[實用新型]高導電率無氧銅化料裝置

有效

• 申請號: 201220645784.X
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN202925081U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 張海濤;張海霞;車永軍
• 申請（專利權）人: 錦州新世紀石英（集團）有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C9/00;F27D27/00
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所 21225
• 代理人: 李輝

技術領域

本實用新型涉及一種高導電率無氧銅化料裝置。

背景技術

無氧銅是一種導電率高、耐蝕性、耐低溫、加工和焊接性能好的金屬材料，廣泛應用于濺射靶材、高端音響線和高端微電子器件連接線。國標TU0無氧銅和美標C10100無氧銅都是高級別的銅材，電導率為IACS?101%，剩余電阻率為200。在超級導體電纜、粒子加速器元器件等高端導線應用上，更高電導率的無氧銅成為主要研究方向。

銅電導率的提高與降低銅材內的氧氣含量、金屬雜質含量以及改善晶體結構有關，其中，對電導率影響最大的是氧氣和鐵雜質的含量。銅中鐵雜質可以通過電解來降低，然而，電解的過程易把氧氣帶入沉積的銅粉內；同時，氧氣在銅液的溶解度也很高，在熔化銅的過程中氧氣也很容易進入銅液中，導致鑄錠的銅材的含氧量很高，一般可達幾百的ppm，使電導率在IACS?100%以下。

目前，無氧銅脫氧提純方法是把高純電解銅放入高純石墨坩堝內，通過高頻感應加熱熔化至1350℃～1370℃，并在5×10^-2Pa的真空環境下，保溫20min，使氣體和揮發性雜質充分揮發出來，得超高純銅鑄錠。該方法采用了真空加熱方式脫除氧氣和雜質，但是氧氣脫除速度慢，加熱揮發的時間受限（太長的揮發時間，會導致大量的銅被揮發掉），限制了真空脫氧和除雜的能力。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種脫氧速度快、真空脫氧除雜能力強的高導電率無氧銅化料裝置。

本實用新型的技術解決方案是：

一種高導電率無氧銅化料裝置，包括真空熔煉爐爐體，在真空熔煉爐爐體中設有主加熱器，所述真空熔煉爐爐體的容腔內設有石墨坩堝，所述石墨坩堝底部設有一個排液口，所述排液口上設有排液控制閥，其特殊之處是：所述石墨坩堝內懸置有可升降的石墨攪拌器。

在真空熔煉爐爐體內位于石墨坩堝的上方設有升降機構，所述的石墨攪拌器與升降機構相連。

所述石墨攪拌器是由篩板、設在篩板中心位置的升降桿組成。

在真空熔煉爐爐體中對應排液口位置設有輔助加熱器，以避免液態無氧銅在澆注過程中凝固。

本實用新型的有益效果：?

由于石墨坩堝中增設了石墨攪拌器，石墨攪拌器在升降的過程中使銅液與石墨充分接觸，增大了銅液中氧氣與石墨接觸面積，并且石墨攪拌器的篩板結構在攪拌過程中干擾銅液的表層張力，促進氣體快速離開銅液，脫氧和除雜能力強，實現了短時間高效率脫氧。

附圖說明

圖1是實用新型的結構示意圖；?

圖2是圖1中石墨攪拌器的俯視圖；

圖中：1-真空熔煉爐爐體，2-輔助加熱器，3-主加熱器，?4-石墨坩堝，401-排液口，5-石墨攪拌器，501-篩板，502-升降桿，6-升降機構，7-排液控制閥，8－拉錠裝置。

具體實施方式

如圖所示，該高導電率無氧銅化料裝置，包括真空熔煉爐爐體1，在真空熔煉爐爐體1中設有主加熱器3，在所述真空熔煉爐爐體1的容腔內設有石墨坩堝4，所述石墨坩堝4底部設有一個排液口401，所述排液口401上設有排液控制閥7，在真空熔煉爐爐體1中對應排液控制閥7位置設有輔助加熱器2。在所述石墨坩堝4內懸置有石墨攪拌器5，所述石墨攪拌器5是由篩板501、通過螺紋連接在篩板501表面中心位置的升降桿502組成，本實施例篩板501上的篩孔為圓孔（也可為方孔）。所述升降桿502與設在真空熔煉爐爐體1內并位于石墨坩堝4上方的升降機構6相連，通過升降機構6實現升降桿502的升降。

在生產時，?將清洗烘干后的純度＞99.95%的電解銅塊裝入石墨坩堝4內，抽真空，當真空度達到10Pa，啟動主加熱器3，將銅塊加熱至900℃，并將真空熔煉爐抽真空至0.009Pa，保溫2h，充保護氣，將氣壓調整至1Pa，提高加熱溫度，在1200℃下使銅塊熔化成銅液；繼續提高真空度至0.009Pa，啟動石墨攪拌器5，石墨攪拌器5以20mm/min的速度下降進入銅液，到達石墨坩堝4底部后，以20mm/min的速度回升至液面，在銅液內上下往復運動，攪拌0.5h，得液態無氧銅；用輔助加熱器2將排液口401加熱到1350℃，打開排液控制閥7，將液態無氧銅澆注在真空熔煉爐爐體1內位于化料裝置下方的拉錠裝置8內，進行結晶和拉錠，得無氧銅錠；對無氧銅錠進行導電性測量，測量結果如表1所示。

表1

電導率RRR剩余電阻率 (4.2K)RRR剩余電阻率 (10K)RRR剩余電阻率 (20K)IACS102.4%500420310