CN104046838A - 一种汽车线缆用高强韧铜合金线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车线缆用高强韧铜合金线的制备方法,其各元素成分的重量百分比如下:Al4.0-6.0、Mn1.5-2.5、Fe1.2-1.8、Ni0.6-1.4、Be0.5-1.0、Sn0.3-0.6、Co0.25-0.45、V0.1-0.2、Sr0.008-0.016、Se0.005-0.015、La0.03-0.04、Y0.02-0.03、Pr0.01-0.02、P0.005-0.01,余量为铜及不可避免的杂质。本发明方法不仅可以大幅提高铜合金线的机械强度,而且显著改善铜合金线的延展性,能够保持优良的韧性和塑性,有效解决了铜合金线机械强度和韧性此消彼长的矛盾;同时生产工艺简单,成本低,效率高且易控制,可实现自动化大规模生产,具有良好的工业前景。

Description

一种汽车线缆用高强韧铜合金线的制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车线缆用高强韧铜合金线的制备方法,属于铜合金制造技术领域。
背景技术
    铜合金线具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性,广泛应用于汽车电线电缆。近年来, 随着汽车工业的迅速发展,对铜合金线的性能提出了更高的要求。然而现有铜合金线存在着韧性与机械强度此消彼长的矛盾,从而导致高强度铜合金线在使用过程中容易出现皱纹和裂纹,影响其使用性能,因此, 亟待开发出高强韧铜合金线, 以适应市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车线缆用高强韧铜合金线的制备方法,在保证铜合金线机械强度的前提下,提高铜合金线的延展性和韧性。
本发明采用的技术方案如下:
 一种汽车线缆用高强韧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1200-1250℃下熔化,然后升温至1240-1280℃,加入相关合金配料成分,搅拌均匀,待全部熔化后,调温至1220-1260℃加入精炼剂精炼25-35min,扒渣后保温15-20min;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:Al 4.0-6.0、Mn 1.5-2.5、Fe 1.2-1.8、Ni 0.6-1.4、Be 0.5-1.0、Sn 0.3-0.6、Co 0.25-0.45、V 0.1-0.2、Sr 0.008-0.016、Se 0.005-0.015、La 0.03-0.04、Y 0.02-0.03、Pr 0.01-0.02、P 0.005-0.01,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)铜合金液温度调整至1180-1230℃,然后采用连铸连轧成铜合金杆,将制得的铜合金杆以180-240℃/h速率升温至380-440℃,保温3-5h;再以120-150℃/h速率升温至560-590℃,保温2-3h,再以200-250℃/h速率降温至160-190℃,保温5-10h,水冷至室温;然后以250-280℃/h速率升温至480-520℃,保温2-3h,再以150-200℃/h速率升温至880-920℃,保温1-2h;然后以100-120℃/h速率降温至620-660℃,保温2-3h,再以140-160℃/h速率降温至320-350℃,保温3-4h,用0-3℃冰盐水淬火至150-180℃,然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线;
    (3)将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以70-80℃/h速率升温至150-180℃,保温6-12h,再以50-60℃/h速率升温至250-300℃,保温4-8h;然后以80-100℃/h速率降温至120-140℃,保温10-15h,再以100-120℃/h速率升温至320-350℃,保温3-6h,再以50-60℃/h速率升温至470-490℃,保温2-3h;然后以220-250℃/h速率降温至180-220℃,保温5-10h,随炉空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:蛭石 2-3、高岭土 4-6、光卤石 3-5、氟化钙 2-3、锰矿渣 3-6、氟钛酸钾 2-4、明矾粉 1.5-2.5、冰晶石粉 2-3、纳米氮化硅 1-2、氯化钾 3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2;b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h,取出粉碎过200-300目筛;加水打浆制成45-55%的浆液,然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0,2000-3000rpm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,1500-2000rpm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:
本发明方法不仅可以大幅提高铜合金线的机械强度,而且显著改善铜合金线的延展性,能够保持优良的韧性和塑性,有效解决了铜合金线机械强度和韧性此消彼长的矛盾;同时生产工艺简单,成本低,效率高且易控制,可实现自动化大规模生产,具有良好的工业前景。
具体实施方式     
 一种汽车线缆用高强韧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1240℃下熔化,然后升温至1280℃,加入相关合金配料成分,搅拌均匀,待全部熔化后,调温至1250℃加入精炼剂精炼30min,扒渣后保温18min;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:Al 4.0-6.0、Mn 1.5-2.5、Fe 1.2-1.8、Ni 0.6-1.4、Be 0.5-1.0、Sn 0.3-0.6、Co 0.25-0.45、V 0.1-0.2、Sr 0.008-0.016、Se 0.005-0.015、La 0.03-0.04、Y 0.02-0.03、Pr 0.01-0.02、P 0.005-0.01,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)铜合金液温度调整至1220℃,然后采用连铸连轧成铜合金杆,将制得的铜合金杆以220℃/h速率升温至420℃,保温4h;再以130℃/h速率升温至580℃,保温2h,再以240℃/h速率降温至170℃,保温8h,水冷至室温;然后以260℃/h速率升温至510℃,保温2h,再以180℃/h速率升温至910℃,保温1h;然后以120℃/h速率降温至640℃,保温2h,再以150℃/h速率降温至330℃,保温3h,用1℃冰盐水淬火至160℃,然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线;
(3)将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以80℃/h速率升温至180℃,保温10h,再以60℃/h速率升温至270℃,保温6h;然后以90℃/h速率降温至130℃,保温12h,再以120℃/h速率升温至350℃,保温3h,再以60℃/h速率升温至480℃,保温2h;然后以240℃/h速率降温至180℃,保温8h,随炉空冷至室温即可。
所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:蛭石 3、高岭土 5、光卤石 4、氟化钙 2、锰矿渣 6、氟钛酸钾 3、明矾粉 1.5、冰晶石粉 3、纳米氮化硅 1.5、氯化钾 3、硅烷偶联剂KH-550 1.5;b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入530℃下煅烧3h,取出粉碎过250目筛;加水打浆制成50%的浆液,然后加浓度为15%的盐酸溶液调节浆液PH=5.0,3000rpm高速研磨20min,用浓度为18%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,2000rpm高速搅拌5min,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524Mpa,屈服强度为432Mpa,延伸率27%,导电率IACS(20℃)91%。

