1.本发明涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种热熔连铸铜覆钢材料及其加工方法。
背景技术：
2.铜覆钢双金属复合材料是将铜与钢两种金属通过一定的工艺加工而成的复合导体。该导体既有钢的高强度、优异的弹性、较大的热阻和高导磁特性，又有铜的良好导电性能和优良的抗腐蚀性能，因而被广泛运用于接地防雷装置(如接地棒、接地线、引下线、避雷线、避雷针等)、信号传输(如同轴电缆内导体、电子管脚、电话引入线、波传输反射网等)、承力索(如铁路吊弦、载流承力索、机车牵引线)等等。
3.现有电镀铜覆钢材料用于电线电缆中一般不退火，其柔韧性与电气性能较差，使用有一定局限性，且在生产热熔连铸铜覆钢材料的过程中，由于温度控制不准确、方法不恰当，即使经过退火，复合材料的柔韧性能和电力性能薄弱、铜钢结合能力薄弱。
4.因此，亟需提供一种柔韧性与电气性能好且铜钢结合能力好的热熔连铸铜覆钢材料的加工方法。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种热熔连铸铜覆钢材料及其加工方法，本发明的热熔连铸铜覆钢材料具有高抗拉强度和断面收缩率，可抵抗反复180
°
弯折实验10次以上，且铜钢结合紧密，柔韧性较高，电气性能良好。
6.为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种热熔连铸铜覆钢材料的加工方法，其包括以下步骤：
7.1)将待处理热熔连铸铜覆钢进行真空退火，得到一级退火铜覆钢材料；所述真空退火的保温温度为550～650℃，优选为570～630℃；
8.2)将所述步骤1)得到的一级退火铜覆钢材料进行拉拔且同时进行连续退火，得到铜覆钢丝材；所述连续退火的保温温度为550～840℃，优选为600～800℃，更优选为650-750℃；
9.3)将所述步骤2)得到的铜覆钢丝材进行拉拔，得到成型丝材，然后将所述成型丝材进行管内退火，最后浸入循环冷却液进行冷却，得到热熔连铸铜覆钢材料；所述管内退火的保温温度为450～800℃，优选为500～750℃。
10.优选地，所述步骤1)中的待处理热熔连铸铜覆钢由初始拉拔或者冷轧得到。
11.优选地，所述步骤1)中真空退火的加热方式为：将待处理热熔连铸铜覆钢置于600～700℃的环境中升温1～2h。
12.优选地，所述步骤1)中真空退火的保温时间为2～4h。
13.优选地，所述步骤2)中连续退火的保温时间为0.5～3h。
14.优选地，所述步骤2)中成型丝材的截面形状为圆形或扁形。
15.优选地，所述步骤3)中管内退火的保温时间为15～50min。
16.优选地，所述步骤3)中循环冷却液的温度为30～40℃。
17.优选地，所述步骤3)中成型丝材浸入循环冷却液的收线速度为40～100m/min。
18.本发明还提供了上述加工方法制备得到的热熔连铸铜覆钢材料。
19.本发明通过真空退火可以使热熔连铸铜覆钢导体软化，有效减少在轧制、锻造、冲压等冷热加工中造成的晶粒破碎和晶格畸变、扭曲产生的内应力，改善且塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，为后续的热处理做好准备；通过连续退火处理使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，降低冷加工硬化和改善成型性能，为下一步材料的变形做好准备；通过管内退火处理，均匀化了材料组织，细化晶粒，消除残余应力和加工硬化，使铜钢的结合更加紧密，连铸铜覆钢导体具有较好的综合力学性能，柔韧性较高、电气性能良好；将热熔连铸铜覆钢材料制备成丝材的形状，以软态产品实现大长度供货，适合大规模生产和施工。实施例的结果显示，本发明提供的热熔连铸铜覆钢材料的抗拉强度≥460mpa，断面收缩率≥52％，能够抵抗反复180
