CN104046812A - 一种汽车用高延展铜合金线的制备方法 - Google Patents

一种汽车用高延展铜合金线的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车用高延展铜合金线的制备方法,其各元素成分的重量百分比如下:Fe0.4-0.6、Zn0.2-0.3、Mg0.3-0.5、Mn0.15-0.25、Bi0.08-0.14、Hf0.04-0.06、In0.02-0.04、La0.03-0.06、Yb0.02-0.03、P0.005-0.015,余量为铜及不可避免的杂质。本发明采用添加微量的Hf、In、La、Yb等元素对铜进行强化和净化作用,在保证铜合金导电性和机械强度的同时,提高产品的韧性和塑性,使得铜合金线的延伸率≥40%。

Description

一种汽车用高延展铜合金线的制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车用高延展铜合金线的制备方法,属于铜合金制造技术领域。
背景技术
 铜合金具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性,广泛应用于是制作汽车电机电器绕组线圈、电线电缆导体材料等。传统的生产铜合金线过程中对氧含量不能得到控制,且铜内合金元素比例不合理,杂质元素含量过高,这对铜合金线的导电性、延展性和强度有很大的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种汽车用高延展铜合金线的制备方法。
本发明采用的技术方案如下:
    一种汽车用高延展铜合金线的制备方法,包括以下步骤:
    (1)将铜块加入熔炼炉中并升温至1140-1180℃下熔化,然后升温至1200-1250℃,加入相关合金配料成分,搅拌均匀,待全部熔化后,调温至1160-1220℃加入精炼剂精炼30-35min,扒渣后保温15-25min;再对铜合金液进行炉前化学快速分析,使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求:
Fe 0.4-0.6、Zn 0.2-0.3、Mg 0.3-0.5、Mn 0.15-0.25、Bi 0.08-0.14、Hf 0.04-0.06、In 0.02-0.04、La 0.03-0.06、Yb 0.02-0.03、P 0.005-0.015,余量为铜及不可避免的杂质;分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料;
    (2)按铜块投料重量的0.2-0.3%向炉中投入Sn-Ag-Cu-Ni-Ge合金块熔化,合金块中Sn、Ag、Cu、Ni、Ge元素的质量比为1-2:3-5:0.5-1:0.2-0.4:0.1-0.2,搅拌25-35min;然后调温至1180-1240℃,再加入精炼剂精炼20-25min,除渣后保温15-20min;
    (3)连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线;
    (4)将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以60-80℃/h速率升温至150-180℃,保温3-6h,再以70-90℃/h速率升温至360-390℃,保温2-3h,再以50-60℃/h速率降温至220-240℃,保温3-4h,再以80-100℃/h速率升温至410-430℃,保温1-2h;然后以70-80℃/h速率降温至240-260℃,保温4-5h,然后放入0-3℃冰水中处理3-5h,取出以50-60℃/h速率升温至160-190℃,保温2-4h,空冷至室温即可。
    所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:海泡石 3-5、萤石 1-2、蒙脱石 2-3、碳酸钠 3-4、氟硅酸钠 4-6、二硼化钒 2-2.5、刚玉粉 1-2、树木灰烬 2-3、纳米氮化硅 1.5-2.5、硅烷偶联剂KH-550 1-2;b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入510-540℃下煅烧3-5h,取出粉碎过200-300目筛;加水打浆制成40-50%的浆液,然后加浓度为10-15%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.5,2000-3000rpm高速研磨20-30min,用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性,喷雾干燥得粉末,再加入其余原料,1000-1500rpm高速搅拌5-10min,烘干,粉碎,过300-400目筛即可。
本发明的有益效果:
    本发明采用添加微量的Hf、In、La、Yb等元素对铜进行强化和净化作用,在保证铜合金导电性和机械强度的同时,提高产品的韧性和塑性,抗拉强度≥ 420MPa,导电率≥90%IACS,延伸率≥40%。
具体实施方式    
    一种汽车用高延展铜合金线的制备方法,包括以下步骤:
    (1)将铜块加入熔炼炉中并升温至1160℃下熔化,然后升温至1220℃,加入相关合金配料成分,搅拌均匀,待全部熔化后,调温至1180℃加入精炼剂精炼30min,扒渣后保温20min;再对铜合金液进行炉前化学快速分析,使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求:Fe 0.4-0.6、Zn 0.2-0.3、Mg 0.3-0.5、Mn 0.15-0.25、Bi 0.08-0.14、Hf 0.04-0.06、In 0.02-0.04、La 0.03-0.06、Yb 0.02-0.03、P 0.005-0.015,余量为铜及不可避免的杂质;分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料;
    (2)按铜块投料重量的0.2%向炉中投入Sn-Ag-Cu-Ni-Ge合金块熔化,合金块中Sn、Ag、Cu、Ni、Ge元素的质量比为1:3.5:0.8:0.3:0.1,搅拌30min;然后调温至1220℃,再加入精炼剂精炼20min,除渣后保温15min;
    (3)连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线;
(4)将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以70℃/h速率升温至160℃,保温4h,再以80℃/h速率升温至380℃,保温2h,再以60℃/h速率降温至240℃,保温3h,再以100℃/h速率升温至420℃,保温1h;然后以80℃/h速率降温至250℃,保温4h,然后放入1℃冰水中处理4h,取出以60℃/h速率升温至170℃,保温3h,空冷至室温即可。
    所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:海泡石 4、萤石 1.5、蒙脱石 2、碳酸钠 3、氟硅酸钠 5、二硼化钒 2、刚玉粉 1.5、树木灰烬 2、纳米氮化硅 2、硅烷偶联剂KH-550 2;b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入540℃下煅烧3h,取出粉碎过200目筛;加水打浆制成4%的浆液,然后加浓度为10%的盐酸溶液调节浆液PH=5.5,2000rpm高速研磨25min,用浓度为15%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性,喷雾干燥得粉末,再加入其余原料,1000rpm高速搅拌8min,烘干,粉碎,过300目筛即可。
制得的铜合金线经检验,其主要性能为:抗拉强度472Mpa,屈服强度为386Mpa,延伸率45%,导电率IACS(20℃)91%。

