一種銅包鋁復(fù)合扁微絲及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種銅包鋁復(fù)合扁微絲，其橫斷面為扁平形，由鋁或鋁合金芯層及包覆銅層組成，銅包覆層面積比為10?40%，銅層包覆均勻，復(fù)合扁微絲的橫截面寬度≤1mm，厚度≤0.5 mm，寬/厚比≤6；其制備方法為：1）選擇鋁芯和與鋁芯外徑過(guò)渡配合的銅管，經(jīng)去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和裝配，裝配后對(duì)兩端鋁芯采用壓縮變形以密封銅管與鋁芯的間隙；2）裝配好的復(fù)合棒經(jīng)感應(yīng)加熱后，經(jīng)孔型軋制或拉伸或擠壓制備φ1?3 mm銅包復(fù)合鋁絲材；3）銅包鋁絲材經(jīng)單模或多模水箱拉伸至φ0.05?1 mm微絲；4）銅包鋁微絲經(jīng)帶前張力的平輥軋制成扁微絲，前張力大小設(shè)定為微絲抗拉強(qiáng)度的8?30%；5）當(dāng)冷變形的斷面收縮率為90?99%，復(fù)合絲材進(jìn)行退火處理，退火溫度為200?400℃，退火時(shí)間0.1?0.5h。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種銅包鋁復(fù)合扁微絲及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種雙金屬?gòu)?fù)合微絲的制備方法，尤其涉及一種銅包鋁復(fù)合扁微絲及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子精密儀器和傳感器越來(lái)越朝小型化、高精度方向發(fā)展，對(duì)信號(hào)傳輸所用導(dǎo)線(xiàn)提出了更高的要求。銅包鋁復(fù)合扁微絲由于充分發(fā)揮了銅優(yōu)異導(dǎo)電特性和鋁的低密度的優(yōu)勢(shì)，并可以提高線(xiàn)圈槽滿(mǎn)率，從而顯著降低線(xiàn)圈的重量和體積，滿(mǎn)足微型電機(jī)和傳感器中線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)的使用要求，可在微型電子、半導(dǎo)體器件等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]目前，已有的銅包鋁復(fù)合扁絲的制備主要方法有，I)靜液擠壓+退火+多到次拉拔+平棍乳制法[劉新華，等，銅包鋁復(fù)合細(xì)扁線(xiàn)及其制備方法[P]，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào):CN200710178703.3, 2007-12-04]，該方法具有設(shè)備投資大，工藝流程長(zhǎng)，生產(chǎn)效率不高;而且由于銅/鋁的屈服強(qiáng)度比值較大，致使在靜液擠壓時(shí)銅包覆層金屬變形相對(duì)困難，銅層金屬流動(dòng)較慢，從而包覆銅層受拉應(yīng)力容易出現(xiàn)竹節(jié)狀斷裂缺陷;2)包覆焊接法或乳制壓接+拉拔或乳制法，此類(lèi)方法，由于銅包覆層為銅帶焊接或壓接形成，致使銅層性能不佳，且單道次變形較小，界面結(jié)合強(qiáng)度低，難以生產(chǎn)小截面的高性能復(fù)合扁微絲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種銅包鋁復(fù)合扁微絲及其制備方法。
[0005]本發(fā)明的內(nèi)容之一在于提出一種銅包鋁復(fù)合扁微絲，其橫斷面為扁平形，由鋁或鋁合金芯層及包覆銅層組成，銅包覆層面積比為10-40%，銅層包覆均勻，復(fù)合扁微絲的橫截面寬度^ Imm，厚度<0.5 mm，寬/厚比<6。
