[發明專利]一種制備異構銅導線的裝置及方法

有效

• 申請號: 201911388085.4
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111508661B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 周浩;許夢凝;高波;陳雪飛;戴文宇;曹陽;李玉勝;聶金鳳
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B13/02;B21C37/04;C21D9/52;C22F1/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發明屬于金屬材料制備領域，具體涉及一種制備異構銅導線的裝置及方法。包括編扭單元：包括兩個夾持旋轉軸，用于將多個平行設置的銅/銅合金棒材編扭鉸結，實現材料初步的機械結合；旋鍛單元：設置在編扭單元兩個夾持旋轉軸之間，用于對編扭之后的棒材進行旋鍛；拉絲單元：設置在編扭、旋鍛單元后側，用于對旋鍛之后的棒材進行拉絲；熱處理單元：位于拉絲單元后端，用于對拉絲之后的棒材進行熱處理，從而獲得異構銅合金導線。本申請通過連續編扭熱旋鍛拉絲變形結合后續熱處理的方法，制得了具備不同晶粒尺度的高強高韌異構銅合金導線。

技術領域

本發明屬于金屬材料制備領域，具體涉及一種制備異構銅導線的裝置及方法。

背景技術

隨著節能減排的要求不斷提高，電力科技對電線電纜等用于傳輸電能、傳遞信息和實現電磁能量轉換的產品需求量日益增加。金屬導線是最常規的電線電纜產品用材，常規的純銅、純鋁作為導線用材能夠滿足導電性要求。但是，為實現遠程高效且穩定的電力輸送，對于導體的力學性能也有了新的要求。一般情況下，材料的強度與電導率難以同時兼顧。金屬材料強度提高后缺陷密度提高，阻礙電子在材料中的遷移。并且，高密度的缺陷還會導致材料的延展性下降，對電力傳送的安全性和穩定性產生不利影響。

經對現有技術的文獻檢索發現，戴雅康等人在《Electric WireCable》電線電纜期刊，2013,6(6)：1-6.上發表的“包覆焊接-拉拔法銅包鋁線冶金結合機理的探討”一文中，介紹了一種制備銅-鋁復合導線的方法，對包覆焊接后拉拔成形的銅-鋁復合材料進行熱處理，調控材料的微觀組織，改善力學性能，獲得所需力學性能的軟態銅包鋁線，該技術方法的特點如下：(1)鋁的質量較輕，使得銅-鋁復合線材更輕質，符合環保節能的理念；(2)銅-鋁復合線材充分發揮了鋁的低密度性能和銅的優良導電性能。但是，該技術也存在以下問題：(1)銅和鋁的彈性模量差異較大，兩種基體的界面結合較差，使得導線的導電性能有所下降；(2)鋁的化學性質較活潑，在制備過程中易發生氧化，產生的氧化層影響兩種基體界面的結合效果。

進一步檢索發現，賀飛等人在《Surface Technology》表面技術期刊，2007，36(5):78-81上發表的“銅包鋼線材及其生產工藝”一文中，介紹了一種采用電鍍法生產銅包鋼線材的工藝方法，利用電沉積原理,在銅鹽溶液中將鋼絲表面鍍上銅層，以制得銅-鋼復合線材，該技術具有以下特點：(1)銅包鋼線的鋼芯具有足夠的機械強度，而銅層的導電性能較好；(2)銅層與鋼芯間的界面結合好，線材性能優異。但是，該技術也存在以下問題：(1)電鍍法生產銅包鋼線的銅鍍層較薄，性能較脆，銅層中易混有雜質而影響導電性；(2)在傳統的預鍍銅液中含有劇毒的氰化物，存在較大的生產危險性以及對環境的污染性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備異構銅導線的裝置及方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種制備異構銅導線的裝置，包括

編扭單元：包括兩個夾持旋轉軸，用于將多個平行設置的銅/銅合金棒材編扭鉸結，實現材料初步的機械結合；

旋鍛單元：設置在編扭單元兩個夾持旋轉軸之間，用于對編扭之后的棒材進行旋鍛；

拉絲單元：設置在編扭、旋鍛單元后側，用于對旋鍛之后的棒材進行拉絲；

熱處理單元：位于拉絲單元后端，用于對拉絲之后的棒材進行熱處理，從而獲得異構銅合金導線。

進一步的，還包括控制柜，所述控制柜與編扭單元、旋鍛單元和拉絲單元連接，用于控制編扭、旋鍛和拉絲過程；所述編扭單元和旋鍛單元放置于控制柜上方。

進一步的，所述夾持旋轉軸內部設有緊固膠圈，夾持旋轉軸通過緊固膠圈夾持多個平行設置的銅/銅合金棒材的兩端，并旋轉一端的夾持旋轉軸，實現多個平行設置的銅/銅合金棒材編扭鉸結。

進一步的，所述旋鍛單元包括鍛壓模具和旋轉機構，所述鍛壓模具裝配于相應的旋轉機構上，逐級布置不同直徑的鍛壓模具。