°
弯折实验10次以上，且断裂后断口铜钢结合紧密，性能优于电镀铜覆钢。
具体实施方式
20.本发明提供了一种热熔连铸铜覆钢材料的加工方法，包括以下步骤：
21.(1)将待处理热熔连铸铜覆钢进行真空退火，得到一级退火铜覆钢；所述真空退火的保温温度为550～650℃；
22.(2)将所述步骤(1)得到的一级退火铜覆钢材料进行拉拔的同时进行连续退火，得到铜覆钢丝材；所述连续退火的保温温度为550～840℃；
23.(3)将所述步骤(2)得到的铜覆钢丝材进行二次拉拔，得到成型丝材，然后将所述成型丝材进行管内退火，最后浸入循环冷却液进行冷却，得到热熔连铸铜覆钢材料；所述管内退火的保温温度为450～800℃。
24.本发明将待处理热熔连铸铜覆钢进行真空退火，得到一级退火铜覆钢。
25.在本发明中，所述待处理热熔连铸铜覆钢优选由初始拉拔或者冷轧得到。本发明对所述拉拔或者冷轧的具体工艺没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的拉拔或冷轧工艺即可。本发明对所述待处理热熔连铸铜覆钢的具体成分没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的热熔连铸铜覆钢即可。
26.在本发明中，所述真空退火的保温温度为550～650℃，优选为570～630℃，更优选为600℃；所述真空退火的保温时间优选为2～4h，更优选为2.5～3.5h，最优选为3h。在本发明中，所述真空退火的加热方式优选为：将待处理热熔连铸铜覆钢置于600～700℃的环境中升温1～2h。本发明对所述真空退火的真空度没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识判断即可。本发明通过真空退火可以使热熔连铸铜覆钢导体软化，有效减少在轧制、锻造、冲压等冷热加工中造成的晶粒破碎和晶格畸变、扭曲产生的内应力，改善且塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力。
27.在本发明中，所述真空退火的冷却方式优选为随炉冷却。本发明采用随炉冷却的方式可以防止由于温度变化过快导致铜覆钢中出现较大的应力。
28.在本发明中，所述真空退火优选在真空炉中进行。本发明对所述真空炉的具体型
号没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
29.得到一级退火铜覆钢后，本发明将所述一级退火铜覆钢材料进行拉拔的同时进行连续退火，得到铜覆钢丝材。
30.在本发明中，所述连续退火的保温温度为550～840℃，优选为600～800℃，更优选为650～750℃，最优选为700℃；所述连续退火的保温时间优选为0.5～3h，更优选为1～2.5h，最优选为1.5～2h。本发明通过连续退火处理使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，降低冷加工硬化和改善成型性能。
31.本发明对所述拉拔的具体工艺没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的拉拔工艺即可。本发明对所述拉拔的具体次数和铜覆钢丝材的直径没有特殊的限定，根据需要判断即可。在本发明中，所述连续退火优选在最后一次拉拔时进行。本发明在最后一次拉拔的过程中进行连续退火，可以防止后续拉拔工艺导致铜覆钢性能发生改变。
32.在本发明中，所述连续退火优选在电加热箱中进行，所述电加热箱加热时的电流优选为25～27a，更优选为26a。本发明对所述电加热箱的具体型号没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
