一種用於導線的銅合金及製備方法
2023-05-20 10:28:51 1
一種用於導線的銅合金及製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於導線的銅合金及製備方法，所述銅合金的成份組成按重量百分比為：1.0-1.3％的鎳，0.5-1.0％的鋁，0.01-0.03％的銦，0.1-0.3％的鈹，0.3-0.8％的鋅，0.4-0.6％的矽，0.001-0.05％的鑭系稀土金屬，其餘為銅及不可避免的雜質。
【專利說明】 一種用於導線的銅合金及製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於合金材料領域，特別是指一種用於導線的銅合金及製備方法。
【背景技術】
[0002]現使用的導線，尤其是用於有移動或震動場所的導線以及電纜等，主要使用的是軟銅線或其上鍍有錫等的銅線絞合形成的捻線作為導體，該導體上覆蓋有同心圓狀的氯乙烯或膠聯氯乙烯等絕緣體的電線。
[0003]近來對導線的耐久性、耐折性及導電性能的要求也越來越高。從節省能源的角度出發，減小電線導體的直徑以減輕重量和節省材料，但以往的電線導體的通電容量是一定的，減小電線直徑也就減小了通過容量的減小。並且電線導體直徑的減小導致耐折性能下降，因此現有的電線已經無法滿足這些要求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種銅合金材料的改進，通過該技術方案能夠提高銅合金的強度和電導率，使得在減小導線直徑的情況下保證通電容量的同時也保證或提高耐折性倉泛。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種用於導線的銅合金，所述銅合金的成份組成按重量百分比為:1.0-1.3%的鎳，0.5-1.0 % 的鋁，0.01-0.03% 的銦，0.1-0.3% 的鈹，0.3-0.8% 的鋅，0.4-0.6% 的矽，0.001-0.05%的鑭系稀土金屬，其餘為銅及不可避免的雜質。
[0007]所述銅合金材料的成份組成按重量百分比進一步包括有:0.1-0.6%的錫，0.01-0.1 %的鉻，0.05-1.0 %的鈷，0.01-0.05%的磷，0.05-0.1 %的鐵中的一種或多種組八口 ο
[0008]所述銅合金材料的成份組成按重量百分比進一步包括有:0.02-0.1 %的錳和0.08-0.2%的鎂中的一種或兩種組合。
[0009]根據上述各項用於導線的銅合金的製備方法，包括以下步驟:
[0010]使用高頻熔解爐將各組分熔解，將熔液在1200-1300°C恆溫孕育10_30分鐘，然後以不低於10°c /分鐘降溫150-200°c，然後再升溫至1200-1300°c，恆溫10-30分鐘後鑄造銅坯，在銅坯的兩端通直流電源或電磁場5分鐘，將銅坯在900°C下進行熱擠壓後立即淬火處理得到圓棒，然後冷拉得到線料。
[0011]本發明的有益效果是；
[0012]1，通過在本發明的技術方案中加入鑭系稀土金屬，能夠有效提高銅合金的電導率，因為在合金中鎳和矽等的導電係數低於銅的導電係數，當加入鎳和矽等材料後在減小導線直徑後的通電容量降低，但當加入鑭系稀土金屬後，銅合金的電導率反而提高甚至超過銅的電導率，從而可以實現導線直徑的減小。
[0013]2，通過在生產中使用直流電源或電磁場，使得組織內晶體的排列整齊，並通過溫度的改變，有利於組織體內晶粒的均勻。
【具體實施方式】
[0014]以下通過具體實施例來對本發明進行詳細說明。
[0015]在本發明中各組成成份均按重量百分比計量。
[0016]鎳和矽的加入為了提高銅合金的強度的元素，通過鎳和矽在銅合金中形成矽鎳析出物來提高銅合金的強度，鎳的重量百分比含量為1.0-1.3%，矽的重量百分含量為0.4-0.6%。雖然這兩種元素能夠增強銅合金的強度，但這兩種元素的電導率低於銅的電導率很多，加入的量過多會影響銅合金的電導率，增加銅合金的電阻，通電容量下降。
[0017]在本技術方案中加入鑭系稀土金屬，該稀土金屬能夠改變銅合金內部的晶體排列，提高電子的通過率能夠提高銅合金的通電容量，要本發明中適用的鑭系稀土金屬的用量為0.001-0.05%。當然可以增加鑭系稀土金屬的用量，但根據導線的用途增加過多反而提高銅合金的成本，並且當使用量超過1.0%時反而不會再增加銅合金的導電率。
[0018]本發明的銅合金，還包括有0.5-1.0%的鋁，0.01-0.03%的銦，0.1_0.3%的鈹，0.3-0.8% 的鋅。
