本发明属于铜合金导线技术领域，具体涉及一种高延伸铜合金导线及其制备方法。
背景技术
电线电缆用以传输电(磁)能，信息和实现电磁能转换的线材产品。电线电缆行业虽然只是一个配套行业，却占据着中国电工行业1/4的产值。它产品种类众多，应用范围十分广泛，涉及到电力、建筑、通信、制造等行业，与国民经济的各个部门都密切相关。电线电缆还被称为国民经济的“动脉”与“神经”，是输送电能、传递信息和制造各种电机、仪器、仪表，实现电磁能量转换所不可缺少的基础性器材，是未来电气化、信息化社会中必要的基础产品。
电线电缆作为电力传输的主要载体，广泛应用于电器装备、照明线路、家用电器等方面，其质量的好坏直接影响到工程质量及消费者的生命财产安全。在市场上有很多电线品种，要根据自己的用电负荷来采用合适的电线。
电线电缆的导线材料种类繁多，其中使用最为广泛的为纯铜，随着社会的发展，纯铜导线的各项性能越来越无法满足工业发展的需求，因此人们在纯铜中加入一些其他元素，制成铜合金导线，以改善导线的性能。
授权公告号为cn104357705b的专利公开了一种高导高延伸率导线用铜合金及其制备方法，属于铜合金制备技术领域。该导线用铜合金材料含有重量百分比为0.04～0.06％铅，0.6～0.7％铁，0.06％铈，其余为铜。制备方法是将上述重量比的各组分，混合熔炼、铸锭、热轧、固溶、冷轧和酸洗处理即成。但现有的铜合金导线在导电率及韧性方面的表现仍然无法满足市场的需求。
技术实现要素：
本发明提供了一种高延伸铜合金导线及其制备方法，解决了背景技术中的问题，本发明所述的高延伸铜合金导线具有高强度、高韧性和高电导率等优异性能。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种高延伸铜合金导线，其各组分的质量百分比含量为：ta：0.15～0.24%、zn：0.3～0.6%、fe：0.1～0.4%、ni：0.9～1.7%、mg：0.5～1.2%、gd：0.33～0.68%、ag：0.6～1.2%、au：0.4～0.9%、mn：0.37～0.49%、al：0.06～0.18%、y：0.37～0.68%、la：0.12～0.18%、余量为铜及不可避免的非金属杂质。
优选的，所述高延伸铜合金导线，其各组分的质量百分比含量为：ta：0.18～0.22%、zn：0.4～0.5%、fe：0.2～0.3%、ni：1.3～1.6%、mg：0.6～0.9%、gd：0.45～0.57%、ag：0.8～1.1%、au：0.5～0.8%、mn：0.39～0.44%、al：0.07～0.12%、y：0.43～0.59%、la：0.13～0.17%、余量为铜及不可避免的非金属杂质。
优选的，所述高延伸铜合金导线，其各组分的质量百分比含量为：ta：0.2%、zn：0.45%、fe：0.23%、ni：1.4%、mg：0.8%、gd：0.49%、ag：1%、au：0.7%、mn：0.42%、al：0.09%、y：0.55%、la：0.16%、余量为铜及不可避免的非金属杂质。
一种制备所述高延伸铜合金导线的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方准备原料；
（2）将所有原料放入熔炼炉中，向熔炼炉中充入惰性气体，然后升温至1200～1400℃，保温2～4小时，使得原料熔化，待所有原料熔化后进行搅拌，得铜合金熔融液；
（3）将步骤（3）所得的铜合金熔融液置于保温炉中，降温至800～900℃，加入精炼剂进行精炼，然后静置扒渣；
（4）向步骤（3）所得的产物进行浇铸，得铜锭，然后进行均匀化处理；
（5）将步骤（4）先进行冷轧处理，然后进行冷拔成型，获得铜合金细线；
（6）将步骤（5）得到的铜合金细线进行时效处理，即得所述高延伸铜合金导线。