[0006]本
【發(fā)明內(nèi)容】
之二在于提供一種銅包鋁復(fù)合扁微絲的制備方法，制備方法如下:
1)選擇鋁芯和與鋁芯外徑過(guò)渡配合的銅管，金屬表面經(jīng)去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和裝配，裝配后對(duì)兩端鋁芯采用壓縮變形以密封銅管與鋁芯之間的間隙；
2)裝配好的復(fù)合棒經(jīng)感應(yīng)加熱后，經(jīng)孔型乳制或拉伸或擠壓制備Φ1-3 _銅包鋁復(fù)合絲材；
3)銅包鋁絲材經(jīng)單?；蚨嗄Ｋ淅熘力?.05-1 mm微絲；
4)銅包鋁微絲經(jīng)帶前張力的平輥乳制成扁微絲，前張力大小設(shè)定為微絲抗拉強(qiáng)度的8-
30%；
5)當(dāng)冷變形的斷面收縮率為90-99%，復(fù)合絲材進(jìn)行退火處理，退火溫度為200-400°C，退火時(shí)間0.1-0.5h。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
I)銅管、鋁芯經(jīng)去油、氧化膜處理后，在真空操作箱里裝配，免除了氧化，同時(shí)通過(guò)鋁芯的塑性變形，封閉了銅管與鋁芯之間的間隙，使復(fù)合界面維持高潔凈和無(wú)氧化，提高界面結(jié)合強(qiáng)度。
[0008]2)與靜液擠壓法相比，該方法生產(chǎn)成本較低;靜液擠壓時(shí)，銅管和鋁棒頭部須加工成錐形的工序，操作較為復(fù)雜;靜液擠壓雖變形量較大，但為常溫?cái)D壓，使銅、鋁原子較難擴(kuò)散而形成真正冶金結(jié)合，還需后續(xù)退火配合處理以提高結(jié)合強(qiáng)度，而本發(fā)明采用感應(yīng)加熱，根據(jù)坯料大小和包覆層厚度，調(diào)整感應(yīng)電流頻率和加熱時(shí)間，使銅包覆層與鋁芯層之間產(chǎn)生較大的溫度差，降低銅/鋁的屈服強(qiáng)度之比，從而在塑性加工制備復(fù)合線(xiàn)坯時(shí)，使包覆層和芯層金屬變形趨于一致，提升單道次的變形量，且避免銅層竹節(jié)狀裂紋的出現(xiàn)；同時(shí)，棒坯在感應(yīng)加熱和變形溫升效應(yīng)的雙重作用下，使銅/鋁復(fù)合界面能較長(zhǎng)時(shí)間維持在一定溫度，促進(jìn)了銅、鋁原子之間的擴(kuò)散，以形成真正冶金結(jié)合，提高過(guò)渡層的結(jié)合強(qiáng)度，有利于獲得高性能銅包鋁復(fù)合扁微絲。
[0009]3)與包覆焊接法、乳制壓接法相比，由于此類(lèi)方法的銅包覆層為銅帶焊接或壓接成包覆層，局部容易發(fā)生銅層剝離或脫落；同時(shí)本發(fā)明采用感應(yīng)加熱能實(shí)現(xiàn)更大的道次變形量，以提升復(fù)合界面強(qiáng)度和免除銅層剝離等缺陷，可有效降低復(fù)合微絲生產(chǎn)時(shí)的斷絲率。
[0010]4)可通過(guò)調(diào)整平輥乳制前的絲材大小、壓下量和乳制張力，可獲得不同寬/厚比的復(fù)合扁微絲，生產(chǎn)適用性強(qiáng)，與拉拔法制備復(fù)合扁絲相比，節(jié)省了大量的模具費(fèi)用。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1:斷面尺寸為0.55mmX0.2 mm銅包招復(fù)合扁微絲成形工藝
1)選擇Φ25 mm鋁芯和與鋁芯外徑過(guò)渡配合的銅管，銅管外徑為Φ 30 mm，銅管長(zhǎng)度為200 mm，鋁芯長(zhǎng)度為202 mm;經(jīng)去油和氧化膜后，在真空操作箱里干燥和裝配，裝配后對(duì)外延的鋁芯給予一定的壓縮變形，以密封銅管與鋁棒之間的間隙，避免復(fù)合界面的氧化；