[0019]對於本發明的銅合金，還可以含有錫、鐵、鉻、鈷、磷中的至少一種，這些元素中磷能夠增加銅合金材料的強度，但用量過多會影響銅合金的韌性。其它的幾種元素能夠增加銅合金材料強度的同時提高彎折耐久性能，具體的用量為0.1-0.6%的錫，0.01-0.1 %的鉻，0.05-1.0%的鈷，0.01-0.05%的磷，0.05-0.1 %的鐵。當這些元素的用量過多時會影響銅合金材料的電導率。
[0020]本發明中還可以選用鎂和錳兩種元素中的至少一種，這兩種元素能夠在防止加熱脆化和改善熱加工性能方面有很大的優勢，有利於減少導線直徑。但這兩種元素的用量超過0.5%時會明顯影響銅合金的導電性能，在本發明中這兩種元素的用量為0.02-0.1%的錳和/或0.08-0.2%的鎂。
[0021]本發明的製備方法是，使用高頻熔解爐將各組分熔解，將熔液在1200-1300°C恆溫孕育10-30分鐘，然後以不低於10°C /分鐘降溫150-200°C，然後再升溫至1200-1300°C，恆溫10-30分鐘後鑄造銅坯，在銅坯的兩端通直流電源或電磁場5分鐘，將銅坯在900°C下進行熱擠壓後立即淬火處理得到圓棒，然後冷拉得到線料。
[0022]通過以上工藝，能夠得到導電率最高接近銅的導電率。
[0023]本發明以下實施例的材料組成不同，但是製備方法相同，因此，在以下的實施例中，僅說明材料的不同組成。
[0024]實施例1
[0025]一種用於導線的銅合金，所述銅合金的成份組成按重量百分比為:1.0%的鎳，0.5%的鋁，0.01%的銦，0.1 %的鈹，0.3%的鋅，0.4%的矽，0.001 %的鑭系稀土金屬，其餘為銅及不可避免的雜質。
[0026]實施例2
[0027]—種用於導線的銅合金，所述銅合金的成份組成按重量百分比為:1.3%的鎳，1.0%的鋁，0.03%的銦，0.3%的鈹，0.8%的鋅，0.6%的矽，0.05%的鑭系稀土金屬，其餘為銅及不可避免的雜質。
[0028]實施例3
[0029]一種用於導線的銅合金，所述銅合金的成份組成按重量百分比為:1.1%的鎳，0.8%的鋁，0.02%的銦，0.15%的鈹，0.5%的鋅，0.5%的矽，0.02%的鑭系稀土金屬，其餘為銅及不可避免的雜質。
[0030]實施例4
[0031]一種用於導線的銅合金，所述銅合金的成份組成按重量百分比為:1.0%的鎳，0.8%的鋁，0.015%的銦，0.2%的鈹，0.5%的鋅，0.5%的矽，0.3%的錫，0.06%的鉻，0.08%的鈷，0.03%的磷，0.08%的鐵，0.003%的鑭系稀土金屬，0.05%的錳，0.12%的鎂，其餘為銅及不可避免的雜質。
[0032]實施例5
[0033]一種用於導線的銅合金，所述銅合金的成份組成按重量百分比為:1.2%的鎳，0.9%的鋁，0.016%的銦，0.18%的鈹，0.4%的鋅，0.35 %的矽，0.5 %的錫，0.08%的鉻，0.06%的鈷，0.04%的磷，0.003%的鑭系稀土金屬，0.15%的鎂，其餘為銅及不可避免的雜質。
【權利要求】
1.一種用於導線的銅合金，其特徵在於:所述銅合金的成份組成按重量百分比為:1.0-1.3 % 的鎳，0.5-1.0 % 的鋁，0.01-0.03 % 的銦，0.1-0.3 % 的鈹，0.3-0.8 % 的鋅，0.4-0.6%的矽，0.001-0.05%的鑭系稀土金屬，其餘為銅及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的用於導線的銅合金，其特徵在於:所述銅合金材料的成份組成按重量百分比進一步包括有:0.1-0.6%的錫，0.01-0.1 %的鉻，0.05-1.0%的鈷，0.01-0.05%的磷，0.05-0.1 %的鐵中的一種或多種組合。
3.根據權利要求1或2所述的用於導線的銅合金，其特徵在於:所述銅合金材料的成份組成按重量百分比進一步包括有:0.02-0.1 %的錳和0.08-0.2%的鎂中的一種或兩種組合。
4.根據權利要求1至3中任一項用於導線的銅合金的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 使用高頻熔解爐將各組分熔解，將熔液在1200-1300°C恆溫孕育10-30分鐘，然後以不低於10°C /分鐘降溫150-200°C，然後再升溫至1200-1300°C，恆溫10-30分鐘後鑄造銅坯，在銅坯的兩端通直流電源或電磁場5分鐘，將銅坯在900°C下進行熱擠壓後立即淬火處理得到圓棒，然後冷拉得到線料。
【文檔編號】H01B1/02GK104328308SQ201410591436
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】陳唯鋒 申請人:陳唯鋒