申请/专利权人：绍兴市力博科技有限公司

申请日：2020-01-09

公开（公告）日：2020-05-19

公开（公告）号：CN111167876A

主分类号：B21C37/04(20060101)

分类号：B21C37/04(20060101);C22F1/02(20060101);C22F1/08(20060101);C21D9/00(20060101);C21D9/52(20060101)

优先权：

专利状态码：失效-发明专利申请公布后的驳回

法律状态：2022.01.28#发明专利申请公布后的驳回;2020.06.12#实质审查的生效;2020.05.19#公开

摘要：本发明公开了一种电缆用耐疲劳无氧铜线材的制备方法，制备方法是：高纯铜熔炼—定向凝固—第一次扒皮—第一次连续挤压—第二次扒皮—第二次连续挤压—第三次扒皮—第三次连续挤压—第一次轧制—第一次退火—第二次轧制—第二次退火—拉丝；制备的无氧铜线材的抗拉强度≥270MPa、伸长率≥60％、导电率≥103％IACS、耐疲劳性能是普通纯铜线材的5‑10倍，铜线材的长度大于50万米。

主权项：1.一种电缆用耐疲劳无氧铜线材的制备方法，其特征在于：所述的制备方法是：高纯铜熔炼—定向凝固—第一次扒皮—第一次连续挤压—第二次扒皮—第二次连续挤压—第三次扒皮—第三次连续挤压—第一次轧制—第一次退火—第二次轧制—第二次退火—拉丝；所述的制备方法的具体步骤是：1高纯铜熔铸：以A级阴极铜为原料，采用真空电子束熔炼、凝固，去除杂质元素；制备的高纯铜铸锭的成分组成为：铜含量大于99.999％，氧含量≤0.0005％，导电率≥103％IACS；所述的真空电子束熔炼时的电子枪工作真空度小于2×10-3Pa，熔炼室真空度小于2×10-2Pa，加速电压50KV；冷却水流量为大于1000lh，牵引速度为5mmmin-50mmmin；2定向凝固：高纯铜铸锭和纯银、纯锡、铜镁中间合金、铜铟中间合金等原料，放入定向凝固装置中进行熔化，采用木炭、石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组水平牵引铜杆；所述的熔炼装置包括定向凝固结晶器、熔炼炉和保温炉，定向凝固结晶器的出水温度为小于28℃，熔炼炉的温度为1155℃，保温炉的温度为1150℃；熔炼炉采用烘干的木炭覆盖，木炭的粒度为30mm-50mm，覆盖厚度为150mm-180mm，保温炉采用石墨鳞片覆盖，覆盖厚度为30mm-50mm；铜杆的牵引速度为20mmmin-100mmmin，牵引铜杆直径为Ф20mm；制备的铜杆中铜含量大于99.995％，氧含量≤0.0005％，导电率≥103％IACS，制备的铜杆为柱状晶粒组织，柱状晶粒的个数为2-5个；3第一次扒皮：将定向凝固制备的铜杆表面进行扒皮，铜杆表面扒皮的尺寸为0.2～0.5mm；4第一次连续挤压：以扒皮后的铜杆为原料，采用连续挤压机组制备铜棒，连续挤压机转速为7rmin，挤压轮与腔体的间隙值为1.0mm，连续挤压的挤压温度700℃-850℃，挤压压力大于1000MPa，连续挤压模具厚度为20mm，垫片厚度为80mm，连续挤压制备铜棒的直径为30mm、晶粒度为0.01-0.03mm，铜棒的抗拉强度大于220MPa，延伸率大于50％；5第二次扒皮：将第一次连续挤压制备的铜棒表面进行扒皮，铜棒表面扒皮的尺寸为0.1～0.2mm；6第二次连续挤压：连续挤压机转速为6rmin，挤压轮与腔体的间隙值为1.1mm，连续挤压的挤压温度720℃-850℃，挤压压力大于1100MPa，连续挤压模具厚度为30mm，垫片厚度为70mm，连续挤压制备铜棒的直径为35mm、晶粒度为0.005-0.01mm，铜棒的抗拉强度大于250MPa，延伸率大于60％；7第三次扒皮：将第二次连续挤压制备的铜棒表面进行扒皮，铜棒表面扒皮的尺寸为0.1～0.2mm；8第三次连续挤压：连续挤压机转速为5rmin，挤压轮与腔体的间隙值为1.2mm，连续挤压的挤压温度750℃-900℃，挤压压力大于1200MPa，连续挤压模具厚度为35mm，垫片厚度为65mm，连续挤压制备铜棒的直径为45mm、晶粒度为0.002-0.005mm，铜棒的抗拉强度大于270MPa，延伸率大于65％；9第一次轧制：将直径为45mm的铜棒采用多机架的二辊轧机轧制，轧制速度0.30米秒，轧制后铜棒的直径为20mm；轧制后铜棒直径不圆度小于0.1mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，多机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30KW，轧辊：Ф300mm，轧辊材质为Cr12MoV，轧辊硬度HRC58，轧辊孔槽粗糙度不低于Ra0.1；轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3h，乳液工作压力：2.2MPa，乳液温度：35℃，乳液浓度10％；10第一次退火：采用保护气氛真空炉进行退火，退火温度为350℃，保温时间为5小时，冷却时间8小时，出炉温度小于50℃，退火后铜棒的晶粒尺寸为0.01mm-0.15mm；11第二次轧制：将直径为20mm的铜棒采用多机架的二辊轧机轧制，轧制后铜线的直径为3mm；轧制后铜棒直径不圆度小于0.05mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，多机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30KW，轧辊：Ф300mm，轧辊材质为Cr12MoV，轧辊硬度HRC58，轧辊孔槽粗糙度不低于Ra0.1；轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3h，乳液工作压力：2.2MPa，乳液温度：35℃，乳液浓度10％；12第二次退火：采用保护气氛真空炉进行退火，退火温度为320℃，保温时间为5小时，冷却时间8小时，出炉温度小于50℃，退火后铜棒的晶粒尺寸为0.01mm-0.15mm；13拉丝：将退火后直径为3mm的铜线多道次拉丝，直径大于0.1mm时，乳液的浓度为10％～12％，温度小于35℃，拉丝过程中采用在线退火的方法，在线退火的电压为50V-60V，速度为500-800mmin；直径不大于0.1mm时，采用6％-8％乳化液进行冷却，温度小于25℃；在线退火的电压为35V～40V，速度为1000～1200mmin；上述方法制备的无氧铜线材的抗拉强度≥270MPa、伸长率≥60％、导电率≥103％IACS、耐疲劳性能是普通纯铜线材的5-10倍，铜线材的长度大于50万米。

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