[發明專利]一種高純無氧銅材的制備方法

有效

• 申請號: 201310484777.5
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103540764A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 宋克興;賈淑果;鄧猛;李紅霞;國秀花;趙培峰;張學賓;張彥敏;周嚴軍;喬艷艷;李寧寧;何霞
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C22B15/14
• 分類號: C22B15/14
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

技術領域

本發明涉及一種高純無氧銅材的制備方法，屬于有色金屬加工技術領域。

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。一般紫銅含氧量規定為200ppm，我國零號、一號、二號無氧銅中氧含量規定分別為5ppm、20ppm、30ppm，美國ASTM標準中電真空用無氧銅規定了2個牌號，其氧含量分別為5ppm和10ppm。但是隨著高保真音響器材、真空電子器件、海底光/電纜等行業對高純無氧銅性能要求的提高，其要求氧含量越來越低，有的甚至要求氧含量在2ppm以下。因此目前傳統生產無氧銅的方法很難滿足市場要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種高純無氧銅材的制備方法，能夠制備出氧含量在2ppm以下的高純無氧銅材。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是提供一種高純無氧銅材的制備方法，包括以下步驟：

（1）選用1#電解銅為原料，清洗、烘干，放入熔煉坩堝中；

（2）熔煉前抽真空，并持續通入惰性氣體除氧；待真空度達到-0.1到-0.2MPa時，加熱熔煉，熔煉過程在銅液表面覆蓋木炭或鱗片狀石墨并通入惰性氣體進行保護，同時在銅液中通入惰性氣體進一步脫氧；待1#電解銅熔化后繼續保溫；

（3）保溫結束后，水平連鑄即得。

所述加熱熔煉溫度為1100-1200℃。

所述惰性氣體為氬氣或氮氣。

步驟（2）中采用木炭覆蓋，覆蓋厚度為150-200mm。

步驟（2）中采用鱗片狀石墨覆蓋，覆蓋厚度為50-100mm。

所述保溫的溫度為1100-1200℃，時間為1-2h。

所述水平連鑄中拉坯速度為80-150mm/min，冷卻水流量2.0-3.0m³/h。

本發明所用1#電解銅符合國家標準GB/T467-2010的規定。

本發明的熔煉坩堝與銅液流出熔煉坩堝至結晶所接觸的流道均由高純石墨（純度＞99.9%）材料制成，以防止在連鑄過程中帶入氧。

本發明采用真空熔煉，并在氣體保護下進行水平連鑄的方法制備高純無氧銅材。在熔煉前期，抽真空，并充入惰性氣體，能夠最大程度的排氧、脫氧，保證熔煉爐內為氧含量極低的氣氛；熔煉過程中，采用覆蓋劑，起到隔離、脫氧效果，并將惰性氣體直接通入銅液中進一步脫氧。因此本發明的方法能夠制備出氧含量在2ppm以下的高純無氧銅材，從而提供一種氧含量低，純度高，組織性能優良的高純無氧銅材。

具體實施方式

實施例1

本實施例的高純無氧銅材的制備方法，包括以下步驟：

（1）選用1#電解銅為原料，清洗電解銅表面污垢、然后烘干，放入石墨坩堝中；

（2）熔煉前抽真空，并持續通入氬氣除氧；待真空度達到-0.1MPa時，加熱熔煉，熔煉溫度為1200℃，熔煉過程在銅液表面覆蓋木炭，覆蓋厚度為150mm并通入氬氣進行保護，同時在銅液中通入氬氣進一步脫氧；待電解銅熔化后在1200℃條件下保溫2h；

（3）待保溫結束，水平連鑄：拉坯速度為80mm/min，冷卻水流量2.0m³/h，制得高純無氧銅材，氧含量為1.7ppm。

實施例2

本實施例的高純無氧銅材的制備方法，包括以下步驟：

（1）選用1#電解銅為原料，清洗電解銅表面污垢、然后烘干，放入石墨坩堝中；

（2）熔煉前抽真空，并持續通入氬氣除氧；待真空度達到-0.2MPa時，加熱熔煉，熔煉溫度為1150℃，熔煉過程在銅液表面覆蓋木炭，覆蓋厚度為200mm并通入氬氣進行保護，同時在銅液中通入氬氣進一步脫氧；待電解銅熔化后在1150℃條件下保溫1h；

（3）待保溫結束，水平連鑄：拉坯速度為120mm/min，冷卻水流量2.5m³/h，制得高純無氧銅材氧含量為1.3ppm。

實施例3

本實施例的高純無氧銅材的制備方法，包括以下步驟：

（1）選用1#電解銅為原料，清洗電解銅表面污垢、然后烘干，放入石墨坩堝中；

（2）熔煉前抽真空，并持續通入氬氣除氧；待真空度達到-0.1MPa時，加熱熔煉，熔煉溫度為1160℃，熔煉過程在銅液表面覆蓋木炭，覆蓋厚度為180mm并通入氬氣進行保護，同時在銅液中通入氬氣進一步脫氧；待電解銅熔化后在1160℃條件下保溫1.5h；