Claims (2)

1.一种汽车线缆用高强韧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1200-1250℃下熔化,然后升温至1240-1280℃,加入相关合金配料成分,搅拌均匀,待全部熔化后,调温至1220-1260℃加入精炼剂精炼25-35min,扒渣后保温15-20min;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:Al 4.0-6.0、Mn 1.5-2.5、Fe 1.2-1.8、Ni 0.6-1.4、Be 0.5-1.0、Sn 0.3-0.6、Co 0.25-0.45、V 0.1-0.2、Sr 0.008-0.016、Se 0.005-0.015、La 0.03-0.04、Y 0.02-0.03、Pr 0.01-0.02、P 0.005-0.01,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)铜合金液温度调整至1180-1230℃,然后采用连铸连轧成铜合金杆,将制得的铜合金杆以180-240℃/h速率升温至380-440℃,保温3-5h;再以120-150℃/h速率升温至560-590℃,保温2-3h,再以200-250℃/h速率降温至160-190℃,保温5-10h,水冷至室温;然后以250-280℃/h速率升温至480-520℃,保温2-3h,再以150-200℃/h速率升温至880-920℃,保温1-2h;然后以100-120℃/h速率降温至620-660℃,保温2-3h,再以140-160℃/h速率降温至320-350℃,保温3-4h,用0-3℃冰盐水淬火至150-180℃,然后用拉丝机将铜合金杆拉制成铜合金单线;
(3)将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以70-80℃/h速率升温至150-180℃,保温6-12h,再以50-60℃/h速率升温至250-300℃,保温4-8h;然后以80-100℃/h速率降温至120-140℃,保温10-15h,再以100-120℃/h速率升温至320-350℃,保温3-6h,再以50-60℃/h速率升温至470-490℃,保温2-3h;然后以220-250℃/h速率降温至180-220℃,保温5-10h,随炉空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的一种汽车线缆用高强韧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:蛭石 2-3、高岭土 4-6、光卤石 3-5、氟化钙 2-3、锰矿渣 3-6、氟钛酸钾 2-4、明矾粉 1.5-2.5、冰晶石粉 2-3、纳米氮化硅 1-2、氯化钾 3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2;b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h,取出粉碎过200-300目筛;加水打浆制成45-55%的浆液,然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0,2000-3000rpm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,1500-2000rpm高速搅拌5-10min,烘干,粉碎,过300-400目筛即可。
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