一種銅包稀土鋁鎂合金導線及其生產方法與用途的製作方法

2023-06-07 07:35:41 1

專利名稱：：一種銅包稀土鋁鎂合金導線及其生產方法與用途的製作方法
技術領域：
：本發明涉及導電材料
技術領域：
。更具體地，本發明涉及一種銅包稀土鋁鎂合金導線及其生產方法與用途。
背景技術：
：隨著我國經濟飛速發展，人民生活水平的不斷提高，經濟建設與人們日常生活對低負荷電源線、有線電視信號傳輸導線、大容量通訊網絡信號傳輸導線、控制信號電纜、輕體車輛電纜、焊接電纜、緊急移動電纜、電視機激勵線圈、偏轉線圈、鎮流器線圈、音視頻線、汽車線束、電纜屏蔽編織線和漆包線繞組等需求飛快增加，要求導線材料具有良好的導電性能、信號傳輸性能、力學性能以及機械性能，目前一般使用純銅(絲)導線或銅包鋁(鎂)合金(絲)導線生產這些導線或電纜。眾所周知，純銅(絲)材料不僅密度大、生產成本高，而且銅資源有限，且不能再生；銅包鋁(鎂)合金(絲)材料不僅電學性能比較差，電阻比較高、導電性能比較低，而且機械性能也比較差，抗張強度比較低、延伸性能比較小、容易斷線，經濟性能也比較欠缺，因此應用範圍比較狹窄，亟待需要一種"更新換代產品"克服上述材料存在的缺陷。CN1718836A公開了一種稀土鋁鎂合金噴塗防蝕絲材製備方法及其應用。這種材料含有稀土鈰0.05-0.3%、鎂1-15%、鋁84.55-98.75%，其餘為0.30%以下雜質，而這種材料用於鋼結構熱噴塗防護，塗層結合力良好。但還未發現用銅包覆稀土鋁鎂合金的導線。為了克服現有技術缺陷，本發明人經過大量試驗研究，終於作出本發明。
發明內容本發明的目的是一種銅包稀土鋁鎂合金導線。本發明的另一個目的是所述銅包稀土鋁鎂合金導線的生產方法。本發明的另一個目的是所述銅包稀土鋁鎂合金導線的用途。本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線的製備方法簡單合理，它的力學或機械性能、使用性能、高頻信號傳輸線性能和經濟性能均優於純銅導線；同時，本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線的所有性能，例如電學或導電性能、力學或機械性能、使用性能、高頻信號傳輸線性能和經濟性能大大優於銅包鋁或鎂合金；是代替純銅導線和銅包鋁或鎂合金導線製造電線電纜的理想材料。在線徑相同的條件下，1噸銅包稀土鋁鎂合金導線的長度要比1。屯純銅導線長出2.40-3.22倍。生產成本低，可節約大量稀缺的銅資源，系純銅導線和銅包鋁或鎂合金導線的更新換代產品。具體實施方式一種銅包稀土鋁鎂合金導線生產方法。該生產方法按照下述步驟進行a.以重量百分數計將97.6重量％鋁(浙江麗水青田石普鋁業有限公司以商品名合金鋁銷售的產品)、1.2重量％鎂(浙江麗水青田石普鋁業有限公司以商品名鎂粉銷售的產品)與1.2重量％混合稀土(浙江麗水青田康盛有色金屬實業有限公司以商品名混合稀土銷售的產品)的配料在冶煉爐中冶煉，在溫度70(TC下24小時不間斷連續冶煉抽絲，得到線徑為9.5咖的稀土鋁鎂合金杆毛坯再進行拉拔成線徑為9.2mm的稀土鋁鎂合金芯線。抽取該稀土鋁鎂合金芯線樣品進行檢測，其物理、電學、力學技術指標和參數見下表1。表1tableseeoriginaldocumentpage10c.圓整，用張家港巿金麟機械設備製造有限公司以商品名"單拉絲機"銷售的拉絲機進行稀土鋁鎂合金芯線拉拔，將直徑9.2mm的稀土鋁鎂合金芯線拉拔到直徑為8.5mm,使稀土鋁鎂合金芯線表面光滑圓整無缺陷。d.清洗，將上述圓整處理的稀土鋁鎂合金芯線使用10重量％氫氧化鈉水溶液清洗10分鐘，除去表面油汙，再進行控幹；e.