一種高強度銅絲的加工方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及銅絲的加工方法，特別是一種高強度銅絲的加工方法。
【背景技術】
[0002]銅在工業和日常生活中具有重要的作用。銅具有良好的導電性，但是其強度偏低，僅有230-390MPa，冷加工后強度可以達到400MPa，但是材料的延伸率僅為2%。阻礙了設備的小型化和輕量化的發展。目前市場對于高強度高導電銅及其合金具有很大的需求。高強度高導電銅及其合金具有高的強度，同時又繼承了純銅的優良導電、導熱性能，在制造集成電路引線框架、電氣機車接觸線等方面有廣泛的需求。目前開發高強度高導電銅的方法主要有:I)冷加工強化;2)細晶強化;3)固溶強化;4)第二相強化，參見:姜訓勇，李憶蓮，王童，高強度高導電銅合金，上海有色金屬，1995年第5期，284-288頁。目前常用的開發高強度高導電銅的方法是通過固溶強化和第二相強化獲得高強度高導電銅。這兩種方法都需要在銅中加入其他合金元素，這雖然可以提高銅的強度，但是銅的導電率都將會下降。如何獲得既具有高的強度，同時導電性不下降是開發高強度高導電銅所急需解決的問題。
[0003]冷加工銅的強度可以達到400MPa，比純銅要高出一倍以上，但是其塑性僅有2%。這種低塑性對于銅的使用是不利的。晶粒細化是同時提高材料強度和韌性的有效方法，而且晶粒細化對于材料本身的導電性影響不大。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種高強度銅絲的加工方法，將超低溫拔絲與后續的低溫熱處理相結合，最終獲得的銅絲塑性比一般的拔絲工藝得到的塑性可提高一倍以上。
[0005]本發明的技術方案:
[0006]—種高強度銅絲的加工方法，所述銅絲為純度99%以上絲材，采用常規拔絲模工藝進行拔絲加工，步驟如下:
[0007]I)在拔絲過程中，在拔絲模兩端利用低溫冷卻使絲材進入拔絲模前和經過拔絲模后均快速降溫至_78°C至-196°C之間，低溫拔絲加工過程反復進行直到所需要的絲材尺寸；
[0008]2)將上述經過低溫拔絲得到的絲材，在150_250°C溫度下進行熱處理，熱處理時間為1-10分鐘，最終獲得成品銅絲。
[0009]所述低溫冷卻的方式為液氮冷卻或干冰冷卻。
[0010]所述低溫冷卻區域在拔絲模入口端絲材冷卻長度為20mm，在拔絲模出口端絲材冷卻長度為30mm。
[0011 ]本發明從細化銅基體晶粒的角度出發，提出采用特殊加工工藝獲得銅絲。在銅中引入納米尺度的晶粒，提高機體的抗拉強度，同時在納米尺寸晶粒中夾雜有微米尺寸的晶粒。通過納米尺寸的晶粒來提供銅的高強度，通過微米尺寸的晶粒來提高銅的塑性。這樣可以獲得強度水平達到冷加工銅的水平，而塑性可達到10%。比冷加工銅要改善很多。
[0012]本發明的優點是:
[0013]在常規的拔絲工藝基礎上，在拔絲模兩端附加上低溫裝置，實現拔絲過程在低溫下進行，從而獲得納米晶；對經過低溫拔絲的絲材進行熱處理，使得一部分晶粒長大，從而在維持銅絲高強度的基礎上提高銅絲的塑性，本發明工藝與常規拔絲工藝可以實現很好兼容，工藝容易實現。
【具體實施方式】
[0014]以下通過實施例講述本發明的詳細過程，提供實施例是為了理解的方便，絕不是限制本發明。
[0015]實施例1:
[0016]一種高強度銅絲的加工方法，所述銅絲為純度99%以上絲材，拔絲初始銅桿直徑為3mm，采用常規拔絲模工藝進行拔絲加工，拔絲速度為0.5m/min，步驟如下:
[0017]I)在拔絲過程中，在拔絲模兩端利用液氮冷卻使絲材進入拔絲模前和經過拔絲模后均快速降溫至-150°C，液氮冷卻區域在拔絲模入口端絲材冷卻長度為20mm，在拔絲模出口端絲材冷卻長度為30mm，低溫拔絲加工過程反復進行，每次拔絲后銅桿直徑縮減20 %，最終銅絲的直徑為0.5mm;
[0018]2)將上述經過低溫拔絲得到的絲材，在200°C溫度下進行熱處理，熱處理時間為3分鐘，最終獲得成品銅絲。
[0019]檢測表明:最終產品的抗拉強度可達400Mpa，塑性達到10%。
[0020]實施例2:
[0021]一種高強度銅絲的加工方法，所述銅絲為純度99%以上絲材，拔絲初始銅桿直徑為5mm，采用常規拔絲模工藝進行拔絲加工，拔絲速度為0.2m/min，步驟如下:
[0022]I)在拔絲過程中，在拔絲模兩端利用干冰冷卻使絲材進入拔絲模前和經過拔絲模后均快速降溫至_70°C，干冰冷卻區域在拔絲模入口端絲材冷卻長度為20mm，在拔絲模出口端絲材冷卻長度為30mm，低溫拔絲加工過程反復進行，每次拔絲后銅桿直徑縮減20%，最終銅絲的直徑為0.5mm;
[0023]2)將上述經過低溫拔絲得到的絲材，在180°C溫度下進行熱處理，加熱時用氮氣保護，熱處理時間為5分鐘，最終獲得成品銅絲。
[0024]檢測表明:最終產品的抗拉強度可達350Mpa，塑性達到12%。
【主權項】
1.一種高強度銅絲的加工方法，所述銅絲為純度99%以上絲材，采用常規拔絲模工藝進行拔絲加工，其特征在于步驟如下: 1)在拔絲過程中，在拔絲模兩端利用低溫冷卻使絲材進入拔絲模前和經過拔絲模后均快速降溫至_78°C至-196°C之間，低溫拔絲加工過程反復進行直到所需要的絲材尺寸； 2)將上述經過低溫拔絲得到的絲材，在150-250°C溫度下進行熱處理，熱處理時間為1-10分鐘，最終獲得成品銅絲。2.根據權利要求1所述高強度銅絲的加工方法，其特征在于:所述低溫冷卻的方式為液氮冷卻或干冰冷卻。3.根據權利要求1所述高強度銅絲的加工方法，其特征在于:所述低溫冷卻區域在拔絲模入口端絲材冷卻長度為20mm，在拔絲模出口端絲材冷卻長度為30mm。
【專利摘要】一種高強度銅絲的加工方法，采用常規拔絲模工藝進行拔絲加工，在拔絲過程中，在拔絲模兩端利用低溫冷卻使絲材進入拔絲模前和經過拔絲模后均快速降溫至-78℃至-196℃之間，低溫拔絲加工過程反復進行直到所需要的絲材尺寸；然后在150-250℃溫度下進行熱處理1-10分鐘，最終獲得成品銅絲。本發明的優點是：在常規的拔絲工藝基礎上，在拔絲模兩端附加上低溫裝置，實現拔絲過程在低溫下進行，從而獲得納米晶；對經過低溫拔絲的絲材進行熱處理，使得一部分晶粒長大，從而在維持銅絲高強度的基礎上提高銅絲的塑性，本發明工藝與常規拔絲工藝可以實現很好兼容，工藝容易實現。
【IPC分類】C22F1/08
【公開號】CN105568193
【申請號】CN201610016152
【發明人】劉慧敏, 姜訓勇
【申請人】天津理工大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月12日