Claims (2)

1.一种汽车用高延展铜合金线的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
    (1)将铜块加入熔炼炉中并升温至1140-1180℃下熔化,然后升温至1200-1250℃,加入相关合金配料成分,搅拌均匀,待全部熔化后,调温至1160-1220℃加入精炼剂精炼30-35min,扒渣后保温15-25min;再对铜合金液进行炉前化学快速分析,使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求:
Fe 0.4-0.6、Zn 0.2-0.3、Mg 0.3-0.5、Mn 0.15-0.25、Bi 0.08-0.14、Hf 0.04-0.06、In 0.02-0.04、La 0.03-0.06、Yb 0.02-0.03、P 0.005-0.015,余量为铜及不可避免的杂质;分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料;
    (2)按铜块投料重量的0.2-0.3%向炉中投入Sn-Ag-Cu-Ni-Ge合金块熔化,合金块中Sn、Ag、Cu、Ni、Ge元素的质量比为1-2:3-5:0.5-1:0.2-0.4:0.1-0.2,搅拌25-35min;然后调温至1180-1240℃,再加入精炼剂精炼20-25min,除渣后保温15-20min;
    (3)连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线;
将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以60-80℃/h速率升温至150-180℃,保温3-6h,再以70-90℃/h速率升温至360-390℃,保温2-3h,再以50-60℃/h速率降温至220-240℃,保温3-4h,再以80-100℃/h速率升温至410-430℃,保温1-2h;然后以70-80℃/h速率降温至240-260℃,保温4-5h,然后放入0-3℃冰水中处理3-5h,取出以50-60℃/h速率升温至160-190℃,保温2-4h,空冷至室温即可。
2.    根据权利要求1所述的一种汽车用高延展铜合金线的制备方法,其特征在于,所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:海泡石 3-5、萤石 1-2、蒙脱石 2-3、碳酸钠 3-4、氟硅酸钠 4-6、二硼化钒 2-2.5、刚玉粉 1-2、树木灰烬 2-3、纳米氮化硅 1.5-2.5、硅烷偶联剂KH-550 1-2;b、将海泡石、萤石、蒙脱石混合均匀送入510-540℃下煅烧3-5h,取出粉碎过200-300目筛;加水打浆制成40-50%的浆液,然后加浓度为10-15%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.5,2000-3000rpm高速研磨20-30min,用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性,喷雾干燥得粉末,再加入其余原料,1000-1500rpm高速搅拌5-10min,烘干,粉碎,过300-400目筛即可。
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