打毛，將上述清洗的稀土鋁鎂合金芯線使用鋼絲刷子機進行表面打毛處理，使其表面具有160個/釐米2均勻分布的針尖狀小坑；所述的針尖狀小坑的直徑小於0.02亳米、深度小於0.03亳米。f.包覆焊接，上述打毛處理的稀土鋁鎂合金芯線使用包覆焊接機進行用0.38mm厚、31.4mm寬的紫銅帶包覆並進行氬弧焊接，形成10mm線坯；g.拉拔結合，上述線坯使用拉絲機進行14道次拉拔，使銅帶和稀土鋁鎂合金芯線達到冶金結合；h.繼續拉拔，對冶金結合的母線使用繼續進行拉拔縮徑，使其達到0.50mm規格線徑；h.退火，根據線徑規格選擇用管道退火機對結合後的銅包稀土鋁鎂合金導線進行退火軟化處理。管道退火機管道加熱管的長度為3.8米，溫度控制根據導線線徑規格選擇設定範圍400°C,連續走線速度為150米/分鐘，這樣得到所述的銅包稀土鋁鎂合金導線。經檢測，該銅包稀土鋁鎂合金導線具有下述特徵化學組成銅38.5重量％,稀土鋁鎂合金61.5重量％。物理特性延伸率軟態大於15%,硬態大於2.5%。電學特性電阻0.02236n機械性能抗拉強度軟態最大值262MPa,硬態最小值385MPa。經濟性能密度3.45g/m實施例2一種銅包稀土鋁鎂合金導線生產方法。該生產方法按照下述步驟進行-.a.以重量百分數計將97.6重量％鉬(浙江麗水青田石普鋁業有限公司以商品名合金鋁銷售的產品)、1.5重量％鎂(浙江麗水青田石普鋁業有限公司以商品名鎂粉銷售的產品)與1.1重量％混合稀土(浙江麗水青田康盛有色金屬實業有限公司以商品名混合稀土銷售的產品)的配料在冶煉爐中冶煉，在溫度68(TC下24小時不間斷連續冶煉抽絲，得到的線徑為9.5咖的稀土鋁鎂合金杆毛坯再進行拉拔成線徑為9.2mm的稀土鋁鎂合金芯線。抽取該稀土鋁鎂合金芯線樣品進行檢測，其物理、電學、力學技術指標和參數見下表2。tableseeoriginaldocumentpage11c.圓整，用張家港巿金麟機械設備製造有限公司以商品名"單拉絲機"銷售的拉絲機進行稀土鋁鎂合金芯線拉拔，將直徑9.2mm的稀土鋁鎂合金芯線拉拔到直徑為8.65mm,使稀土鋁鎂合金芯線表面光滑圓整無缺陷。d.清洗，將上述圓整處理的稀土鋁鎂合金芯線使用15重量％碳酸鈉水溶液清洗12分鐘，除去表面油汙，再進行控幹；e.打毛，將上述清洗的稀土鋁鎂合金芯線使用鋼絲刷子機進行表面打毛處理，使其表面具有170個/釐米2均勻分布的針尖狀小坑；所述的針尖狀小坑的直徑小於0.02亳米、深度小於0.03毫米。f.包覆焊接，上述打毛處理的稀土鋁鎂合金芯線使用包覆焊接機進行0.33mm厚、31.4mm寬紫銅帶包覆並進行氬弧焊接，形成10mm線坯；g.拉拔結合，上述線坯使用拉絲機進行18道次拉拔，使銅帶和稀土鋁鎂合金芯線達到冶金結合；h.繼續拉拔，對冶金結合的母線使用繼續進行拉拔縮徑，使其達到1.0mm各種規格線徑；h.退火，根據線徑規格選擇用管道退火機對結合後的銅包稀土鋁鎂合金導線進行退火軟化處理。管道退火機管道加熱管的長度4.8米，溫度控制根據導線線徑規格選擇設定45(TC,連續走線速度為110米/分鐘；這樣得到所述的銅包稀土鋁鎂合金導線。經檢測，該銅包稀土鋁鎂合金導線具有下述特徵化學組成銅34.5重量％，稀土鋁鎂合金65.5重量％。物理特性延伸率軟態大於16%,硬態大於2.2%。電學特性電阻0.02426Q機械性能抗拉強度軟態最大值270MPa，硬態最小值395MPa。經濟性能密度3,28g/m實施例3一種銅包稀土鋁鎂合金導線生產方法。該生產方法按照下述步驟進行a.以重量百分數計將97.6重量％鋁(浙江麗水青田石普鋁業有限公司以商品名合金鋁銷售的產品)、1.9重量°/。鎂(浙江麗水青田石普銷業有限公司以商品名鎂粉銷售的產品)與0.5重量％混合稀土(浙江麗水青田康盛有色金屬實業有限公司以商品名混合稀土銷售的產品)的配料在冶煉爐中冶煉，在溫度780。