(shù)，且由于材料經(jīng)歷的加工真應(yīng)變有限（一般真應(yīng)變小于9），材料強度無法得到極大的提升。而且由于在Cu基體中添加的導電性能優(yōu)異的Ag單質(zhì)經(jīng)過塑性變形形成了非連續(xù)Ag纖維以及Cu-Ag合金中沉淀相的出現(xiàn)均影響了材料的電導特性，從而導致材料導電率相對降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種Cu-Ag多芯復合線材的制備方法。本發(fā)明制備的Cu-Ag多芯復合線材具有上億芯的連續(xù)Ag芯絲和較高的真應(yīng)變，滿足了脈沖磁體對復合線材高強度、高導電率的需求。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種Cu-Ag多芯復合線材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將純Ag棒、無氧銅包套分別進行清洗和烘干，再把純Ag棒裝入無氧銅包套中，得到Cu-Ag復合包套；

步驟二、采用真空電子束焊將Cu-Ag復合包套兩端封焊，將封焊后的Cu-Ag復合包套在溫度為500℃～700℃的條件下保溫1.5h～3h后保持擠壓比為9～20進行擠壓，得到單芯復合棒；

步驟三、采用拉拔設(shè)備將步驟二中的單芯復合棒進行多道次拉拔得到橫截面為正六邊形的單芯復合線材，所述橫截面正六邊形的對邊距為2.0mm～3.0mm，當被拉拔的單芯復合棒橫截面積＞20mm²時，采用10%～20%的道次加工率，當被拉拔的單芯復合棒橫截面積≤20mm²后，采用7%～10%的道次加工率，拉拔加工過程中進行兩次用于消除單芯復合棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的真空退火處理，拉拔的總加工率為80%～88%時，進行第一次真空退火處理，拉拔的總加工率為90%～95%時，進行第二次真空退火處理；

步驟四、采用常規(guī)方法將步驟三中所述單芯復合線材依次進行矯直，定尺，截斷，酸洗，烘干；

步驟五、將n根步驟四中烘干后的單芯復合線材集束裝入新的無氧銅包套中，重復步驟二、步驟三和步驟四，得到橫截面為正六邊形的多芯復合線材一；

步驟六、將n根步驟五中的多芯復合線材一集束裝入新的無氧銅包套中，重復步驟二、步驟三和步驟四，得到橫截面為正六邊形的多芯復合線材二；

步驟七、將n根步驟六中的多芯復合線材二集束裝入新的無氧銅包套中，重復步驟二、步驟三得到橫截面為正六邊形的Cu-Ag多芯復合線材；

所述步驟五、步驟六和步驟七中的n相等且均為500～630，所述Cu-Ag多芯復合線材的芯數(shù)為n³，所述Cu-Ag多芯復合線材中Ag的體積百分含量為18%～24%，余量為Cu。

上述步驟一中純Ag棒的質(zhì)量純度≥99.9%。

上述步驟三中真空退火的具體工藝為：將拉拔過程中的單芯復合棒置于溫度為650℃～750℃的真空退火爐中，保溫時間8h～12h，保持真空退火爐的真空度在10^-3Pa以上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明工藝簡單、流程短、制備成本低避免了Cu-Ag合金的熔煉工藝帶來的額外成本和加工周期，僅通過多次的多芯集束組裝實現(xiàn)了Ag芯絲的細化，并結(jié)合擴散熱處理形成良好的Cu/Ag界面結(jié)合效果。