一种高强度高导电镀锡铜线的制备方法 |
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| 申请号 | CN202410105252.4 | 申请日 | 2024-01-25 | 公开(公告)号 | CN117904562A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 常州大学; | 发明人 | 魏坤霞; 孙明; 魏伟; 安旭龙; 汪丹丹; 刘祥奎; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种高强度高导电 镀 锡 铜 线的制备方法。铜线按 质量 百分数计的组成为Sn:0.3wt%，Fe:0.0004wt%，Zn:0.0003wt%，余量为Cu和不可避免的杂质。制备铜线的方法为：深冷‑ 退火 ‑二次退火，制得的铜锡 导线 强度高、导电率高，综合性能较为优异，解决了铜 合金 强度和 导电性 互为矛盾、不可兼得的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高强度高导电镀锡铜线的制备方法，其特征在于：先对镀锡铜线进行深冷处理，深冷处理结束后进行惰性气体氛围下一次退火热处理，一次退火结束后再进行二次退火处理，得到高强度高导电镀锡铜线。 |
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| 说明书全文 | 一种高强度高导电镀锡铜线的制备方法技术领域背景技术发明内容[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高强度高导电镀锡铜线的制备方法，先对镀锡铜线进行深冷处理，深冷处理结束后进行惰性气体氛围下一次退火热处理，一次退火结束后再进行二次退火处理，得到高强度高导电镀锡铜线。 [0006] 本发明所使用的镀锡铜线，按质量百分比的组成为Sn:0.3wt%，余量为Cu和不可避免的杂质。 [0007] 进一步的，镀锡铜线深冷条件具体为在‑50℃～‑196℃温度下保持0～12小时进行深冷处理。在开始计时之前先预冷5分钟，待时间达到后缓慢取出恢复至室温。 [0008] 在本发明的一些示例性的具体实施例中，所使用的镀锡铜线直径为0.9mm，表面锡镀层厚度为30µm。将镀锡铜线直接浸泡在液氮罐中，在超低温环境保持0‑12小时。 [0009] 镀锡铜线一次退火处理：将深冷处理后的镀锡铜线进行一次退火处理，退火温度100 200℃，0.5小时，炉内氩气保护冷却至室温。优选的，一次退火热处理温度为100℃。 ~ [0010] 镀锡铜线二次退火处理：将深冷‑一次退火处理的铜线置于温度为150～300℃下的真空管式炉中，保温0.5‑6小时后，炉内氩气保护冷却至室温。 [0011] 具体包含以下步骤：将铜线缓慢放入液氮罐中，5分钟后开始计时，0‑12小时后缓慢取出直至恢复至室温； 将真空管式炉通入氩气，压强为0.2GPa～0.4GPa，同时将管式炉以5‑10℃/min速度升至100℃，待温度稳定后，将深冷铜线送入管式炉中，5分钟后开始计时，0.5小时后炉内氩气保护冷却至室温。待温度恢复为室温时再将管式炉以5‑10℃/min速度升至150～300℃，温度稳定后将深冷‑一次退火的铜线送入管式炉，进行保温，0.5‑6小时后炉内氩气保护冷却，得到深冷‑二次退火的铜线。 [0012] 本发明有益效果：（1）通过对铜导线进行低温处理，抑制铜线动态回复，位错密度增加，铜线强度增加。另外，由于热胀冷缩原理，铜线在进行低温处理后使得晶体取向一致，晶粒细化，从而铜导线强度得到提高。但由于内部缺陷的影响造成晶格畸变，引起电子散射，进而影响铜线原子间隙和位错密度，造成导电率的变化。 [0013] （2）通过二次退火处理，使得铜线内应力得到释放，起到了细化晶粒，均匀组织作用，导线强度进而提高。但由于随着二次退火时间增长，铜线内部析出物长大，增大了对电子散射作用，从而引起铜线导电率下降。 [0014] （3）简便的工艺流程有利于工业化制备高强度高导电镀锡铜线；绿色环保，且具有一定经济适用性。 [0015] （4）所制得的导线性能优越，满足高端技术需要。 具体实施方式[0016] 以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。 [0017] 以下具体实施例中所使用的铜线成分为：Sn:0.3wt%，Fe:0.0004wt%，Zn:0.0003wt%，余量为Cu和不可避免的杂质 实施例1 [0018] 将铜线缓慢放入液氮罐中，5分钟后开始计时，3小时后缓慢取出直至恢复至室温。将真空管式炉通入氩气，压强为0.2GPa～0.4GPa，同时将管式炉以5‑10℃/min速度升至100℃，待温度稳定后，将深冷铜线送入管式炉中，5分钟后开始计时。0.5小时后炉内氩气保护冷却至室温，得到深冷‑一次退火铜线。 实施例2 [0019] 本实施例中深冷处理为：将铜线缓慢放入液氮罐中，5分钟后开始计时，6小时后缓慢取出直至恢复至室温。一次退火处理工艺同实施例1。实施例3 [0020] 本实施例中深冷处理为：将铜线缓慢放入液氮罐中，5分钟后开始计时，9小时后缓慢取出直至恢复至室温。一次退火处理工艺同实施例1。实施例4 [0021] 本实施例中深冷处理为：将铜线缓慢放入液氮罐中，5分钟后开始计时，12小时后缓慢取出直至恢复至室温。一次退火处理工艺同实施例1。实施例5 [0022] 按实施例2方法得到深冷‑一次退火铜线。再将管式炉以5‑10℃/min速度升至150℃，温度稳定后将深冷‑一次退火的铜线送入管式炉，进行保温，0.5小时后炉内氩气保护冷却取出得到深冷‑二次退火的铜线。实施例6 [0023] 按实施例2方法得到深冷‑一次退火铜线。再将管式炉以5‑10℃/min速度升至200℃，待温度稳定后，将深冷铜线送入管式炉中，5分钟后开始计时。0.5小时后取出得到深冷‑二次退火的铜线。实施例7 [0024] 按实施例2方法得到深冷‑一次退火铜线。再将管式炉以5‑10℃/min速度升至225℃，温度稳定后将深冷‑一次退火的铜线送入管式炉，进行保温，1小时后取出得到深冷‑二次退火的铜线。实施例8 [0025] 按实施例2方法得到深冷‑一次退火铜线。再将管式炉以5‑10℃/min速度升至250℃，温度稳定后将深冷‑一次退火的铜线送入管式炉，进行保温，2小时后取出得到深冷‑二次退火的铜线。实施例9 [0026] 按实施例2方法得到深冷‑一次退火铜线。再将管式炉以5‑10℃/min速度升至275℃，温度稳定后将深冷‑一次退火的铜线送入管式炉，进行保温，4小时后取出得到深冷‑二次退火铜线。实施例10 [0027] 按实施例2方法得到深冷‑一次退火铜线。待温度恢复为室温时再将管式炉以5‑10℃/min速度升至300℃，温度稳定后将深冷‑一次退火的铜线送入管式炉，进行保温，6小时后取出得到深冷‑二次退火铜线。对比例1 [0028] 本对比例与实施例1的区别是不进行深冷处理，仅进行一次退火处理。 [0029] 针对上述所有实施例及对比例的铜线进行室温力学和导电性能测试，拉伸测试使用TH‑8201伺服式万能材料试验机，测试方法参照 GB／T228.1‑2010金属材料拉伸试验标准。导电性采用WDZ‑I电脑导体电阻试验仪（常州威远电工器材有限公司）测试，参照标准GB／T5584.2‑2020电工用铜、铝及其合金扁线。结果如表1所示。 [0030] 表1实施例及对比例的力学与导电性能 [0031] 通过比较以上实施例和对比例可知，经本方法制备的铜线强度与导电率均有所提高。低温处理抑制铜线的动态回复，使位错密度增大，铜线内晶粒密增加，减少内部缺陷，高稳定的位错密度是提升铜线强度的主要原因。二次退火处理，释放铜线内应力，因此，进一步提高铜线强度。然而由于热胀冷缩，随着深冷时间延长，晶粒得到细化，晶界增加，亚晶数量增多，从而使得铜线导电率随深冷时间的增加呈下降的变化趋势。 [0032] 以上所述实施例仅用于解释本发明的发明构思,并非对本发明权利保护的限定，在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进，均应在本发明的保护范围。 |
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