一种铜包镁合金线材及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种铜包镁合金线材，按照重量百分比含量含有：Al：10-12%，Eu：0.5-1.5%，Re：0.2-0.6%，Ca：1.2-1.6%，Th：0.5-1.5%，Nd：2.1-2.3%，Co：0.7-1.3%，Ta：0.8-1.0%，Dy：0.05-0.15%，W：0.2-0.4%，Rh：0.7-0.9%，Sb：2.1-2.3%，Bi：2.1-2.3%，Ho：0.3-0.5%，余量为Mg和30-40%的铜带。本发明还提出该铜包镁合金线材的制备方法。本合金具有良好导电性能。
【专利说明】一种铜包镁合金线材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于镁合金材料领域，尤其是一种铜包镁合金线材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]镁合金作为最轻质的商用金属工程结构材料，因其具有比重轻、比强度比刚度高、阻尼减振降燥能力强、液态成型性能优越，同时具有尺寸稳定、无污染、易回收等一系列优点被誉为21世纪“绿色结构材料”。是结构轻量化理想材料，在汽车、航空航天、国防及3C产品等工业中有着广阔的商业应用前景。然而由于镁合金室温变形能力较差，易氧化燃烧、易腐蚀等缺陷，限制镁合金得到更广泛的应用，目前镁合金的应用远不如铝合金广泛。如在这个电子泛滥的时代，线材广泛应用于电线电缆、电子、电脑、医疗、通信、航空航天、军工等领域，而常用的导线多数为铜线或者铝线。铜线虽然有较好的导电性能，但机械强度不够，价格高，重量较重，而且铜材还需大量进口，铝线虽然成本低，它的导电性和机械强度较差，韧性更差。因此，提高镁合金强度使其具有良好的综合性能，是新型镁合金开发的热点，且镁合金线材的开发对拓展镁合金的应用领域具有重要意义。因此市场上需要一种价格便宜，重量轻，高强度，导电性能好的线材的来替代铜线和铝线。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种铜包镁合金线材，该铜包镁合金线材成本低廉，工艺简单，同时重量轻且具有良好的塑性、强度、热处理性能和导电性能。
[0004]本发明的另一个目的是提供一种铜包镁合金线材的制备方法。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
一种铜包镁合金线材，按照重量百分比含量含有:按照重量百分比含量含有:A1:10-12%, Eu:0.5-1.5%, Re:0.2-0.6%, Ca:1.2-1.6%, Th:0.5-1.5%, Nd:2.1-2.3%, Co:0.7-1.3%, Ta:0.8-1.0%, Dy:0.05-0.15%, W:0.2-0.4%, Rh:0.7-0.9%, Sb:2.1-2.3%, Bi:2.1-2.3%, Ho:0.3-0.5%，余量为 Mg 和 30-40% 的铜带。
[0006]更进一步地，按照重量百分比含量含有:Al:10%, Eu:0.5%，Re:0.2%，Ca:1.2%，Th:0.5%, Nd:2.1%，Co:0.7%, Ta:0.8%, Dy:0.05%, W:0.2%, Rh:0.7%, Sb:2.1%，Bi:2.1%，
Ho:0.3%，余量为Mg和30%的铜带。
[0007]所述的铜包镁合金线材的制备方法，包括以下步骤:
(1)原料准备:按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg-Eu中间合金、纯Al锭、纯Re、Al-Th中间合金、Al-Ca中间合金、Al-Co中间合金、Mg-Nd中间合金、Mg-Ta中间合金、纯Dy、Al-Sb中间合金、Al-W中间合金、纯Rh、Al-Bi中间合金、Al- Ho中间合金；
(2)熔炼:在SF6气体和氯化钠覆盖剂保护的条件下在电阻炉中进行熔炼合金，将步骤
