[发明专利]一种新能源电动汽车充电桩用易切削高导碲锆铜合金连续铸造工艺

说明书

本发明公开了一种新能源电动汽车充电桩用易切削高导碲锆铜合金连续铸造工艺，其特征是包括如下步骤：步骤一，在惰性气体的保护下，向熔化炉中依次加入纯度为99.9%阴极铜、Te含量为73%‑75%的碲铜合金、Cu‑10Zr含量为40%的锆铜合金和P磷含量为13%‑15%的磷铜合金；步骤二，将上述碲铜合金溶液，利用铜杆结晶器，采用上引连续铸造法在保温炉内引出直径为18～25毫米的碲锆铜合金杆；步骤三，当保温炉的液面下降到炉体高度的X/Y时，重复步骤一。本发明的碲锆铜合金连续铸造工艺不仅短流程实现上引连铸法连续铸造碲锆铜合金棒材，同时铸造出的碲锆铜合金板材化学成分均匀。采用本发明不仅有效提高碲锆铜合金的生产效率，同时其化学成分稳定，产品质量高。

技术领域

本发明涉及铜加工领域，尤其涉及一种新能源电动汽车充电桩用易切削高导碲锆铜合金连续铸造法。

背景技术

目前，国内新能源汽车用充电桩存在充电时间长（3-5小时）等问题。主要是因为使用的黄铜导电率低（20%IACS左右）。按2016年1月1日颁布实施的国家标准《电动汽车充电系统技术规范》的充电时间在1小时以内的要求，铜合金的导电率应该在80%IACS以上。现在一些企业正在试验使用纯铜（导电率=100%IACS)，但纯铜的切削性很差，尺寸精度特别是表面光洁度满足不了性能要求。

高导电（90%IACS）的易切削铜合金，目前国内外只有碲铜（Cu-0.4%Te合金C14500）一种。虽然C14500是一款有60年历史的很古老的合金，但由于到目前为止，没有合适的用途，国内外大型铜加工企业几乎没有研究和大规模生产C14500的。目前我国市场形成以下局面，国内碲铜（C14500）由于制造工艺简陋，产品质量不过关；而国外少量进口产品价格过高（10万元/吨以上）。

国内C14500棒线材主要由一些小型的铜加工厂进行生产，其生产工艺如下：小型坩锅炉熔炼后将铜液导入铁模中形成圆铸锭（约300-500公斤重），然后经过一系列的挤压、拉拔、退火等工序后形成最终的产品。因为是铁模铸造，铸锭中Te的分布不均匀，使得最终产品的性能也不均匀，影响产品的导电性和切削性能。同时由于生产效率低下从而使其价格居高不下，且产量有限，远不能满足充电桩的建设需求。

针对上述问题，目前国内也有很多研究成果，比如公开号为CN104928520A公开了一种高导抗电弧及无铅易切削碲铜合金材料，采用如下重量百分比含量的原料制成：Te0.4%-0.7%；P0.01%-0.015%；Cu余量。由于采用上述技术方案，本发明制成的碲铜合金兼顾了极好的易切削性能和优良的导电、导热性和较高的强韧性，抗腐蚀和抗电烧蚀性能，同时具与银铜合金相当的抗电弧性能，冷热加工性能较好，可锻造、挤压拉制、冲制模压。该方案的加工效率偏低，无法满足大规模生产的需要。

再比如公开号为CN106222477B的一种电动汽车充电桩连接器用碲铜合金及其生产工艺，以高纯阴极铜、铜碲中间合金、铜铬中间合金、铜钴中间合金、铜铟中间合金、铜钇中间合金、铜锑中间合金、铜硒中间合金为原料，进行熔炼铸造，采用连续挤压或者热挤压的方法进行加工，然后通过固溶、冷轧、时效、拉拔等步骤，制备了强度高、导电率高的电动汽车充电桩连接器用碲铜合金。该方案中的碲铜合金不仅原料复杂、成本高、难以实现，同时其加工效率偏低，无法满足大规模生产的需要。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种新能源电动汽车充电桩用易切削高导碲锆铜合金连续铸造工艺，从而有效缩短工艺流程，并确保碲锆铜合金棒化学成分均匀。

本发明采用的技术方案是：一种新能源电动汽车充电桩用易切削高导碲锆铜合金连续铸造工艺，其特征是包括如下步骤：步骤一，在惰性气体的保护下，向熔化炉中依次加入纯度为99.9%阴极铜、Te含量为73%-75%的碲铜合金、Cu-10Zr含量为40%的锆铜合金和P磷含量为13%-15%的磷铜合金；步骤二，将上述碲铜合金溶液，利用铜杆结晶器，采用上引连续铸造法在保温炉内引出直径为18～25毫米的碲锆铜合金杆；步骤三，当保温炉的液面下降到炉体高度的X/Y时，重复步骤一。