优选的，所述步骤（2）中熔化温度为1300℃，保温时间为3小时。
优选的，所述精炼剂包以下重量份的组分：氟化钙8份、二氧化硅4份、二氧化钛5份、氟硅酸钠10份、碳酸钠50份及四硼酸钠20份。
优选的，所述精炼剂与铜合金熔融液的质量比为1:100。
优选的，所述步骤（4）中均匀化处理的工艺如下：
先置于400～500℃环境中，保温处理1～2小时，再置于520～580℃环境中，保温处理2～3小时，然后置于440～490℃的环境中，保温处理1～2小时。
优选的，所述步骤（4）中均匀化处理的工艺如下：
先置于450℃环境中，保温处理1.5小时，再置于550℃环境中，保温处理2.5小时，然后置于460℃的环境中，保温处理1.5小时。
优选的，所述步骤（6）中时效处理的温度为530～570℃，时间为10～12小时。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
（1）本发明所述的高延伸铜合金导线在原料中加入了镁，铜镁合金使生产成本相对较低，而且合金的熔点比纯金属要低，铜的导电性能好；金属镁增加了接触导线的硬度，使接触导线抗拉强度高、耐磨损；
（2）本发明所述的高延伸铜合金导线在原料中加入了元素铁和金、银，因其明显的固溶强化作用和弥散强化效果，使合金材料得导电性得到了恢复，且强度和延伸率都得到了提高；
（3）本发明的制备方法还结合了均匀化处理和时效处理，使得合金的性能得到了进一步的提高，且本发明工艺简单，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种高延伸铜合金导线，其各组分的质量百分比含量为：ta：0.15%、zn：0.3%、fe：0.1%、ni：0.9%、mg：0.5%、gd：0.33%、ag：0.6%、au：0.4%、mn：0.37%、al：0.06%、y：0.37%、la：0.12%、余量为铜及不可避免的非金属杂质。
一种制备所述高延伸铜合金导线的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方准备原料；
（2）将所有原料放入熔炼炉中，向熔炼炉中充入惰性气体，然后升温至1200℃，保温2小时，使得原料熔化，待所有原料熔化后进行搅拌，得铜合金熔融液；
（3）将步骤（3）所得的铜合金熔融液置于保温炉中，降温至800℃，加入精炼剂进行精炼，然后静置扒渣；
（4）向步骤（3）所得的产物进行浇铸，得铜锭，然后进行均匀化处理；
（5）将步骤（4）先进行冷轧处理，然后进行冷拔成型，获得铜合金细线；
（6）将步骤（5）得到的铜合金细线进行时效处理，即得所述高延伸铜合金导线。
其中，所述精炼剂包以下重量份的组分：氟化钙8份、二氧化硅4份、二氧化钛5份、氟硅酸钠10份、碳酸钠50份及四硼酸钠20份。
其中，所述精炼剂与铜合金熔融液的质量比为1:100。
其中，所述步骤（4）中均匀化处理的工艺如下：
先置于400℃环境中，保温处理1小时，再置于520℃环境中，保温处理2小时，然后置于440℃的环境中，保温处理1小时。
其中，所述步骤（6）中时效处理的温度为530℃，时间为10小时。
实施例2
本实施例涉及一种高延伸铜合金导线，其各组分的质量百分比含量为：ta：0.24%、zn：0.6%、fe：0.4%、ni：1.7%、mg：1.2%、gd：0.68%、ag：1.2%、au：0.9%、mn：0.49%、al：0.18%、y：0.68%、la：0.18%、余量为铜及不可避免的非金属杂质。
一种制备所述高延伸铜合金导线的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方准备原料；
