[發明專利]一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法

在審

• 申請號: 201410235458.5
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103978054A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 王鵬飛;梁明;徐曉燕;焦高峰;段穎;李成山
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21C1/02
• 分類號: B21C1/02;B21C1/12
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于線材拉拔技術領域，具體涉及一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法。

背景技術

高強高導銅基復合材料是集優良物理性能和力學性能為一身的有色金屬材料，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展方向之一，如Cu-Ag、Cu-Nb、Cu-Cr、Cu-Zr以及Cu-Ta等復合材料相繼被研究和制備出來，被廣泛的用于高脈沖磁場導體材料、轉換開關、電接觸器、引線框架及電子器件等。隨著銅基復合材料應用領域的不斷拓寬及其消耗量的迅速增長，Cu基復合材料越來越受到人們的高度關注。理論和大量試驗研究表明，Cu-Nb和Cu-Ag合金作為抗拉強度和導電率匹配較好的材料，是強磁場體繞組的首選，但是由于Cu-Ag合金制備工藝復雜、成本高，所以研究和開發出綜合性能優異的Cu-Nb復合材料具有十分重要的意義。

目前，用于脈沖磁體的導體材料主要是Cu-Nb微觀復合材料，該復合材料是以銅為基體，Nb芯絲為增強體，采用集束拉拔技術，通過多次復合、多道次拉拔及熱處理技術獲得連續納米Nb纖維。但是采用該方法制備的Cu-Nb微觀復合材料已經達到加工極限，材料的強度無法再得到進一步提升，強度一般在800MPa～1000MPa之間。因此實現芯絲尺寸細化和界面相對增多是提升材料性能的必由之路?；诖死碚?，公開號為CN102974643A的專利公開了一種特殊結構的Cu-Nb-Cu復合材料，中心為Cu棒，次外層包覆Nb管，最外層為Cu管，不同于目前Cu-Nb單芯復合材料結構中Nb以棒狀結構存在，而Nb以管狀結構分布，最終復合材料經過三次復合、多道次的集束拉拔及結合熱處理形成一種良好的Cu/Nb界面結合效果，從而達到了提高線材的力學性能和導電性能的目的。集束拉拔加工過程中，Cu-Nb-Cu復合線材需要進行多次中間退火以消除加工硬化，同時由于多次復合，芯絲數量大，線材的加工硬化異常明顯，Cu-Nb-Cu復合線材達到一定尺寸時，表面會出現少量節點，這不僅嚴重影響線材的表面質量，內部芯絲變形的一致性，而且還會增加Cu-Nb-Cu復合線材與模具之間的摩擦，使拉拔力大幅度增大，導致線材斷裂，從而使線材的加工很難持續進行，從而影響Cu-Nb-Cu復合線材的力學性能和導電性能。

為了實現低成本大規模工業應用的高強高導復合材料，提高Cu-Nb-Cu復合線材的均勻性、表面質量、降低斷芯率并快速制備線帶材是目前亟待解決的關鍵問題，尤其對脈沖磁體的快速發展有著重要的現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法。該方法采用電塑性拉拔對Cu-Nb-Cu復合線材進行多道次拉拔，操作方便、簡單，且消耗成本低，大大提高了Cu-Nb-Cu復合線材的加工效率，縮短加了工周期，使線材免于多次退火造成的性能降低現象。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法，其特征在于，采用公開號為CN102489533A的發明專利公開的電塑性拉拔裝置對Cu-Nb-Cu復合線材進行電塑性拉拔，具體方法為：調節電塑性拉拔裝置的直流脈沖電源的占空比為15％～20％，輸出電壓為20V，電流密度為4000A/mm²～5000A/mm²，脈沖頻率為55kHz～60kHz，對Cu-Nb-Cu復合線材進行多道次拉拔，拉拔過程中控制待處理的Cu-Nb-Cu復合線材的運行速度為5.0m/min～6.0m/min，并控制拉拔的道次加工率為5％～15％。

上述的一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法，所述Cu-Nb-Cu復合線材的線徑不大于20mm。

上述的一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法，控制拉拔的道次加工率為5％～10％。

上述的一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法，拉拔過程中當出現斷芯現象時，對拉拔后的Cu-Nb-Cu復合線材進行真空退火處理。

上述的一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法，所述真空退火處理的溫度為600℃～800℃，真空度不大于10^-3Pa，保溫時間為2h～4h。

上述的一種Cu-Nb-Cu復合線材的電塑性拉拔方法，所述拉拔的總加工率為50％～75％。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明采用電塑性拉拔對Cu-Nb-Cu復合線材進行多道次拉拔，操作方便、簡單，且消耗成本低。