一种高强度高电导率铜银合金线材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于超导线材制备技术领域，具体涉及一种高强度高电导率铜银合金线材的制备方法。
【背景技术】
[0002]高强度高电导率铜基合金被广泛应用于电力机车传输线，输运导线，引线框架以及高磁场脉冲磁体等领域。作为一种典型的双相合金，铜银合金具有良好的合金熔炼性能、优良的加工强化特点和较低的电子散射特征，得到了研究者们的极大关注。在铜基体中加入过量银单质经过固溶处理将获得双相组织，银以初生等轴晶或共晶组织存在于铜基体当中。后续的热旋锻，冷拉拔加工促使内部的共晶组织和先共晶铜相充分纤维化，从而获得良好的材料机械性能和电传输性能。
[0003]铜银合金在中低温热处理过程中可以弥散细小银的二次析出相，这些析出相可以极大改进材料的强度同时由于先共晶铜中的银的析出将有助于提高铜的纯度，从而改善材料的整体电输运性能。因此加工过程中的热处理制度的设计是铜银合金研究的重点。以往的研究主要通过合金铸锭的处理和加工中间的多次热处理来控制二次析出相以及内部共晶组织纤维的状态和分布。
[0004]以铜银合金目前经典的三次或者四次中间时效处理制度为例，其主体要在材料加工的不同阶段引入低温短时间热处理从而控制材料的时效析出，保证材料具有一定强度和电导。然而在具体实施过程中由于多次热处理的引入可能同时引起内部共晶组织晶粒的粗化、长大，破坏材料的纤维状态，影响到材料整体强度的提升。其次，随着加工手段的差异，材料热处理时机的选择也难以准确判断，影响了热处理的有效性。最后，由于热处理过低，铜银合金线材的经过连续加工所导致的硬化难以充分缓解，限制了材料的进一步加工。因此，选择适宜的加工工艺和热处理方法，将有助于最大限度的提升材料的力学性能，简化材料的加工过程，保证材料的电导性能。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高强度高电导率铜银合金线材的制备方法。本发明在拉拔加工之前和拉拔加工过程中选取适宜的热处理工艺，充分发挥铜银合金材料的强化作用，保证材料的整体电导性能，具有较好的应用前景。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种高强度高电导率铜银合金线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0007]步骤一、在氩气气氛的保护下，将铜银合金铸锭以2°C /min?8°C /min的升温速率升温至800°C?850°C后保温4h?7h，然后水冷至25°C室温；
[0008]步骤二、对步骤一中水冷后的铜银合金铸锭进行拉拔加工，得到拉伸强度不低于800MPa，电导率不低于70% IACS的高强度高电导率铜银合金线材；所述拉拔加工的总加工变形率为99.95%?99.995%，所述拉拔加工的过程中对铜银合金铸锭进行中间热处理，具体过程为:当拉拔加工的加工变形率达到59.0%?73.7%时，将铜银合金铸锭置于真空加热炉中，在真空条件下，以2°C /min?8°C /min的升温速率升温至430°C?460°C后保温10h?15h，然后水冷至25°C室温。
[0009]上述的一种高强度高电导率铜银合金线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述铜银合金铸锭中银的质量百分含量为8%?16%，余量为铜和不可避免的杂质。
[0010]上述的一种高强度高电导率铜银合金线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述铜银合金铸锭为圆柱形铸锭，所述铜银合金铸锭的横截面直径为30mm?40mm，所述铜银合金铸锭的高度为300mm?500mm。
[0011]上述的一种高强度高电导率铜银合金线材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述高强度高电导率铜银合金线材的横截面形状为圆形，所述高强度高电导率铜银合金线材的横截面直径为0.23mm?0.72mm。
[0012]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、本发明通过进行技术优化，在拉拔加工过程中控制较少的热处理次数，最大限度的避免合金的晶粒长大，保持内部共晶组织的纤维化状态，充分发挥铜银合金材料的强化作用，保证材料的整体电导性能。
[0014]2、本发明通过将材料加工工艺与热处理制度相结合，较为精确的控制了材料的热处理过程，确保了材料在较大截面尺寸的条件下实现强度和电导性能的同步提升。
[0015]3、本发明通过长时间的中间热处理，确保了内部银二次析出相的完全析出，为材料的强度、电导的同时升高奠定了基础。
[0016]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]本实施例高强度高电导率铜银合金线材的制备方法包括以下步骤:
[0019]步骤一、在氩气气氛保护下，将规格为Φ30πιπιΧ300mm的圆柱形铜银合金铸锭以5°C /min的升温速率升温至850°C后保温7h，然后水冷至25°C室温；所述铜银合金铸锭为Cu-10Ag合金铸锭，该铸锭中银的质量百分含量为10%，余量为铜和不可避免的杂质；
[0020]步骤二、将步骤一中水冷后的铜银合金铸锭进行4道次拉拔加工，拉拔至铸锭的截面直径为19.2mm(拉拔加工的加工变形率为59% )后，对铜银合金铸锭进行中间热处理，具体过程为:将铜银合金铸锭置于真空加热炉中，在真空条件下，以5°C /min的升温速率升温至440°C后保温12h，然后水冷至25°C室温；之后，对中间热处理后的铜银合金铸锭继续进行47道次拉拔加工，拉拔至铸锭的截面直径为0.42mm(拉拔加工的总加工变形率为99.98% )，最终得到横截面形状为圆形，横截面直径为0.42mm的铜银合金线材。
[0021]对本实施例制备的铜银合金线材进行力学性能和电导性能检测，测得本实施例制备的铜银合金线材的拉伸强度为801MPa，电导率为73% IACS，由此可知本实施例通过在拉拔加工前以及在拉拔加工过程中优化材料热处理时机和工艺，能够制备出具有高强度和高电导率的铜银合金线材。
[0022]实施例2
[0023]本实施例高强度高电导率铜银合金线材的制备方法包括以下步骤:
[0024]步骤一、在氩气气氛保护下，将规格为Φ32πιπιΧ300mm的圆柱形铜银合金铸锭以2°C /min的升温速率升温至800°C后保温7h，然后水冷至25°C室温；所述铜银合金铸锭为Cu-8Ag合金铸锭，该铸锭中银的质量百分含量为8%，余量为铜和不可避免的杂质；
[0025]步骤二、将步骤一中水冷后的铜银合金铸锭进行5道次拉拔加工，拉拔至铸锭的截面直径为18.3mm(拉拔加工的加工变形率为67.3% )后，对铜银合金铸锭进行中间热处理，具体过程为:将铜银合金铸锭置于真空加热炉中，在真空条件下，以2V /min的升温速率升温至460°C后保温15h，然后水冷至25°C室温；之后，对中间热处理后的铜银合金铸锭继续进行51道次拉拔加工，拉拔至铸锭的截面直径为0.72mm(拉拔加工的总加工变形率为99.992% )，最终得到横截面形状为圆形，横截面直径为0.72mm的铜银合金线材。
[0026]对本实施例制备的铜银合金线材进行力学性能和电导性能检测，测得本实施例制备的铜银合金线材的