一种银包铝复合扁微丝及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双金属复合扁微丝的制备方法，尤其涉及一种扁平断面银包铝复合微丝及其制备方法。
【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。银包铝复合扁微丝以其导电率高、接触性能好、密度小、槽满率高等特点广泛应用于高性能的电子绕组、航空用导线和波导管方面。已有的双金属复合细扁丝制备方法主要有，静液挤压—拉拔—平辊乳制法(刘新华等，一种铜包铝复合扁线及其制备方法[P]，中国专利，发明专利，专利号:CN2007 10 I 78703，2007.12.04)，该方法生产复合坯料制备成本较高，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，导致包覆银层容易出现竹节状断裂缺陷；而包覆焊接—拉拔法，该类方法具有工艺流程长，不太适合于断面面积较小的微丝及扁微丝生产。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种流程相对较短，高效率的银包铝复合扁微丝的制备方法。
[0004]本发明的内容之一在于提出一种银包铝复合扁微丝，其横断面为扁平形，由铝或铝合金芯层及包覆银层组成，银包覆层面积比为8_50%，银层包覆均匀，复合扁微丝的横截面宽度^ Imm，厚度< 0.5 mm，宽/厚之比小于6。
[0005]本
【发明内容】
之二在于提供一种银包铝复合扁微丝的制备方法，制备方法如下:
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，装配后对两端铝芯采用压缩变形以密封银管与铝芯的间隙；
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Φ1-3 _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Φ0.02-1 mm微丝；
4)银包铝微丝经带前张力的平辊乳制成扁微丝，前张力大小设定为微丝抗拉强度的8-
30%；
5)当冷变形的断面收缩率为90-99%，复合丝材进行退火处理，退火温度为200-400°C，退火时间0.2-lh。
[0006]与现有技术相比，本发明具有以下技术优点:
I)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。
[0007]2)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，有利于获得高性能银包铝复合微丝。
[0008]3)可通过调整平辊乳制前的丝材大小、压下量和乳制张力，可获得不同尺寸规格的复合扁微丝，生产适用性强，与拉拔法制备复合扁线材相比，节省了大量的模具费用。
[0009]【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:断面尺寸为0.55X0.2 mm银包铝复合扁微丝成形工艺
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，装配后对外延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，立即进入多道次的椭圆-圆孔型系统乳制成Φ6_银包铝复合线坯，每道次的断面收缩率为10~30%，变形量分配符合逐渐减小的原则；
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%，变形量分配符合逐渐减小的原则；
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)采用水箱多模拉伸至Φ0.4 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为8?15%;
6)银包铝微丝经带前张力的平辊乳制成扁微丝，前张力设定为平辊乳制前微丝抗拉强度的15%。
[0010]实施例2:断面尺寸为0.085X0.04 mm银包铝复合扁微丝成形工艺
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，装配后对外延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，立即进行多道次的拉伸制成Φ4mm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%，变形量分配符合逐渐减小的原则；
3)采用多道次单模拉伸至ΦI 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为8?20%;
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)采用水箱多模拉伸至Φ0.06 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为8?15%;
6)银包铝微丝经带前张力的平辊乳制成扁微丝，前张力设定为平辊乳制前微丝抗拉强度的10%。
【主权项】
1.一种银包铝复合扁微丝，其特征在于，复合扁微丝横断面为扁平形，由铝或铝合金芯层及包覆银层组成，银包覆层面积比8-50%，银层包覆均匀，复合扁微丝的横截面宽度<1_，厚度<0.5 mm，宽/厚之比小于6。2.如权利要求1所述的银包铝复合扁微丝的制备方法，其特征在于，制备方法如下: 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，装配后对两端铝芯采用压缩变形以密封银管与铝芯的间隙； 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Φ1-3 _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Φ0.02-1mm微丝； 4)银包铝微丝经带前张力的平辊乳制成扁微丝，前张力大小设定为微丝抗拉强度的8-30%； 5)当冷变形的断面收缩率为90-99%，复合丝材进行退火处理，退火温度为200-400°C，退火时间0.2-lh。
【专利摘要】一种银包铝复合扁微丝及其制备方法，涉及到一种横断面为扁平形，由铝或铝合金芯层及包覆银层组成的复合微丝，银包覆层面积比8-50%。其制备方法为：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，装配后对两端铝芯采用压缩变形以密封银管与铝芯的间隙；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<i>φ</i>1-3？mm银包复合铝线材；银包铝线材经单模拉伸或多模水箱拉伸至<i>φ</i>0.02-1？mm微丝；银包铝微丝经带前张力的平辊轧制成扁微丝，前张力大小设定为微丝抗拉强度的8-30%；当冷变形的断面收缩率为90-99%，复合丝材进行退火处理，退火温度为200-400℃，退火时间0.2-1h。
【IPC分类】C22F1/04, H01B1/02, H01B13/00, H01B5/02, C22F1/14
【公开号】CN105575472
【申请号】CN201610009109
【发明人】罗奕兵, 戴晓元, 华嫚煜
【申请人】长沙理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月8日