[发明专利]一种制备异构铜导线的装置及方法

权利要求书

1.一种制备异构铜导线的方法，其特征在于，采用的装置包括编扭单元：包括两个夹持旋转轴(3)，用于将多个平行设置的铜/铜合金棒材编扭铰结，实现材料初步的机械结合；旋锻单元：设置在编扭单元两个夹持旋转轴(3)之间，用于对编扭之后的棒材进行旋锻；拉丝单元(7)：设置在编扭、旋锻单元后侧，用于对旋锻之后的棒材进行拉丝；热处理单元：位于拉丝单元后端，用于对拉丝之后的棒材进行热处理；

具体方法如下：选用两种或多种具有不同再结晶温度的铜/铜合金，进行混料；混料后进行编扭变形；随后进行热旋锻变形，获得致密的多组元异构铜合金棒材；再经过多道次的拉丝变形，形成多组元的异构铜合金线材；经过后续热处理，实现异构铜合金线材中不同组元的晶粒细化过程，获得多晶粒尺度的异构铜合金导线；

混料：提前处理铜/铜合金棒材的表面，去除油污和氧化膜，打磨至暴露出光亮的金属基体；并对长度相同的异种铜/铜合金棒材按照周向交替排列的方式进行集束式排列，集束的截面直径与编扭变形模具的进口通道相匹配，并对铜/铜合金细棒束的首尾进行捆扎；

编扭变形：将捆扎固定好的铜/铜合金细棒束送入编扭单元中，两端与编扭单元对齐，启动编扭单元，紧固细棒束的两端一端保持固定，另一端的夹持旋转轴驱动细棒束绕中心轴编扭变形，绞结异种铜/铜合金细棒束，实现材料的初步机械混合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述热旋锻变形具体为：关掉编扭单元的开关，打开加热机构的开关进行加热，打开旋锻单元的开关，驱动旋锻模具合模并对铜/铜合金细棒束施以旋锻变形，逐级布置不同直径的旋锻模具；

所述拉丝变形具体为：将旋锻变形后的棒材通过定滑轮(6)改变方向，送入拉丝模具中，经过20-50道次的拉丝，获得异构铜合金导线；

所述热处理具体为：对得到的铜合金导线进行真空退火处理，获得的材料为具有不同晶粒尺度的异构铜合金导线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述编扭变形，进料速率控制在0.1～10m/min，旋转轴转速控制在0.1～10rpm，旋转角度控制在30～720°；

所述热旋锻变形，变形温度控制在100～300℃，旋锻速率控制在2～20m/min，总变形量控制在40～60％；

所述拉丝变形，拉丝速率控制在1～10m/min，总变形量控制在70～95％；

所述热处理，退火温度控制在200～300℃，退火时间控制在1～5h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用的装置还包括控制柜(9)，所述控制柜(9)与编扭单元、旋锻单元和拉丝单元连接，用于控制编扭、旋锻和拉丝过程；所述编扭单元和旋锻单元放置于控制柜(9)上方。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述夹持旋转轴(3)内部设有紧固胶圈，夹持旋转轴(3)通过紧固胶圈夹持多个平行设置的铜/铜合金棒材的两端，并旋转一端的夹持旋转轴，实现多个平行设置的铜/铜合金棒材编扭铰结。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋锻单元包括旋锻模具和旋转机构，所述旋锻模具装配于相应的旋转机构上，逐级布置不同直径的旋锻模具。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋锻单元内布置有加热机构，所述加热机构包括电阻丝、热电偶和控温仪器；

电阻丝包覆在旋锻模具外侧，热电偶分布于电阻丝之间便于测温，控温仪器位于最外侧通过电线与热电偶和电阻丝相连，便于实现对温度的监测和调控。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编扭和旋锻单元后端通过定滑轮(6)连接拉丝单元(7)，旋锻之后的棒材经过定滑轮(6)导向之后进入拉丝单元。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拉丝单元(7)包括拉丝模具、位移传感器、变频器、张力架和卷绕机构；

所述拉丝模具为多个，位于拉丝单元的中间部位，根据规格大小贯穿拉丝单元始终，相邻的两个拉丝模具之间设有导向轮；位移传感器分布在每两道模具之间，变频器位于拉丝单元最下方，与位移传感器和拉丝模具之间通过电线连接；张力架位于最后一道次的后方，所述卷绕机构位于张力架的后方。