一种银包铝复合微丝制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双金属复合微丝的制备方法，尤其是一种横断面为圆形的银包铝复合微丝的制备方法。
【背景技术】
[0002]银作为导电率最高的金属，在微电子技术中有着广泛的应用。但是，由于银资源的缺乏，直接用银丝材作为导电材料成本高，不利于其推广应用。复合线材有着单一材料无法达到的优越性能，在各个行业中应用越来越广。银包铝复合丝材以其导电率高、接触性能好、密度小等特点广泛应用于航空用导线和波导管方面。已有的银包铝复合丝制备主要有两种方法，I)铝线镀银法，该法存在镀层厚度有限、厚度不均匀、镀层与芯材之间结合强度较低等缺点；2)静液挤压+退火+多到次拉拔法[谢建新等，一种高性能银包铝复合丝材及其制备工艺[P]，中国发明专利，专利号:CN200710063265]，该方法具有设备投资大，工艺流程长，生产效率不高；而且由于银/铝的屈服强度比值较大，致使在静液挤压时银包覆层金属变形困难，与芯层铝相比银层金属流动相对较慢，从而包覆银层容易出现竹节状断裂缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有银包铝微丝生产技术的不足，提供一种流程相对较短，高效率的银包铝微丝的制备方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采取的方案:
1)选择铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管，经去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和装配，装配后两端采用局部塑性变形的方式密封；
2)装配好的复合棒经感应加热后，经孔型乳制或拉伸或挤压制备成银包复合铝线材；
3)银包铝线材经单模拉伸或多模水箱拉伸至Φ0.02-0.5 mm微丝；
4)当冷变形量为断面收缩率约90-99%，复合丝材进行退火处理，退火温度为200-400°C，退火时间0.1 -1h0
[0005]与现有技术相比，本发明具有以下技术优点:
1)与电镀法相比，由于复合线材经强冷大变形，包覆层致密性更高；
2)银管、铝芯经去油、氧化膜处理后，在真空操作箱里装配，免除了氧化，同时通过铝芯的塑性变形，封闭了银管与铝芯的间隙，使复合界面维持高洁净和无氧化，提高界面结合强度；
3)与静液挤压法相比，该方法生产成本较低;静液挤压时，银管和铝棒头部须加工成锥形的工序，操作较为简单;静液挤压虽变形量较大，但为常温挤压，使银、铝原子较难扩散而形成真正冶金结合，还需后续退火配合处理以提高结合强度，而本发明采用感应加热，根据坯料大小和包覆层厚度，调整感应电流频率和加热时间，使银包覆层与铝芯层之间产生较大的温度差，降低银/铝的屈服强度之比，从在塑性加工制备复合线坯时，使包覆层和芯层金属变形趋于一致，降低生产成本和避免银层竹节状裂纹的出现;同时，棒坯在感应加热和变形温升效应的双重作用下，使银/铝复合界面能较长时间维持在一定温度，促进了银、铝原子之间的扩散，形成真正冶金结合，提高过渡层的结合强度，有利于获得高性能的银包铝复合微丝。
[0006]【具体实施方式】:
以下结合实施例对本发明作进一步说明:
实施例1: Φ 0.07 mm银包铝复合微丝成形工艺
1)选择Φ25 mm铝芯和与铝芯外径为过渡配合的银管，银管外径为Φ 30 mm，银管长度为200 mm，铝芯长度为202 mm;银管内壁和铝芯经去油和氧化膜后，在真空操作箱里干燥和装配，装配后对伸出的铝芯给予一定的压缩变形，以密封银管与铝棒之间的间隙，避免复合界面的氧化；
2)装配好的复合棒坯经中频感应加热后，立即进入多道次的椭圆-圆孔型系统乳制成Φ 6 mm银包铝复合线坯，每道次的断面收缩率为1?30%;
3)Φ6mm银包铝复合线坯，采用多道次单模拉伸成Φ 1.0 mm，润滑剂为植物油，每道次的断面收缩率为15?25%;
4)Φ 1.0 mm银包铝复合丝材在氩气保护下进行退火处理，退火温度为300°C，退火时间为0.5h;
5)Φ 1.0 mm银包铝复合丝材采用水箱多模拉伸至Φ 0.08 mm微丝，润滑剂为航空煤油，每道次的变形率控制为断面收缩率8?20%。
[0007]实施例2: Φ 0.5 mm银包铝复合微丝成形工艺
1)选择Φ25 mm铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管，银管外径为Φ 30 mm，银管长度为200 mm，铝芯长度为202 mm;经去油和氧化膜后，在真空操作箱里干燥和装配，装配后对伸出的铝芯给予一定的压缩变形，以密封银管与铝棒之间的间隙，避免复合界面的氧化；
2)装配好的复合棒经中频感应加热后，立即行多道次的拉伸制成Φ2 mm银包铝复合线坯，润滑剂为植物油，每道次的断面收缩率为12-30%;
3)Φ 2mm银包铝复合丝材在氩气保护下进行退火处理，退火温度为300 V，退火时间为
0.5h；
4)采用多道次单模拉伸至Φ0.5 mm微丝，润滑剂为航空煤油，银包铝复合丝材每道次的变形率控制为断面收缩率8?20%。
【主权项】
1.一种银包铝微丝的制备方法，其特征在于，制备步骤为: 选择铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管经去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和装配，装配后两端采用局部塑性变形的方式密封； 装配好的复合棒经感应加热后，经孔型乳制或拉伸或挤压制备成银包铝复合线材； 银包铝复合线材经单模拉伸或多模水箱拉伸至Φ0.02-0.5 mm复合微丝； 当冷变形为断面收缩率约90-99%，复合丝材进行退火处理，退火温度为200-400°C，退火时间0.1-lh。
【专利摘要】本发明提供一种银包铝微丝的制备方法，1）选择铝芯和与铝芯外径过渡配合的银管经去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和装配，装配后两端采用局部塑性变形的方式密封；2）装配好的复合棒经感应加热后，经孔型轧制或拉伸或挤压制备成银包铝复合线材；3）银包铝复合线材经单模拉伸或多模水箱拉伸至<i>φ</i>0.02-0.5？mm复合微丝；4）当冷变形为断面收缩率约90-99%，复合丝材进行退火处理，退火温度为200-400℃，退火时间0.1-1h。
【IPC分类】H01B13/00, B21C37/04
【公开号】CN105642698
【申请号】
【发明人】罗奕兵, 彭伟杰, 戴晓元
【申请人】长沙理工大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月8日