專利名稱：銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬復(fù)合導(dǎo)線，特別涉及一種銅包鐵復(fù)合導(dǎo)線。
背景技術(shù)：
從礦產(chǎn)資源角度來說，全球銅礦資源較為緊張，而鐵礦產(chǎn)資源特別豐富幾乎是取之不盡的資源，可消除企業(yè)在原材料供應(yīng)上的后顧之憂，從資源使用的社會效益以及節(jié)約銅資源的觀點出發(fā)，采用雙金屬材料作為通信、電力傳輸?shù)膶?dǎo)體也具有十分現(xiàn)實的意義。中國專利CN98112410.0公開了一種銅鋁復(fù)合導(dǎo)線，是在鋁芯外冶金結(jié)合一層銅，來改善鋁線的加工性能和適用性；銅包鋁芯線的鋁材質(zhì)較軟但、拉強度較低，造價很高，熔點也較低，所以不適用在電力電纜行業(yè)；中國專利00124464.7公開了一種銅包鋼雙金屬復(fù)合導(dǎo)線的生產(chǎn)方法，是在鋼線外面包覆一層銅，然后拔拉成所需要的導(dǎo)線。銅包鋼需要的低碳鋼需高度提純因此加工費用較高，其材質(zhì)較硬且具有高彈性不易彎曲，只適合用于通訊電纜行業(yè)，在電子行業(yè)當(dāng)中不適合使用此種復(fù)合材料代替銅線，所以有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過提供一種成本低廉、軟硬適中，而且抗拉強度高的銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線，來解決現(xiàn)有復(fù)合導(dǎo)線在某些應(yīng)用領(lǐng)域中的不足，滿足各行各業(yè)對復(fù)合導(dǎo)線的需求。
本發(fā)明的另一個目的在于提供這種銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線的制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種復(fù)合導(dǎo)線，由芯體及包覆層復(fù)合而成，其中包覆層為銅，特別是重量純度為99.90-99.98％的銅；芯體為銅重量20-40％和鐵重量60-80％的鐵合金；線坯用拉絲機經(jīng)多道次拉絲模拉拔，使銅、鐵合金界面通過冶金結(jié)合成為所需線徑的導(dǎo)線；尤其是線徑為0.08-10mm的導(dǎo)線，特別是線徑為0.08-1.5mm的導(dǎo)線。這種銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線的制備方法，包括如下步驟A、去除銅帶和鐵合金線表面的油脂和氧化鈍化層；B、將銅包覆在直徑為6mm-14mm的鐵合金線上制成復(fù)合坯料；C、用100m/min-150m/min的速度、13-18％的減徑率將復(fù)合坯料拉拔至直徑為1-3mm；D、調(diào)整拉拔速度為800m/min-1200m/min、減徑率為8-15％進行拉拔至直徑為0.25-1.5mm；E、調(diào)整拉拔速度為1500m/min-2500m/min、減徑率為3-12％進行拉拔至直徑為0.08-0.5mm。
在拉拔從0.08mm-1.0mm過程當(dāng)中，需做退火處理，溫度應(yīng)控制在500℃-700℃之間。
在制備這種銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線的過程中，為了使銅層和鐵合金棒在拉拔過程中能形成冶金結(jié)合，首先，對原材料(銅帶和鐵合金線)進行徹底的前處理，用金屬絲輪將充分退火后銅帶及鐵合金線用機械或化工處理的方法，將表面的油脂和氧化鈍化層去除后，然后將銅帶和鐵合金線同時送入包覆焊接裝置，包覆焊接裝置內(nèi)填充惰性氣體保護，以防止清理后的銅帶和鐵合金線再次氧化。在包覆焊接裝置中，銅帶在多對垂直成型輪和水平滾動成型輪的孔型作用下，沿縱向逐步形成圓管狀并將鐵合金線包覆其中，然后進入焊接區(qū)用氬弧焊機將圓管的縱縫連續(xù)不斷地焊接起來，形成銅管包覆鐵合金線的銅包鐵合金線坯，纏繞在卷盤上。隨后，將線坯送入拉絲機中，進行多道次拉絲模拉拔。線坯在拉拔過程中，獲得所需線徑的導(dǎo)線，同時使銅、鐵合金界面實現(xiàn)冶金結(jié)合。最后，通過真空熱處理賦予銅包鐵合金線所需的力學(xué)和電學(xué)性能。
銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線按相對導(dǎo)電率的大小，用國際銅標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電率IACS的百分?jǐn)?shù)以及軟態(tài)(A)和硬態(tài)(H)分類表示。
