一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115415488A(43)申请公布日2022.12.02(21)申请号202210895503.4(22)申请日2022.07.27(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人曾龙李军夏明许李建国(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225专利代理师蒋亮珠(51)Int.Cl.B22D11/045(2006.01)B22D11/14(2006.01)B22D11/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺(57)摘要本发明涉及一种单晶铜制备工艺，具体涉及一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，包括如下步骤：S1：制备具有(001)取向的单晶铜棒；S2：将制备得到的具有(001)取向的单晶铜棒制成单晶铜水平连铸牵引杆；S3：利用制得的单晶铜水平连铸牵引杆配合热型水平连铸机进行单晶铜的制备。与现有技术相比，本发明基于外延生长提供一种高品质单晶铜棒/线材制备方法，特别涉及单晶铜棒/线材取向控制方法，不仅可以杜绝单晶铜棒/线材水平连铸制备过程中的柱状晶现象，提高单晶铜水平连铸制备合格率，还可以严格控制水平连铸单晶铜棒/线材的晶体取向，获得(001)取向与轴向完全重合的单晶铜棒/线材，大幅度提高单晶铜的综合性能。CN115415488ACN115415488A权利要求书1/1页1.一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：制备具有(001)取向的单晶铜棒；S2：将步骤S1制备得到的具有(001)取向的单晶铜棒制成单晶铜水平连铸牵引杆；S3：利用步骤S2制得的单晶铜水平连铸牵引杆配合热型水平连铸机进行单晶铜的制备。2.根据权利要求1所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S1中，包括如下步骤：S11：单晶铜棒的定向凝固；S12：具有(001)取向的单晶铜棒的切取；步骤S11中，所述的定向凝固采用HRS法；步骤S12中，所述的切取为：通过劳埃衍射仪对单晶铜棒进行(001)取向的标定，随后通过线切割切取。3.根据权利要求2所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S11中，定向凝固过程中选用带有螺旋选晶器的石墨模具或者氧化铝模具。4.根据权利要求2所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S11中，定向凝固过程中的保温温度为1200℃，抽拉速度为3mm/min。5.根据权利要求1所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S2中，所述的具有(001)取向的单晶铜棒与工具钢或不锈钢杆螺接制成单晶铜水平连铸牵引杆。6.根据权利要求1或5所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S2中，所述的具有(001)取向的单晶铜棒的长度不小于80mm。7.根据权利要求1所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S2中，当单晶铜水平连铸牵引杆与单晶铜产品的直径比小于0.5时，采用阶梯式逐步放肩的结构。8.根据权利要求1所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S3中，包括如下步骤：S31：将3N‑6N的高纯铜装入热型水平连铸机的坩埚内，将单晶铜水平连铸牵引杆放入热型水平连铸机的热型结晶器中；S32：加热坩埚以加热高纯铜；S33：在坩埚内的高纯铜转化为铜熔体并达到设定温度后，设定热型结晶器的温度并进行快速加热；S34：当热型结晶器达到设定温度后，设定单晶铜水平连铸牵引杆的抽拉速度并均匀抽拉，使铜熔体随单晶铜水平连铸牵引杆一起由热型结晶器中拉出并生长成为单晶铜。9.根据权利要求8所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S32中，加热坩埚的设定温度为1180‑1280℃；步骤S33中，热型结晶器的设定温度为700‑950℃；步骤S34中，单晶铜水平连铸牵引杆的抽拉速度为3‑9mm/min。10.根据权利要求1所述的一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺，其特征在于，步骤S3中，所述的单晶铜为单晶铜棒或单晶铜线材。2CN115415488A说明书1/4页一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺技术领域[0001]本发明涉及一种单晶铜制备工艺，具体涉及一种超高品质单晶铜水平连铸制备工艺。背景技术[0002]由于消除了电阻产生源和信号衰减源的晶界，单晶铜具有优异的电学和信号学传输性能，优良的抗腐蚀性能和良好的塑性加工性能，在通讯(主要集中在音响喇叭、电源线、音频连接线、麦克风线、HDMI线缆以及各种接插件等)、电子封装(大规模集成电路中芯片与外部引线的连接)等领域得到了广泛的应用。近年来，伴随着我国半导体行业的迅猛发展，国内对高品质单晶铜的需求呈爆发式的增