2)裝配好的復(fù)合棒經(jīng)中頻感應(yīng)加熱后，立即進(jìn)入多道次的橢圓-圓孔型系統(tǒng)乳制成Φ3_銅包鋁復(fù)合線(xiàn)坯，每道次的斷面收縮率為10~30%，，變形量分配符合逐漸減小的原則；
3)Φ3mm銅包鋁復(fù)合線(xiàn)坯，采用多道次單模拉伸成Φ 1.0 mm，潤(rùn)滑劑為植物油，每道次的斷面收縮率為15?25%，變形量分配符合逐漸減小的原則；
4)Φ 1.0 mm銅包鋁復(fù)合絲材在氬氣保護(hù)下進(jìn)行退火處理，退火溫度為300°C，退火時(shí)間為0.3h;
5)采用水箱多模拉伸至Φ0.4 mm微絲，潤(rùn)滑劑為航空煤油，銅包鋁復(fù)合絲材每道次的變形率控制為斷面收縮率為8?15%;
6)銅包鋁微絲經(jīng)帶前張力的平輥乳制成0.55mmX0.2mm扁微絲，前張力設(shè)定為平輥乳制前微絲抗拉強(qiáng)度的15%。
[0012]實(shí)施例2:斷面尺寸為0.085mmX0.04 mm銅包鋁復(fù)合扁微絲成形工藝
1)選擇Φ25 mm鋁芯和與鋁芯外徑過(guò)渡配合的銅管，銅管外徑為Φ 30 mm，銅管長(zhǎng)度為200 mm，鋁芯長(zhǎng)度為202 mm;經(jīng)去油和氧化膜后，在真空操作箱里干燥和裝配，裝配后對(duì)外延的鋁芯給予一定的壓縮變形，以密封銅管與鋁棒之間的間隙，避免復(fù)合界面的氧化；
2)裝配好的復(fù)合棒經(jīng)中頻感應(yīng)加熱后，立即進(jìn)行多道次的拉伸制成Φ3 mm銅包鋁復(fù)合線(xiàn)坯，潤(rùn)滑劑為植物油，每道次的斷面收縮率為12?30%，變形量分配符合逐漸減小的原則；
3)采用多道次單模拉伸至ΦI mm，潤(rùn)滑劑為航空煤油，銅包鋁復(fù)合絲材每道次的變形率控制為斷面收縮率為8?20%; 4)Φ 1.0 mm銅包鋁復(fù)合絲材在氬氣保護(hù)下進(jìn)行退火處理，退火溫度為300°C，退火時(shí)間為0.5h;
5)采用水箱多模拉伸至Φ0.07 mm微絲，潤(rùn)滑劑為航空煤油，銅包鋁復(fù)合絲材每道次的變形率控制為斷面收縮率為8?15%;
6)銅包鋁微絲經(jīng)帶前張力的平輥乳制成0.085mmX0.04mm扁微絲，前張力設(shè)定為平輥乳制前微絲抗拉強(qiáng)度的10%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銅包鋁復(fù)合扁微絲，其特征在于，復(fù)合微絲的橫斷面為扁平形，由鋁或鋁合金芯層及包覆銅層組成，銅包覆層面積比為10-40%，銅層包覆均勻，復(fù)合扁微絲的橫截面寬度<1mm，厚度<0.5 mm，寬/厚比< 6;復(fù)合微絲的制備方法為: I)選擇鋁芯和與鋁芯外徑過(guò)渡配合的銅管，經(jīng)去油和氧化膜，在真空操作箱里干燥和裝配，裝配后對(duì)兩端鋁芯采用壓縮變形以密封銅管與鋁芯的間隙；2)裝配好的復(fù)合棒經(jīng)感應(yīng)加熱后，經(jīng)孔型乳制或拉伸或擠壓制備Φ 1-3 mm銅包復(fù)合鋁絲材;3)銅包鋁絲材經(jīng)單模或多模水箱拉伸至Φ0.05-1 mm微絲;4)銅包鋁微絲經(jīng)帶前張力的平輥乳制成扁微絲，前張力大小設(shè)定為微絲抗拉強(qiáng)度的8_30%;5)當(dāng)冷變形的斷面收縮率為90-99%，復(fù)合絲材進(jìn)行退火處理，退火溫度為200-400 0C，退火時(shí)間0.1 -0.5h。
【文檔編號(hào)】B21C37/04GK105869716SQ201610199376
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月2日
【發(fā)明人】羅奕兵
【申請(qǐng)人】羅奕兵