33.在本发明中，所述连续退火的冷却方式优选为采用循环冷却液冷却，所述循环冷却液冷却的温度优选为15～30℃，更优选为20～25℃。本发明通过循环冷却液的方式，可以加快铜覆钢丝材的冷却速率。
34.得到铜覆钢丝材后，本发明将所述铜覆钢丝材进行二次拉拔，得到成型丝材，然后将所述成型丝材进行管内退火，最后浸入循环冷却液进行冷却，得到热熔连铸铜覆钢材料。
35.在本发明中，所述成型丝材的形状优选为圆形或扁形。本发明对所述二次拉拔的具体工艺和次数没有特殊的限定，能够使成型丝材的形状和尺寸满足要求即可。
36.在本发明中，所述管内退火的保温温度为450～800℃，优选为500～750℃，更优选为550～700℃，最优选为600～650℃；所述管内退火的保温时间优选为15～50min，更优选为20～45min，最优选为30～40min。本发明通过管内退火处理，材料组织更加均匀，晶粒更细化，消除了残余应力和加工硬化，同时使铜钢的结合更加紧密，连铸铜覆钢导体具有较好的综合力学性能，柔韧性较高、电气性能良好。
37.在本发明中，所述循环冷却液的温度优选为30～40℃，更优选为35℃；所述循环冷却液优选为水溶性切削液；所述成型丝材浸入循环冷却液的收线速度优选为40～100m/min，更优选为50～90m/min，最优选为60～80m/min。本发明通过采用循环冷却液的方式进行冷却，可以加快成型丝材的冷却速率，加快生产效率。
38.在本发明中，所述管内退火的加热方式优选为在细管下部设置电热丝，采用电加热丝的方式使细管温度升高。在本发明中，所述管内退火时管内铜覆钢丝材的数目优选为10～30股。本发明通过采用多股丝材同时进行管内退火的方式，可以大幅度提高生产效率。
39.本发明的加工方法简单，生产效率高，且可大幅度提高热熔连铸铜覆钢材料的力学性能。
40.本发明提供了上述技术方案所述加工方法制备得到的热熔连铸铜覆钢材料。本发明提供的热熔连铸铜覆钢材料具有抗拉强度高和断面收缩率高的特点，且能够抵抗反复180
°
弯折实验10次以上，铜钢结合紧密，柔韧性较高，电气性能良好。
41.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显
然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例1
43.一种热熔连铸铜覆钢材料的加工方法，由以下步骤组成：
44.(1)将经过初始拉拔的待处理热熔连铸铜覆钢放入650℃真空炉中升温1.8h，然后在600℃保温3h进行真空退火，最后随炉冷却至室温得到一级退火铜覆钢；
45.(2)将所述步骤(1)得到的一级退火铜覆钢材料进行拉拔，在最后一次拉拔的同时通过电加热箱进行连续退火，然后通过循环冷却液冷却后得到铜覆钢丝材；所述连续退火的保温温度为600℃，连续退火的保温时间为1h，电加热箱加热时的电流为27a；所述循环冷却液的温度为25℃；
46.(3)将所述步骤(2)得到的铜覆钢丝材经过二次拉拔后得到截面为圆形的成型丝材，然后将15股成型丝材同时通入多个细管中进行管内退火，采用电加热丝的方式从而使细管温度升高，然后浸入循环冷却液进行冷却，得到热熔连铸铜覆钢材料；所述管内退火的保温温度为630℃，管内退火的保温时间为28min；所述循环冷却液的温度为35℃，所述成型丝材浸入循环冷却液的收线速度为70m/min。
47.实施例1制备的热熔连铸铜覆钢材料的抗拉强度达到478mpa，断面收缩率达到52％，抵抗反复180
°
弯折实验11次，直至断裂，观察断口铜钢结合紧密，性能优于电镀铜覆钢。
48.实施例2
49.一种热熔连铸铜覆钢材料的加工方法，由以下步骤组成：
50.(1)将经过初始拉拔的待处理热熔连铸铜覆钢放入640℃真空炉中升温1.8h，然后在600℃保温3h进行真空退火，最后随炉冷却至室温得到一级退火铜覆钢；