C下24小時不間斷連續冶煉抽絲，得到的線徑為9.5咖的稀土鋁鎂合金杆毛坯再進行拉拔成線徑為9.2imn的稀土鋁鎂合金芯線。抽取該稀土鋁鎂合金芯線樣品進行檢測，其物理、電學、力學技術指標和參數見下表3。表3tableseeoriginaldocumentpage13c.圓整，用張家港巿金麟機械設備製造有限公司以商品名"單拉絲機"銷售的拉絲機進行稀土鋁鎂合金芯線拉拔，將直徑9.2mm的稀土鋁鎂合金芯線拉拔到直徑為8.8mm，使稀土鋁鎂合金芯線表面光滑圓整無缺陷。d.清洗，將上述圓整處理的稀土鋁鎂合金芯線使用8重量％氫氧化鈉水溶液清洗12分鐘，除去表面油汙，再進行控千；e.打毛，將上述清洗的稀土鋁鎂合金芯線使用鋼絲刷子機進行表面打毛處理，使其表面具有200個/釐米2均勻分布的針尖狀小坑；所述的針尖狀小坑的直徑小於0.02亳米、深度小於0.03毫米。f.包覆焊接，上述打毛處理的稀土鋁鎂合金芯線使用包覆焊接機進行0.28mm厚、31.4mm寬的紫銅帶包覆並進行氬弧焊接，形成10mm線坯；g.拉拔結合，上述線坯使用拉絲機進行20道次拉拔，使銅帶和稀土鋁鎂合金芯線達到冶金結合；h.繼續拉拔，對冶金結合的母線使用繼續進行拉拔縮徑，使其達到5.25mm規格線徑；h.退火，根據線徑規格選擇用井式退火爐對結合後的銅包稀土鋁鎂合金導線進行退火軟化處理。井式退火爐在溫度30(TC下加熱2.0小時，然後保溫2.5小時，再冷卻12小時；這樣得到所述的銅包稀土鋁鎂合金導線。經檢測，該銅包稀土鋁鎂合金導線具有下述特徵化學組成銅28.5重量％，稀土鋁鎂合金71.5重量％。物理特性延伸率軟態大於18%,硬態大於2%。電學特性電阻0.02589Q機械性能抗拉強度軟態最大值280MPa，硬態最小值400MPa。經濟性能密度3.70g/m實施例4釆用本
技術領域：
中通常使用的儀器，例如電阻釆用長沙湘鴻儀器機械有限公司以商品名直流雙臂電橋銷售的儀器，抗拉強度軟態和抗拉強度硬態均釆用殷馳儀器(上海)有限公司以商品名拉力機銷售的儀器，而密度(比重)釆用任何生產廠家生產銷售的500g天平，對本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線與目前巿場上常州巿亞湖線材有限公司和常州英特新金屬材料有限公司銷售的銅包鋁(鎂)合金導線或純銅線進行了測定，並對這些主要技術參數進行了比較。在導線線徑規格、長度相同的情況下進行測試比較結果如下表4。表4tableseeoriginaldocumentpage14由上表數據可以看出，(l沐發明的銅包稀土鋁鎂合金導線的電阻率好或優於銅包鋁(鎂)合金導線，而劣於純銅導線；(2)本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線的軟態與硬態延伸率與純銅導線相當，兩者都好或優於銅包鋁(鎂)合金導線，(3)本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線的抗拉強度軟態最大值與硬態最小值都明顯強或好於銅包鋁(鎂)合金導線與純銅導線；(4)本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線的密度(比重)明顯優於純銅導線，同時優於銅包斷鎂)合金導線，由此可見，本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線不僅具有良好的導電性，而且還具有非常好的機械性能，更具有非常良好的經濟使用性能，不僅降低生產成本、而且節約銅資源，是替代銅包鋁(鎂)合金導線與純銅導線的更新換代產品，是一種新型複合金屬材料，應用前景非常樂觀。