[发明专利]一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜合金线材领域，具体涉及一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法。

背景技术

电火花加工的原理是在一定介质中，基于工具和工件(正、负电极)质之间脉冲性火花放电的电腐蚀现象俩蚀除多余的金属，从而达到对零件的尺寸、形状及表面质量等预定的加工要求。电火花切割加工主要用于模具制造，在样板、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料的加工中也得到日益广泛的应用。此外，在试制电机、电器等产品时，可直接用线切割加工某些零件，省去制造冲压模具的时间，缩短试制周期。电火花切割加工具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、加工成本低等突出优点。

对于电火花线切割加工用铜合金线材，理想的是其具有加工速度快，抗拉强度高、韧性强、导电好、价格低廉等特性。现有技术的慢走丝电火花线切割铜合金线材有黄铜丝、镀锌黄铜丝、镀锌铜丝等。现有技术中的慢走丝电火花线切割铜合金线材中，普遍采用表面镀锌来提高加工速度。但是当对零件加工的精度、光洁度要求较高时，比如精密模具、精密仪器的零部件、表面质量要求高的零件等，现有技术中的电火花切割铜合金线材的性能，难以同时兼顾速度和质量要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种超精密加工用铜合金线材及其制备方法，包括芯材和镀层，所述芯材由以下重量份的原料制备而成：

铜23～45份、碳22～40份、钨1～4份、银1.2～4.4份、钼4～11份、锡1.3～2.4份、铬2.1～5.2份、钕1.2～4.4份、铈3.3～3.5份、硼3～6份、磷3～6份、氧3～6份；

所述镀层由以下重量份的原料制备而成：

铜35～60份、锌30～60份、镍3～6份、铅5～8份、砷5～8份、锡1.3～2.4份、铝1.3～2.4份、锰1～2份、铁1～4份、硅1.3～2.4份。

进一步地，所述铜合金线材直径为0.03mm～0.10mm。

进一步地，所述铜合金线材的拉伸速度为2100N/mm2。

进一步地，包括如下步骤：

S1:称取铜23～45份、碳22～40份、钨1～4份、银1.2～4.4份、钼4～11份、锡1.3～2.4份、铬2.1～5.2份、钕1.2～4.4份、铈3.3～3.5份、硼3～6份、磷3～6份、氧3～6份混合制得配料物Ⅰ；

称取铜35～60份、锌30～60份、镍3～6份、铅5～8份、砷5～8份、锡1.3～2.4份、铝1.3～2.4份、锰1～2份、铁1～4份、硅1.3～2.4份混合制得配料物Ⅱ；

S2:将步骤S1中的配料物Ⅰ和配料物Ⅱ分别投入炼炉进行熔炼，分别得到熔融的金属液Ⅰ和金属液Ⅱ；

S3、将步骤S2中所得金属液Ⅰ倒入到连铸设备内，制备金属合金线坯；再经冷却拉伸和在线退火，制成直径为0.2～0.3mm的铜合金线材；

S4、在高温下通过化学电镀或低温分子束外延法将步骤2中金属液Ⅱ在步骤3所制得的铜合金线材表层覆盖厚度为5～44nm的镀层；时间为2h；

S5、将步骤S4所得产品再进行连拉连退加工后热处理得直径为0.03mm～0.10mm的铜合金线材成品。

进一步地，所述步骤S2中的熔化温度为1900～2500℃，保温时间为2～4小时。

进一步地，所述步骤S3的连铸温度为1500～1800℃，冷却水进水温度为10～25℃，连铸速度为1500～1800mm/min。

进一步地，所述步骤S3中在线退火温度为800～90℃，退火时间为10～40秒。

进一步地，由以下重量份的原料制备而成：铜23～55份、碳22～50份、钨1～5份、银1.2～5.4份、钼4～15份、锡1.3～2.5份、铬2.1～5.52份、钕1.2～5.4份、铈3.3～5.5份、硼3～5份、磷3～5份、氧3～5份；所述镀层由以下重量份的原料制备而成：铜35～50份、锌30～50份、镍3～5份、铅5～9份、砷5～9份、锡1.3～2.9份、铝1.3～2.5份、锰1～3份、铁1～5份、硅1.3～2.5份。

本发明增加了采用钢琴丝外面加镀黄铜来制作，实现了铜合金线材的拉伸强度翻倍，高拉伸高强度高性能的切割，本制备方法步骤少，生产设备简单，易于制得符合要求的产品，且易于实现规模化和自动化生产。

具体实施方式