一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铜合金线材领域，具体涉及一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]电火花加工的原理是在一定介质中，基于工具和工件(正、负电极)质之间脉冲性火花放电的电腐蚀现象俩蚀除多余的金属，从而达到对零件的尺寸、形状及表面质量等预定的加工要求。电火花切割加工主要用于模具制造，在样板、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料的加工中也得到日益广泛的应用。此外，在试制电机、电器等产品时，可直接用线切割加工某些零件，省去制造冲压模具的时间，缩短试制周期。电火花切割加工具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、加工成本低等突出优点。
[0004]对于电火花线切割加工用铜合金线材，理想的是其具有加工速度快，抗拉强度高、韧性强、导电好、价格低廉等特性。现有技术的慢走丝电火花线切割铜合金线材有黄铜丝、镀锌黄铜丝、镀锌铜丝等。现有技术中的慢走丝电火花线切割铜合金线材中，普遍采用表面镀锌来提高加工速度。但是当对零件加工的精度、光洁度要求较高时，比如精密模具、精密仪器的零部件、表面质量要求高的零件等，现有技术中的电火花切割铜合金线材的性能，难以同时兼顾速度和质量要求。
[0005]
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供了一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法，包括芯材和镀层，所述芯材由以下重量份的原料制备而成:
铜23?45份、碳22?40份、钨1?4份、银L 2?4.4份、钼4?11份、锡L3?
2.4份、铬2.1?5.2份、钕1.2?4.4份、铈3.3?3.5份、硼3?6份、磷3?6份、氧3?6份；
所述镀层由以下重量份的原料制备而成:
铜35?60份、锌30?60份、镍3?6份、铅5?8份、砷5?8份、锡1.3?2.4份、铝1.3?2.4份、锰1?2份、铁1?4份、硅1.3?2.4份。
[0008]进一步地，所述铜合金线材直径为0.03mm?0.10mm。
[0009]进一步地，所述铜合金线材的拉伸速度为2100N/mm2。
[0010]进一步地，包括如下步骤:
S1:称取铜23?45份、碳22?40份、钨1?4份、银1.2?4.4份、钼4?11份、锡1.3?2.4份、铬2.1?5.2份、钕1.2?4.4份、铈3.3?3.5份、硼3?6份、磷3?6份、氧3?6份混合制得配料物I ;
称取铜35?60份、锌30?60份、镍3?6份、铅5?8份、砷5?8份、锡1.3?
2.4份、铝1.3?2.4份、锰1?2份、铁1?4份、硅1.3?2.4份混合制得配料物II ；S2:将步骤S1中的配料物I和配料物II分别投入炼炉进行熔炼，分别得到熔融的金属液I和金属液II ；
53、将步骤S2中所得金属液I倒入到连铸设备内，制备金属合金线坯；再经冷却拉伸和在线退火，制成直径为0.2?0.3mm的铜合金线材；
54、在高温下通过化学电镀或低温分子束外延法将步骤2中金属液II在步骤3所制得的铜合金线材表层覆盖厚度为5?44nm的镀层；时间为2h ;
55、将步骤S4所得产品再进行连拉连退加工后热处理得直径为0.03mm?0.10mm的铜合金线材成品。
[0011]进一步地，所述步骤S2中的熔化温度为1900?2500°C，保温时间为2?4小时。
[0012]进一步地，所述步骤S3的连铸温度为1500?1800°C，冷却水进水温度为10?25°C，连铸速度为 1500 ?1800mm/min。
[0013]进一步地，所述步骤S3中在线退火温度为800?90°C，退火时间为10?40秒。
[0014]进一步地，由以下重量份的原料制备而成:铜23?55份、碳22?50份、钨1?5份、银1.2?5.4份、钼4?15份、锡1.3?2.5份、铬2.1?5.52份、钕1.2?5.4份、铈3.3?5.5份、硼3?5份、磷3?5份、氧3?5份；所述镀层由以下重量份的原料制备而成:铜35?50份、锌30?50份、镍3?5份、铅5?9份、砷5?9份、锡1.3?2.9份、铝1.3?2.5份、锰1?3份、铁1?5份、硅1.3?2.5份。
[0015]本发明增加了采用钢琴丝外面加镀黄铜来制作，实现了铜合金线材的拉伸强度翻倍，高拉伸高强度高性能的切割，本制备方法步骤少，生产设备简单，易于制得符合要求的产品，且易于实现规模化和自动化生产。
[0016]
【具体实施方式】
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]本发明包括芯材和镀层，所述芯材由以下重量份的原料制备而成:
铜23?45份、碳22?40份、钨1?4份、银L 2?4.4份、钼4?11份、锡L3?2.4份、铬2.1?5.2份、钕1.2?4.4份、铈3.3?3.5份、硼3?6份、磷3?6份、氧3?6份；
所述镀层由以下重量份的原料制备而成:
铜35?60份、锌30?60份、镍3?6份、铅5?8份、砷5?8份、锡1.3?2.4份、铝1.3?2.4份、锰1?2份、铁1?4份、硅1.3?2.4份。
[0018]所述铜合金线材直径为0.03mm?0.10mm。
[0019]所述铜合金线材的拉伸速度为2100N/mm2。
[0020]一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法，包括如下步骤:
S1:称取铜23?45份、碳22?40份、钨1?4份、银1.2?4.4份、钼4?11份、锡1.3?2.4份、铬2.1?5.2份、钕1.2?4.4份、铈3.3?3.5份、硼3?6份、磷3?6份、氧3?6份混合制得配料物I ;
称取铜35?60份、锌30?60份、镍3?6份、铅5?8份、砷5?8份、锡1.3?
2.4份、铝1.3?2.4份、锰1?2份、铁1?4份、硅1.3?2.4份混合制得配料物II ；S2:将步骤S1中的配料物I和配料物II分别投入炼炉进行熔炼，分别得到熔融的金属液I和金属液II ；
53、将步骤S2中所得金属液I倒入到连铸设备内，制备金属合金线坯；再经冷却拉伸和在线退火，制成直径为0.2?0.3mm的铜合金线材；
54、在高温下通过化学电镀或低温分子束外延法将步骤2中金属液II在步骤3所制得的铜合金线材表层覆盖厚度为5?44nm的镀层；时间为2h ;
55、将步骤S4所得产品再进行连拉连退加工后热处理得直径为0.03mm?0.10mm的铜合金线材成品。
[0021]所述步骤S2中的熔化温度为1900?2500°C，保温时间为2?4小时。
[0022]所述步骤S3的连铸温度为1500?1800°C，冷却水进水温度为10?25°C，连铸速度为 1500 ?1800mm/min。
[0023]所述步骤S3中在线退火温度为800?90°C，退火时间为10?40秒。
[0024]由以下重量份的原料制备而成:铜23?55份、碳22?50、钨1?5份、银1.2?
5.4份、钼4?15份、锡1.3?2.5份、铬2.1?5.52份、钕1.2?5.4份、铈3.3?5.5份、硼3?5份、磷3?5份、氧3?5份；所述镀层由以下重量份的原料制备而成:铜35?50份、锌30?50份、镍3?5份、铅5?9份、砷5?9份、锡1.3?2.9份、铝1.3?
2.5份、锰1?3份、铁1?5份、硅1.3?2