—21A—相對導(dǎo)電率為21％IACS的軟態(tài)銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線；—21H—相對導(dǎo)電率為21％IACS的硬態(tài)銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線。
銅包鐵線合金復(fù)合導(dǎo)線的標(biāo)記由產(chǎn)品代號(CCI)(Copper-clad.Iron的第一個字母)類別代號(21A、21H)及其標(biāo)稱直徑(mm)組成。
表示方法 根據(jù)不同的使用范圍要求，標(biāo)稱直徑在0.08mm-10mm之間。
銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線是在銅包鋼線的基礎(chǔ)上針對應(yīng)用的環(huán)境不同以滿足用戶的需要和產(chǎn)品的技術(shù)要求為出發(fā)點，開發(fā)出來的新產(chǎn)品，由于本發(fā)明采用銅重量20-40％和鐵重量60-80％的鐵合金芯體，不僅滿足了產(chǎn)品對導(dǎo)電率的要求，而且滿足了機械加工的要求和成本要求。從表1的對比結(jié)果和產(chǎn)品本身的性能來看，銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線具有如下特點1、按相對導(dǎo)電率的標(biāo)準(zhǔn)，銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線的材質(zhì)密度低于銅包鋼線；2、銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線的抗拉強度和伸長率的性能指標(biāo)滿足產(chǎn)品的要求；
3、銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線的直流電阻率低于銅包鋼線的直流電阻率，保證了信號傳輸和應(yīng)用于電子行業(yè)對載流量的要求，損耗低于銅包鋼線；4、銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線比銅包鋼線的成本低。
表1為銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線與銅包鋼線、銅包鋁線的性能比較

本發(fā)明產(chǎn)品由于采用了成本低于鋼和鋁的鐵合金為芯體，不僅使銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線的材料成本大大降低，而且它綜合了以上兩種復(fù)合導(dǎo)線的優(yōu)點，其抗拉強度在鋼和鋁之間，并具有良好的延伸性，易于彎曲和制成繞組、線圈、電纜等，因此應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛?？捎糜趥鬏敻哳l信號電纜內(nèi)導(dǎo)體材料，由于高頻電流具有趨膚效應(yīng)，其銅層面積比可較小，一般為12-24％；因抗拉強度及延伸率較高，易于彎曲，因此，可用于有線電視網(wǎng)進戶線纜、計算機局域網(wǎng)、各種電子元器件、電力工業(yè)接地棒、專用視頻電纜、電力電纜編織屏蔽線，其直徑為0.13-0.08mm。也可制成漆包線代替銅線，用在電子行業(yè)中，如機電產(chǎn)品繞組、電聲專用繞組、電子專用連接線、鎮(zhèn)流器、電聲線圈、音響線圈等。
具體實施例方式
下面的實施例可以幫助本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例1A、用金屬絲輪將充分軟態(tài)銅帶(重量含量99.9％)及直徑為10mm、組成為銅重量20％和鐵重量80％的鐵合金線用機械或化工處理的方法，將表面的油脂和氧化鈍化層去除；B、將銅帶包覆在直徑為10mm的鐵合金線上，制成復(fù)合坯料；C、用速度為100m/min，減徑率為18％的條件拉拔復(fù)合坯料，加工至線徑為3.0mm；D、調(diào)整拉拔速度為130/min，減徑率為15％進行拉拔，加工至線徑為2.15mm。
E、調(diào)整拉拔速度為800/min，減徑率為15％進行拉拔，復(fù)合坯料，加工至線徑為1.5mm的銅包鐵合金導(dǎo)線。