（2）将所有原料放入熔炼炉中，向熔炼炉中充入惰性气体，然后升温至1400℃，保温4小时，使得原料熔化，待所有原料熔化后进行搅拌，得铜合金熔融液；
（3）将步骤（3）所得的铜合金熔融液置于保温炉中，降温至900℃，加入精炼剂进行精炼，然后静置扒渣；
（4）向步骤（3）所得的产物进行浇铸，得铜锭，然后进行均匀化处理；
（5）将步骤（4）先进行冷轧处理，然后进行冷拔成型，获得铜合金细线；
（6）将步骤（5）得到的铜合金细线进行时效处理，即得所述高延伸铜合金导线。
其中，所述精炼剂包以下重量份的组分：氟化钙8份、二氧化硅4份、二氧化钛5份、氟硅酸钠10份、碳酸钠50份及四硼酸钠20份。
其中，所述精炼剂与铜合金熔融液的质量比为1:100。
其中，所述步骤（4）中均匀化处理的工艺如下：
先置于500℃环境中，保温处理2小时，再置于580℃环境中，保温处理3小时，然后置于490℃的环境中，保温处理2小时。
其中，所述步骤（6）中时效处理的温度为570℃，时间为12小时。
实施例3
本实施例涉及一种高延伸铜合金导线，其各组分的质量百分比含量为：ta：0.18%、zn：0.4%、fe：0.2%、ni：1.3%、mg：0.6%、gd：0.45%、ag：0.8%、au：0.5%、mn：0.39%、al：0.07%、y：0.43%、la：0.13%、余量为铜及不可避免的非金属杂质。
一种制备所述高延伸铜合金导线的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方准备原料；
（2）将所有原料放入熔炼炉中，向熔炼炉中充入惰性气体，然后升温至1250℃，保温2.5小时，使得原料熔化，待所有原料熔化后进行搅拌，得铜合金熔融液；
（3）将步骤（3）所得的铜合金熔融液置于保温炉中，降温至820℃，加入精炼剂进行精炼，然后静置扒渣；
（4）向步骤（3）所得的产物进行浇铸，得铜锭，然后进行均匀化处理；
（5）将步骤（4）先进行冷轧处理，然后进行冷拔成型，获得铜合金细线；
（6）将步骤（5）得到的铜合金细线进行时效处理，即得所述高延伸铜合金导线。
其中，所述精炼剂包以下重量份的组分：氟化钙8份、二氧化硅4份、二氧化钛5份、氟硅酸钠10份、碳酸钠50份及四硼酸钠20份。
其中，所述精炼剂与铜合金熔融液的质量比为1:100。
其中，所述步骤（4）中均匀化处理的工艺如下：
先置于450℃环境中，保温处理1.5小时，再置于550℃环境中，保温处理2.5小时，然后置于460℃的环境中，保温处理1.5小时。
其中，所述步骤（6）中时效处理的温度为540℃，时间为10.5小时。
实施例4
本实施例涉及一种高延伸铜合金导线，其各组分的质量百分比含量为：ta：0.22%、zn：0.5%、fe：0.3%、ni：1.6%、mg：0.9%、gd：0.57%、ag：1.1%、au：0.8%、mn：0.44%、al：0.12%、y：0.59%、la：0.17%、余量为铜及不可避免的非金属杂质。
一种制备所述高延伸铜合金导线的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方准备原料；
（2）将所有原料放入熔炼炉中，向熔炼炉中充入惰性气体，然后升温至1300℃，保温3小时，使得原料熔化，待所有原料熔化后进行搅拌，得铜合金熔融液；
（3）将步骤（3）所得的铜合金熔融液置于保温炉中，降温至850℃，加入精炼剂进行精炼，然后静置扒渣；
（4）向步骤（3）所得的产物进行浇铸，得铜锭，然后进行均匀化处理；
（5）将步骤（4）先进行冷轧处理，然后进行冷拔成型，获得铜合金细线；
（6）将步骤（5）得到的铜合金细线进行时效处理，即得所述高延伸铜合金导线。
其中，所述精炼剂包以下重量份的组分：氟化钙8份、二氧化硅4份、二氧化钛5份、氟硅酸钠10份、碳酸钠50份及四硼酸钠20份。