(I)中所有原料加入电阻炉中，温度控制在1100°C?1200°C，待所有原料完全熔化后机械搅拌5分钟，静置30分钟后，进行捞渣，得镁合金熔炼液； (3)精炼:将步骤(2)中经过捞渣所得的镁合金熔炼液用RJ-5精炼剂进行精炼，精炼温度为1200°C?1300°C，精炼时间为15分钟，得镁合金精炼液；
(4)成型:将步骤(3)中所得的镁合金精炼液浇铸成Φ0.5cm，长10cm的镁合金棒；所用模具预热温度为400°C?500°C，浇铸温度为1100°C?1200°C ；
(5)固溶处理:将步骤(4)中所得的镁合金棒在900°C?1000°C中进行固溶处理，时间为42小时:
(6)淬火:将步骤(5)中经过固溶处理的镁合金棒进行水淬，将淬火后的镁合金棒放入到300°C的电阻炉中进行人工时效60小时，制得镁合金坯件；
(7)制镁合金线材:将步骤￠)中所得的镁合金坯件加热至600°C?700°C，保温3小时后，采用多道次小变形量的方法，将镁合金坯件制成直径为0.3厘米的镁合金线材；
(8)铜带打毛:用硬钢丝刷将占所有原料重量百分比30%的铜带进行表面打磨处理；
(9)制铜包镁合金线材坯件:用步骤(8)中经过表面打磨处理的铜带将步骤(7)中所得的镁合金线材包在中间，用l_3MPa的压力制成铜包镁合金线材坯件；
(10)制铜包镁合金线材:在氩气保护下对铜包镁合金线材坯件进行氩弧焊接，将铜焊接在一起，形成铜包镁合金线材后，用拉拔机采用多道次小变形量的方法拉拔成0.3cm的铜包镁合金线材，再在250°C?300°C的温度下进行时效处理42小时，冷却后即得铜包镁合金线材。
[0008]本发明的优点是:本发明的铜包镁合金线材主要成份为镁合金，从而降低了成本，且镁合金线材中添加了 Eu、Dy、Nd和Ho稀土元素能够有效地提高铜包镁合金线材的强度、热处理性能和导电性能。
【具体实施方式】
[0009]实施例1
一种抗蠕变镁合金，按照重量百分比含量含有:A1:10%, Eu:0.5%，Re:0.2%，Ca:1.2%，Th:0.5%, Nd:2.1%，Co:0.7%, Ta:0.8%, Dy:0.05%, W:0.2%, Rh:0.7%, Sb:2.1%，Bi:2.1%，
Ho:0.3%，余量为Mg和30%的铜带，其制备方法包括以下步骤:
(1)原料准备:按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg-Eu中间合金、纯Al锭、纯Re、Al-Th中间合金、Al-Ca中间合金、Al-Co中间合金、Mg-Nd中间合金、Mg-Ta中间合金、纯Dy、Al-Sb中间合金、Al-W中间合金、纯Rh、Al-Bi中间合金、Al- Ho中间合金；
(2)熔炼:在SF6气体和氯化钠覆盖剂保护的条件下在电阻炉中进行熔炼合金，将步骤
(I)中所有原料加入电阻炉中，温度控制在1100°C，待所有原料完全熔化后机械搅拌5分钟，静置30分钟后，进行捞渣，得镁合金熔炼液；
(3)精炼:将步骤(2)中经过捞渣所得的镁合金熔炼液用RJ-5精炼剂进行精炼，精炼温度为1200°C，精炼时间为15分钟，得镁合金精炼液；
(4)成型:将步骤(3)中所得的镁合金精炼液浇铸成Φ0.5cm，长10cm的镁合金棒；所用模具预热温度为400°C，浇铸温度为1100°C ；
(5)固溶处理:将步骤(4)中所得的镁合金棒在900°C中进行固溶处理，时间为42小时； (6)淬火:将步骤(5)中经过固溶处理的镁合金棒进行水淬，将淬火后的镁合金棒放入到300°C的电阻炉中进行人工时效60小时，制得镁合金坯件；
(7)制镁合金线材:将步骤(6)中所得的镁合金坯件加热至600°C，保温3小时后，采用多道次小变形量的方法，将镁合金坯件制成直径为0.3厘米的镁合金线材；
(8)铜带打毛:用硬钢丝刷将占所有原料重量百分比30%的铜带进行表面打磨处理；
(9)制铜包镁合金线材坯件:用步骤(8)中经过表面打磨处理的铜带将步骤(7)中所得的镁合金线材包在中间，用IMPa的压力制成铜包镁合金线材坯件；
(10)制铜包镁合金线材:在氩气保护下对铜包镁合金线材坯件进行氩弧焊接，将铜焊接在一起，形成铜包镁合金线材后，用拉拔机采用多道次小变形量的方法拉拔成0.3cm的铜包镁合金线材，再在250°C的温度下进行时效处理42小时，冷却后即得铜包镁合金线材。
[0010]实施例2:
一种抗蠕变镁合金，按照重量百分比含量含有:A1:11%, Eu:1.0%，Re:0.4%，Ca:1.4%，Th: 1.0%, Nd:2.2%, Co: 1.0%, Ta:0.9%, Dy:0.1%，W:0.3%, Rh:0.8%, Sb:2.2%, Bi:2.2%, Ho:0.4%，余量为Mg和35%的铜带，其制备方法包括以下步骤:
(1)原料准备:按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg-Eu中间合金、纯Al锭、纯Re、Al-Th中间合金、Al-Ca中间合金、Al-Co中间合金、Mg-Nd中间合金、Mg-Ta中间合金、纯Dy、Al-Sb中间合金、Al-W中间合金、纯Rh、Al-Bi中间合金、Al- Ho中间合金；
(2)熔炼:在SF6气体和氯化钠覆盖剂保护的条件下在电阻炉中进行熔炼合金，将步骤
(I)中所有原料加入电阻炉中，温度控制在1150°C，待所有原料完全熔化后机械搅拌5分钟，静置30分钟后，进行捞渣，得镁合金熔炼液；
(3)精炼:将步骤(2)中经过捞渣所得的镁合金熔炼液用RJ-5精炼剂进行精炼，精炼温度为1250°C，精炼时间为15分钟，得镁合金精炼液；
(4)成型:将步骤(3)中所得的镁合金精炼液浇铸成Φ0.5cm，长10cm的镁合金棒；所用模具预热温度为450°C，浇铸温度为1150°C ；
(5)固溶处理:将步骤(4)中所得的镁合金棒在950°C中进行固溶处理，时间为42小时；
(6)淬火:将步骤(5)中经过固溶处理的镁合金棒进行水淬，将淬火后的镁合金棒放入到300°C的电阻炉中进行人工时效60小时，制得镁合金坯件；
(7)制镁合金线材:将步骤(6)中所得的镁合金坯件加热至650°C，保温3小时后，采用多道次小变形量的方法，将镁合金坯件制成直径为0.3厘米的镁合金线材；
(8)铜带打毛:用硬钢丝刷将占所有原料重量百分比30%的铜带进行表面打磨处理；
(9)制铜包镁合金线材坯件:用步骤(8)中经过表面打磨处理的铜带将步骤(7)中所得的镁合金线材包在中间，用2MPa的压力制成铜包镁合金线材坯件；
(10)制铜包镁合金线材:在氩气保护下对铜包镁合金线材坯件进行氩弧焊接，将铜焊接在一起，形成铜包镁合金线材后，用拉拔机采用多道次小变形量的方法拉拔成0.3cm的铜包镁合金线材，再在270°C的温度下进行时效处理42小时，冷却后即得铜包镁合金线材。
[0011]实施例3:
一种抗蠕变镁合金，按照重量百分比含量含有:A1:12%, Eu:1.5%，Re:0.6%，Ca:1.6%，Th:1.5%, Nd:2.3%, Co:1.3%, Ta:1.0%, Dy:0.15%, W:0.4%, Rh:0.9%, Sb:2.3%, B1:2.3%,
Ho:0.5%，余量为Mg和40%的铜带，其制备方法包括以下步骤:
(1)原料准备:按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg-Eu中间合金、纯Al锭、纯Re、Al-Th中间合金、Al-Ca中间合金、Al-Co中间合金、Mg-Nd中间合金、Mg-Ta中间合金、纯Dy、Al-Sb中间合金、Al-W中间合金、纯Rh、Al-Bi中间合金、Al- Ho中间合金；
(2)熔炼:在SF6气体和氯化钠覆盖剂保护的条件下在电阻炉中进行熔炼合金，将步骤
(I)中所有原料加入电阻炉中，温度控制在1200°C，待所有原料完全熔化后机械搅拌5分钟，静置30分钟后，进行捞渣，得镁合金熔炼液；
(3)精炼:将步骤(2)中经过捞渣所得的镁合金熔炼液用RJ-5精炼剂进行精炼，精炼温度为1300°C，精炼时间为15分钟，得镁合金精炼液；
(4)成型:将步骤(3)中所得的镁合金精炼液浇铸成Φ0.5cm，长10cm的镁合金棒；所用模具预热温度为500°C，浇铸温度为1200°C ；
(5)固溶处理:将步骤⑷中所得的镁合金棒在1000°C中进行固溶处理，时间为42小时:
(6)淬火:将步骤(5)中经过固溶处理的镁合金棒进行水淬，将淬火后的镁合金棒放入到300°C的电阻炉中进行人工时效60小时，制得镁合金坯件；
(7)制镁合金线材:将步骤(6)中所得的镁合金坯件加热至700°C，保温3小时后，采用多道次小变形量的方法，将镁合金坯件制成直径为0.3厘米的镁合金线材；