實施例2A、用金屬絲輪將充分軟態(tài)銅帶(重量含量99.95％)及直徑為8mm、銅重量40％和鐵重量60％鐵合金線用機械或化工處理的方法，將表面的油脂和氧化鈍化層去除；B、將銅包覆在直徑為8mm的鐵合金線上制成復(fù)合坯料；C、用150m/min的速度、13％的減徑率將復(fù)合坯料拉拔至線徑為1.0mm；D、調(diào)整拉拔速度為800m/min、減徑率為12％進行拉拔至線徑為0.55mm；E、調(diào)整拉拔速度為1500m/min、減徑率為10％進行拉拔至線徑為0.25mm。
F、調(diào)整拉拔速度為2000m/min、減徑率為8％進行拉拔至線徑為0.08mm。
在拉拔從0.08mm-1.0mm過程當(dāng)中，需做退火處理，溫度應(yīng)控制在500℃-700℃之間。
實施例3A、用金屬絲輪將充分軟態(tài)銅帶(重量含量99.98％)及直徑為6mm、銅重量30％和鐵重量70％鐵合金線用機械或化工處理的方法，將表面的油脂和氧化鈍化層去除；B、將銅包覆在直徑為6mm的鐵合金線上制成復(fù)合坯料；C、用150m/min的速度、15％的減徑率將復(fù)合坯料拉拔至線徑為1.5mm；
D、調(diào)整拉拔速度為1200m/min、減徑率為8％進行拉拔至線徑為0.25mm；E、調(diào)整拉拔速度為2500m/min、減徑率為3％進行拉拔至線徑為0.08mm。
在拉拔從0.08mm-1.0mm過程當(dāng)中，需做退火處理，溫度應(yīng)控制在500℃-700℃之間。
實施例4。A、用金屬絲輪將充分軟態(tài)銅帶(重量含量99.95％)及直徑為14mm、銅重量30％和鐵重量70％鐵合金線用機械或化工處理的方法，將表面的油脂和氧化鈍化層去除；B、將銅包覆在直徑為12mm的鐵合金線上制成復(fù)合坯料；C、用100m/min的速度、13％的減徑率將復(fù)合坯料拉拔至線徑為10mm。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合導(dǎo)線，由芯體及包覆層復(fù)合而成，其特征在于包覆層為銅，芯體為銅重量20-40％和鐵重量60-80％的鐵合金；線坯用拉絲機經(jīng)多道次拉絲模拉拔，使銅、鐵合金界面通過冶金結(jié)合成為所需線徑的導(dǎo)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線，其特征在于線徑為0.08-10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線，其特征在于線徑為0.08-1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線，其特征在于包覆層銅重量純度為99.90～99.98％。
5.一種如權(quán)利要求1所述的銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線的制備方法，其特征在于包括如下步驟A、去除銅帶和鐵合金線表面的油脂和氧化鈍化層；B、將銅包覆在直徑為6mm-14mm的鐵合金線上制成復(fù)合坯料；C、用100m/min-150m/min的速度、13-18％的減徑率將復(fù)合坯料拉拔至直徑為1-3mm；D、調(diào)整拉拔速度為800m/min-1200m/min、減徑率為8-15％進行拉拔至直徑為0.25-1.5mm；E、調(diào)整拉拔速度為1500m/min-2500m/min、減徑率為3-12％進行拉拔至直徑為0.08-0.5mm；在拉拔從0.08mm-1.0mm過程當(dāng)中，需做退火處理，溫度應(yīng)控制在500℃-700℃之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬復(fù)合材料，特別是一種銅包鐵合金復(fù)合導(dǎo)線，由重量含量為99.90～99.98％的包覆銅和組成為銅重量20－40％、鐵重量60－80％的鐵合金芯體組成，其直徑為0.08－10mm；是將銅包覆在直徑為6mm－14mm的鐵合金線上制成復(fù)合坯料，然后用拉絲機在不同的速度和減徑率條件下，經(jīng)多道次拉絲模拉拔，使銅、鐵合金界面通過冶金結(jié)合成為所需線徑的導(dǎo)線。本發(fā)明彌補了銅包鋁、銅包鋼所無法涉及到的領(lǐng)域，同時也填補了國內(nèi)一項在探索解決銅資源緊張問題上的又一項空白，也解決了以往產(chǎn)品價格高，環(huán)境污染嚴(yán)重等技術(shù)問題，滿足了人們對復(fù)合導(dǎo)線的需求。
文檔編號B21C1/00GK1845262SQ200610046509
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者葛成林 申請人:大連昌興多金屬研發(fā)中心