權利要求1、一種銅包稀土鋁鎂合金導線，其特徵在於該導線由稀土鋁鎂合金芯線與包覆在所述芯線上的銅層組成，所述銅層與稀土鋁鎂合金芯線之間是冶金結合，所述銅包稀土鋁鎂合金導線的直徑是0.02-5.25mm，所述銅層的體積是該銅包稀土鋁鎂合金導線的8-15％，所述銅層的重量是該銅包稀土鋁鎂合金導線的28-38.5％。2、根據權利要求l所述的銅包稀土鋁鎂合金導線，其特徵在於所述稀土鋁鎂合金芯線中鋁含量是97.6重量％,稀土含量是0.4-1.4重量％,鎂含量是1.0-2.0重量％。3、一種銅包稀土鍩鎂合金導線生產方法，其特徵在於該方法包括下述步驟a.以重量百分數計將97.6重量％鋁、1.0-2.0重量％鎂與0.4-1.4重量％稀土的配料在冶煉爐中冶煉，在溫度600-80(TC下24小時不間斷地連續冶煉抽絲，得到線徑為9.5mm的稀土鋁鎂合金杆毛坯再拉拔成線徑為9.2mm的稀土鋁鎂合金芯線；b.圓整，所述的稀土鋁鎂合金芯線使用拉絲機進行拉拔，使稀土鋁鎂合金芯線表面光滑圓整無缺陷；c.清洗，上述步驟b)圓整處理的稀土鋁鎂合金芯線使用鹼性水溶液進行清洗，除去表面油汙，然後進行乾燥；d.打毛，上述步驟c)處理的稀土鋁鎂合金芯線使用鋼絲刷子機進行表面打毛處理，使其表面具有均勻分布的針尖狀小坑；e.包覆焊接，上述步驟d)處理的稀土鋁鎂合金芯線使用包覆氬弧焊接機進行紫銅帶包覆並進行氬弧焊接，形成線坯；f.拉拔結合，上述步驟e)的線坯使用拉絲機進行10-20道次拉拔，使紫銅帶與稀土鋁鎂合金芯線達到冶金結合；g.繼續拉拔，上述步驟f)的冶金結合母線使用拉絲機繼續進行拉拔縮徑，使其達到各種規格線徑的銅包稀土鋁鎂合金導線。4、根據權利要求3所述的生產方法，其特徵在於該方法包括下述步驟:在步驟e)的拉拔結合與步驟f)的繼續拉拔之間使用管道退火機或井式退火爐進行退火步驟，對拉拔縮徑後的銅包稀土鋁鎂合金導線進行退火軟化處理。5、根據權利要求3所述的生產方法，其特徵在於所述的稀土鋁鎂合金芯線使用拉絲機進行拉拔，使稀土鋁鎂合金芯線達到8.5—8.8毫米。6、根據權利要求3所述的生產方法，其特徵在於所述鹼性水溶液是一種或多種選自碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉或氫氧化鈣水溶液的鹼性水溶液。7、根據權利要求3所述的生產方法，其特徵在於使用鋼絲刷子機進行表面打毛處理，使其表面具有100-200個/釐米2均勻分布的針尖狀小坑。8、根據權利要求3所述的生產方法，其特徵在於所述的多道次拉拔是10-20道次拉拔。9、根據權利要求4所述的生產方法，其特徵在於所述的退火步驟是在溫度270-450。C下進行的。10、根據權利要求1或2所述的銅包稀土鋁鎂合金導線與根據權利要求3-9中任一項權利要求所述方法生產的銅包稀土鋁鎂合金導線在低負荷電源線、有線電視信號傳輸導線、大容量通訊網絡信號傳輸導線、控制信號電纜、輕體車輛電纜、焊接電纜、緊急移動電纜、電視機激勵線圏、偏轉線圈、鎮流器線圈、音視頻線、汽車線束、電纜屏蔽編織線和漆包線繞組的導線中的用途。全文摘要本發明涉及一種銅包稀土鋁鎂合金導線及其生產方法與用途。本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線的製備方法簡單合理，它的力學或機械性能、使用性能、高頻信號傳輸線性能和經濟性能均優於純銅導線；同時，本發明的銅包稀土鋁鎂合金導線的所有性能，例如電學或導電性能、力學或機械性能、使用性能、高頻信號傳輸線性能和經濟性能大大優於銅包鋁鎂合金導線。文檔編號H01B5/02GK101202130SQ20071019568公開日2008年6月18日申請日期2007年12月6日優先權日2007年12月6日發明者崔曉明申請人:崔曉明