(8)铜带打毛:用硬钢丝刷将占所有原料重量百分比30%的铜带进行表面打磨处理；
(9)制铜包镁合金线材坯件:用步骤(8)中经过表面打磨处理的铜带将步骤(7)中所得的镁合金线材包在中间，用3MPa的压力制成铜包镁合金线材坯件；
(10)制铜包镁合金线材:在氩气保护下对铜包镁合金线材坯件进行氩弧焊接，将铜焊接在一起，形成铜包镁合金线材后，用拉拔机采用多道次小变形量的方法拉拔成0.3cm的铜包镁合金线材，再在300°C的温度下进行时效处理42小时，冷却后即得铜包镁合金线材。
[0012]以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
【权利要求】
1.一种铜包镁合金线材，其特征在于，按照重量百分比含量含有:A1:10-12%, Eu:0.5-1.5%, Re:0.2-0.6%, Ca:1.2-1.6%, Th:0.5-1.5%, Nd:2.1-2.3%, Co:0.7-1.3%, Ta:0.8-1.0%, Dy:0.05-0.15%, W:0.2-0.4%, Rh:0.7-0.9%, Sb:2.1-2.3%, B1:2.1-2.3%, Ho:0.3-0.5%,余量为Mg和30-40%的铜带。
2.如权利要求1所述的铜包镁合金线材，其特征在于:按照重量百分比含量含有:Al:10%, Eu:0.5%, Re:0.2%, Ca:1.2%, Th:0.5%, Nd:2.1%，Co:0.7%, Ta:0.8%, Dy:0.05%, W:0.2%, Rh:0.7%, Sb:2.1%，B1:2.1%，Ho:0.3%，余量为 Mg 和 30% 的铜带。
3.—种如权利要求1-2所述的铜包镁合金线材的制备方法，其特征在于: (1)原料准备:按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg-Eu中间合金、纯Al锭、纯Re、Al-Th中间合金、Al-Ca中间合金、Al-Co中间合金、Mg-Nd中间合金、Mg-Ta中间合金、纯Dy、Al-Sb中间合金、Al-W中间合金、纯Rh、Al-Bi中间合金、Al- Ho中间合金； (2)熔炼:在SF6气体和氯化钠覆盖剂保护的条件下在电阻炉中进行熔炼合金，将步骤(I)中所有原料加入电阻炉中，温度控制在1100°C?1200°C，待所有原料完全熔化后机械搅拌5分钟，静置30分钟后，进行捞渣，得镁合金熔炼液； (3)精炼:将步骤(2)中经过捞渣所得的镁合金熔炼液用RJ-5精炼剂进行精炼，精炼温度为1200°C?1300°C，精炼时间为15分钟，得镁合金精炼液； (4)成型:将步骤(3)中所得的镁合金精炼液浇铸成Φ0.5cm，长10cm的镁合金棒；所用模具预热温度为400°C?500°C，浇铸温度为1100°C?1200°C ； (5)固溶处理:将步骤(4)中所得的镁合金棒在900°C?1000°C中进行固溶处理，时间为42小时: (6)淬火:将步骤(5)中经过固溶处理的镁合金棒进行水淬，将淬火后的镁合金棒放入到300°C的电阻炉中进行人工时效60小时，制得镁合金坯件； (7)制镁合金线材:将步骤￠)中所得的镁合金坯件加热至600°C?700°C，保温3小时后，采用多道次小变形量的方法，将镁合金坯件制成直径为0.3厘米的镁合金线材； (8)铜带打毛:用硬钢丝刷将占所有原料重量百分比30%的铜带进行表面打磨处理； (9)制铜包镁合金线材坯件:用步骤(8)中经过表面打磨处理的铜带将步骤(7)中所得的镁合金线材包在中间，用l_3MPa的压力制成铜包镁合金线材坯件； (10)制铜包镁合金线材:在氩气保护下对铜包镁合金线材坯件进行氩弧焊接，将铜焊接在一起，形成铜包镁合金线材后，用拉拔机采用多道次小变形量的方法拉拔成0.3cm的铜包镁合金线材，再在250°C?300°C的温度下进行时效处理42小时，冷却后即得铜包镁合金线材。
【文档编号】B21C37/04GK104282355SQ201410598674
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】杨攀 申请人:杨攀