一种高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115141946A(43)申请公布日2022.10.04(21)申请号202210925389.5B21C37/04(2006.01)(22)申请日2022.08.03(71)申请人中南大学地址410000湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人姜雁斌王檬谭騛李周李翰冬肖柱邱文婷(74)专利代理机构长沙轩荣专利代理有限公司43235专利代理师孙薇(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22F1/08(2006.01)C21D9/52(2006.01)B21C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称一种高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法(57)摘要本发明公开了一种高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，包括以下步骤：定向凝固：将铜合金原材料放入定向凝固炉内使得金属融化并进行冷却成型，获得单晶或柱状晶组织的铸锭；均匀化退火处理：将上述铸锭进行均匀化退火；电脉冲拉拔：将经过均匀化退火处理后的材料进行电脉冲拉拔；时效处理：将经过电脉冲拉拔工艺后的铜合金线、丝材进行时效处理。本发明通过利用定向凝固技术获得单晶或柱状晶组织的铸锭，利用均匀化退火消除合金中的枝晶偏析，通过电脉冲拉拔技术在快速细化基体晶粒尺寸，消除加工硬化现象，大幅度增加材料的塑性成型能力，最后通过时效处理获得细小弥散的第二相粒子，以获得超高强力学性能的铜合金线材、丝材。CN115141946ACN115141946A权利要求书1/1页1.一种高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，定向凝固：将铜合金原材料按照比例放入定向凝固炉内并在真空情况下，使得金属融化，并将融化后的金属进行冷却成型，获得单晶或柱状晶组织的铸锭；步骤2，均匀化退火处理：将单晶或柱状晶组织的铸锭放入箱式电阻炉中进行均匀化退火；步骤3，电脉冲拉拔：将经过均匀化退火处理后的材料进行电脉冲拉拔；步骤4，时效处理：将经过电脉冲拉拔工艺后的铜合金线、丝材进行时效处理。2.根据权利要求1所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述步骤1中的定向凝固炉内的真空度为10‑4～10‑2Pa，熔炼温度1200‑1600℃。3.根据权利要求1所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述步骤1中的铜合金选自Cu‑Ni‑Sn系、Cu‑Ni‑Mn系、Cu‑Ni‑Al系、Cu‑Fe‑P系、Cu‑Cr系、Cu‑Be系、Cu‑Ti系、Cu‑Ag系、Cu‑Fe系、Cu‑Sn系中的一种。4.根据权利要求1所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述步骤1的铜合金原材料放入定向凝固炉中的刚玉坩埚内，所述刚玉坩埚为圆柱形，圆柱形的刚玉坩埚的直径为10‑15mm。5.根据权利要求4所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述步骤1中的冷却成型具体为利用机械涡轮带动金属连杆器将刚玉坩埚从定向凝固炉中的热源位置拉向定向凝固炉中的冷凝器中进行冷却成型。6.根据权利要求5所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述冷凝器选用熔点小于16℃的镓铟合金冷却液，并利用循环冷却水进行导热降温，循环冷却水的流量为300L/h；所述金属连杆器的轴向运动速度为0.001～1mm/s。7.根据权利要求1所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述步骤2的均匀化退火处理的温度为700～1000℃，时间为0.5～8h。8.根据权利要求1所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述步骤3的电脉冲拉拔过程中，提供给经过均匀化退火处理后的材料通电加工区域的电影参数为：输出电压为：0～12V；输出电流为：0～5000A；脉冲频率为0～2000Hz；脉宽：0～400μs。9.根据权利要求1所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述步骤3的电脉冲拉拔过程中，每一次的变形量控制在20～60％，总变形量为85％～98％，将铸锭拉成直径为0.01～0.5mm的丝材，拉拔速度为0.1～100mm/s。10.根据权利要求1所述的高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法，其特征在于，所述步骤4的时效处理的保温温度为300～500℃，保温时间为0.5～8h。2CN115141946A说明书1/9页一种高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法技术领域[0001]本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种高性能铜合金线丝材短流程制备加工方法。背景技术[0002]铜及其合金是一种非常重要有色金属和战略物资，是电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防军工、航空航天等工业领域的重要基础材料。根据中国有色金属工业协会统计，我国铜资源匮乏，每年