51.(2)将所述步骤(1)得到的一级退火铜覆钢材料进行拉拔，在最后一次拉拔的同时通过电加热箱进行连续退火，然后通过循环冷却液冷却后得到铜覆钢丝材；所述连续退火的保温温度为594℃，连续退火的保温时间为1h，电加热箱加热时的电流为26a；所述循环冷却液的温度为25℃；
52.(3)将所述步骤(2)得到的铜覆钢丝材经过二次拉拔后得到截面为圆形的成型丝材，然后将17股成型丝材同时通入多个细管中进行管内退火，采用电加热丝的方式从而使细管温度升高，然后浸入循环冷却液进行冷却，得到热熔连铸铜覆钢材料；所述管内退火的保温温度为640℃，管内退火的保温时间为26min；所述循环冷却液的温度为30℃，所述成型丝材浸入循环冷却液的收线速度为70m/min。
53.实施例2制备的热熔连铸铜覆钢材料的抗拉强度达到463mpa，断面收缩率达到54％，抵抗反复180
°
弯折实验12次，直至断裂，观察断口铜钢结合紧密，性能优于电镀铜覆钢。
54.实施例3
55.一种热熔连铸铜覆钢材料的加工方法，由以下步骤组成：
56.(1)将经过初始拉拔的待处理热熔连铸铜覆钢放入630℃真空炉中升温1.8h，然后在570℃保温3h进行真空退火，最后随炉冷却至室温得到一级退火铜覆钢；
57.(2)将所述步骤(1)得到的一级退火铜覆钢材料进行拉拔，在最后一次拉拔的同时通过电加热箱进行连续退火，然后通过循环冷却液冷却后得到铜覆钢丝材；所述连续退火的保温温度为578℃，连续退火的保温时间为1h，电加热箱加热时的电流为27a；所述循环冷却液的温度为25℃；
58.(3)将所述步骤(2)得到的铜覆钢丝材经过二次拉拔后得到截面为圆形的成型丝材，然后将24股成型丝材同时通入多个细管中进行管内退火，采用电加热丝的方式从而使细管温度升高，然后浸入循环冷却液进行冷却，得到热熔连铸铜覆钢材料；所述管内退火的保温温度为650℃，管内退火的保温时间为32min；所述循环冷却液的温度为31℃，所述成型丝材浸入循环冷却液的收线速度为80m/min。
59.实施例3制备的热熔连铸铜覆钢材料的抗拉强度达到472mpa，断面收缩率达到51％，抵抗反复180
°
弯折实验10次，直至断裂，观察断口铜钢结合紧密，性能优于电镀铜覆钢。
60.实施例4
61.一种热熔连铸铜覆钢材料的加工方法，由以下步骤组成：
62.(1)将经过初始拉拔的待处理热熔连铸铜覆钢放入675℃真空炉中升温1.8h，然后在572℃保温3h进行真空退火，最后随炉冷却至室温得到一级退火铜覆钢；
63.(2)将所述步骤(1)得到的一级退火铜覆钢材料进行拉拔，在最后一次拉拔的同时通过电加热箱进行连续退火，然后通过循环冷却液冷却后得到铜覆钢丝材；所述连续退火的保温温度为565℃，连续退火的保温时间为1h，电加热箱加热时的电流为26a；所述循环冷却液的温度为25℃；
64.(3)将所述步骤(2)得到的铜覆钢丝材经过二次拉拔后得到截面为圆形的成型丝材，然后将20股成型丝材同时通入多个细管中进行管内退火，采用电加热丝的方式从而使细管温度升高，然后浸入循环冷却液进行冷却，得到热熔连铸铜覆钢材料；所述管内退火的保温温度为674℃，管内退火的保温时间为34min；所述循环冷却液的温度为30℃，所述成型丝材浸入循环冷却液的收线速度为80m/min。
65.实施例4制备的热熔连铸铜覆钢材料的抗拉强度达到486mpa，断面收缩率达到56％，抵抗反复180
°
弯折实验14次，直至断裂，观察断口铜钢结合紧密，性能优于电镀铜覆钢。
66.由实施例1～4的记载可以看出，本发明提供的热熔连铸铜覆钢材料的加工方法制备的具有抗拉强度高，收缩性能好，抗弯折性能优异的特点，且材料中铜钢结合紧密，柔韧性较高，电气性能良好。
67.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。