其中，所述精炼剂与铜合金熔融液的质量比为1:100。
其中，所述步骤（4）中均匀化处理的工艺如下：
先置于450℃环境中，保温处理1.5小时，再置于550℃环境中，保温处理2.5小时，然后置于460℃的环境中，保温处理1.5小时。
其中，所述步骤（6）中时效处理的温度为550℃，时间为11小时。
实施例5
本实施例涉及一种高延伸铜合金导线，其各组分的质量百分比含量为：ta：0.2%、zn：0.45%、fe：0.23%、ni：1.4%、mg：0.8%、gd：0.49%、ag：1%、au：0.7%、mn：0.42%、al：0.09%、y：0.55%、la：0.16%、余量为铜及不可避免的非金属杂质。
一种制备所述高延伸铜合金导线的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方准备原料；
（2）将所有原料放入熔炼炉中，向熔炼炉中充入惰性气体，然后升温至1350℃，保温3.5小时，使得原料熔化，待所有原料熔化后进行搅拌，得铜合金熔融液；
（3）将步骤（3）所得的铜合金熔融液置于保温炉中，降温至8800℃，加入精炼剂进行精炼，然后静置扒渣；
（4）向步骤（3）所得的产物进行浇铸，得铜锭，然后进行均匀化处理；
（5）将步骤（4）先进行冷轧处理，然后进行冷拔成型，获得铜合金细线；
（6）将步骤（5）得到的铜合金细线进行时效处理，即得所述高延伸铜合金导线。
其中，所述精炼剂包以下重量份的组分：氟化钙8份、二氧化硅4份、二氧化钛5份、氟硅酸钠10份、碳酸钠50份及四硼酸钠20份。
其中，所述精炼剂与铜合金熔融液的质量比为1:100。
其中，所述步骤（4）中均匀化处理的工艺如下：
先置于450℃环境中，保温处理1.5小时，再置于550℃环境中，保温处理2.5小时，然后置于460℃的环境中，保温处理1.5小时。
其中，所述步骤（6）中时效处理的温度为560℃，时间为11.5小时。
对比例
授权公告号为cn104357705b的专利的一种高导高延伸率导线用铜合金及其制备方法。
分别按照实施例1-5、对比例的配方及制备工艺，制备出直径为2.76mm的铜合金电缆导线，对铜合金电缆导线的各项性能进行测试，测试结果下表：
根据上述表格，可以得出以下结论：
（1）本发明制备的铜合金导线其拉伸强度实施例均值为768.2mpa，和对比例相比提高了9.74%；
（2）本发明制备的铜合金导线其屈服强度实施例均值为638.6mpa，和对比例相比提高了8.244%；
（3）本发明制备的铜合金导线其延伸率实施例均值为17.4%，和对比例相比提高了74%；
（4）本发明制备的铜合金导线其弹性模量实施例均值为146kn/mm2，和对比例相比提高了21.67%；
（5）本发明制备的铜合金导线其导电率实施例均值为87.6iacs，和对比例相比提高了25.14%。
从上述数据可以看出，本发明制备的高延伸铜合金导线其拉伸强度、屈服强度、延伸率、弹性模量及导电率均优于对比例。
综上所述，（1）本发明所述的高延伸铜合金导线在原料中加入了镁，铜镁合金使生产成本相对较低，而且合金的熔点比纯金属要低，铜的导电性能好；金属镁增加了接触导线的硬度，使接触导线抗拉强度高、耐磨损；
（2）本发明所述的高延伸铜合金导线在原料中加入了元素铁和金、银，因其明显的固溶强化作用和弥散强化效果，使合金材料得导电性得到了恢复，且强度和延伸率都得到了提高；
（3）本发明的制备方法还结合了均匀化处理和时效处理，使得合金的性能得到了进一步的提高，且本发明工艺简单，成本低廉。
本发明制备的铜合金导线，导电率高、韧性好，能够满足日益提高的市场需求。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。