[發明專利]一種高強高導石墨烯銅復合線材及其制備方法

有效

• 申請號: 202011134558.0
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112359244B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 楊振;馮雪;解浩峰;彭麗軍;黃國杰;張文婧;米緒軍
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;B22F3/04;B22F3/10;C22F1/02;C22F1/08;C21D9/52;C22C32/00;B21C37/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種高強高導石墨烯銅復合線材的制備方法，所述石墨烯銅復合線材中，石墨烯含量為0.05～0.8wt.％，雜質元素總含量≤0.1wt.％，余量為銅；其特征在于：

所述制備方法包括以下步驟：

1)按所述的原料質量百分比混粉；

2)冷等靜壓：冷等靜壓時，將復合粉在冷等靜壓機上進行壓制；壓力為180～240MPa，保壓時間10～60分鐘，采用三級卸壓；

3)真空燒結：真空燒結溫度為800～950℃，保溫時間為1～4小時，真空度≤3×10^-2Pa；

4)熱擠壓：擠壓溫度850～950℃，擠壓比為10～25；

5)連續擠壓：連續擠壓機轉速為5～10r/min，擠壓比為10～50；

6)冷拉拔：將連續擠壓后的線材進行冷拉拔，加工率為50％～80％；

7)中間熱處理：將上述冷拉拔后的線材放入真空退火爐中進行中間熱處理，熱處理溫度為250～400℃，時間為0.5～3小時；

8)冷拉拔至成品尺寸：將上述中間熱處理后的線材進行冷拉拔至成品尺寸，加工率為60％～95％；

9)在線熱處理：將上述冷拉拔后的線材進行在線熱處理，熱處理溫度為250℃～450℃，退火速度為5～20m/min，得到所述石墨烯銅復合線材。

2.根據權利要求1所述的一種高強高導石墨烯銅復合線材的制備方法，其特征在于：所述石墨烯的層數為1～10。

3.根據權利要求1所述的一種高強高導石墨烯銅復合線材的制備方法，其特征在于：所述石墨烯銅復合線材中，石墨烯均勻彌散地分布于銅基體中。

4.根據權利要求1所述的一種高強高導石墨烯銅復合線材的制備方法，其特征在于：所述石墨烯銅復合線材的抗拉強度達330～480MPa、延伸率為6％～20％、導電率為95～105％IACS。

5.根據權利要求1所述的一種高強高導石墨烯銅復合線材的制備方法，其特征在于：步驟1)中，采用滾筒混料機進行混粉，混粉時間為4～16小時。

6.一種高強高導石墨烯銅復合線材的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)混粉：將原料按石墨烯含量0.5wt.％，雜質元素總含量0.05wt.％，余量為銅，采用滾筒混料機進行混粉，混粉時間為12小時；

2)冷等靜壓：將復合粉在冷等靜壓機上進行壓制，壓制工藝為：壓力220MPa，保壓時間30分鐘，三級卸壓；

3)真空燒結：所述的真空燒結工藝為：溫度925℃，保溫3小時，真空度≤3×10^-2Pa；

4)熱擠壓：將上述真空燒結后的鑄錠進行熱擠壓制成棒材，擠壓溫度875℃，擠壓比為15；

5)連續擠壓：將熱擠壓后的棒材進行連續擠壓，連續擠壓機轉速為8r/min，擠壓比為40；

6)冷拉拔：將上述連續擠壓后的線材進行冷拉拔，加工率為70％；

7)中間熱處理：將上述冷拉拔后的線材放入真空退火爐中進行中間熱處理，熱處理溫度為275℃，時間為3小時；

8)冷拉拔至成品尺寸：將上述中間熱處理后的線材進行冷拉拔至成品尺寸，加工率為85％；

9)在線熱處理：將上述冷拉拔后的線材進行在線熱處理，熱處理溫度為350℃，退火速度16m/min，得到所述石墨烯銅復合線材；所述石墨烯銅復合線材的抗拉強度達401MPa、延伸率為12.5％、導電率為102.7％IACS。

7.一種高強高導石墨烯銅復合線材的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)混粉：將原料按石墨烯含量0.75wt.％，雜質元素總含量0.04wt.％，余量為銅，采用滾筒混料機進行混粉，混粉時間為6小時；

2)冷等靜壓：將復合粉在冷等靜壓機上進行壓制，壓制工藝為：壓力200MPa，保壓時間30分鐘，三級卸壓；

3)真空燒結：所述的真空燒結工藝為：溫度900℃，保溫2小時，真空度≤3×10^-2Pa；

4)熱擠壓：將上述真空燒結后的鑄錠進行熱擠壓制成棒材，擠壓溫度900℃，擠壓比為15；

5)連續擠壓：將熱擠壓后的棒材進行連續擠壓，連續擠壓機轉速為8r/min，擠壓比為40；

6)冷拉拔：將上述連續擠壓后的線材進行冷拉拔，加工率為65％；

7)中間熱處理：將上述冷拉拔后的線材放入真空退火爐中進行中間熱處理，熱處理溫度為300℃，時間為2小時；

8)冷拉拔至成品尺寸：將上述中間熱處理后的線材進行冷拉拔至成品尺寸，加工率為70％；

9)在線熱處理：將上述冷拉拔后的線材進行在線熱處理，熱處理溫度為400℃，退火速度18m/min，得到所述石墨烯銅復合線材；所述石墨烯銅復合線材的抗拉強度達455MPa、延伸率為9.5％、導電率為103.5％IACS。