銅銀合金為含銀具有良好的導電性能、高的強度和高的軟化溫度等優(yōu)異性能,是電力電子、航空航天、交通機械、國防軍工以及日常生活等領域用途廣闊的金屬功能材料,其線材制品廣泛用作大型高速渦輪發(fā)電機轉子導線、高速列車用接觸線、尖端數(shù)字通訊設備用信號傳輸線、高保真導線、超高磁場用水冷導線、微電機線圈繞組等,市場需求較大。
目前銅銀合金線材的主要生產(chǎn)工藝包括連鑄連軋法、上引連鑄法和連續(xù)擠壓法等。連鑄連軋法是采用下引或者水平冷型連鑄技術生產(chǎn)銅銀合金線坯,然后進行余溫連軋或者冷連軋成形銅銀合金線材;采用連鑄連軋法生產(chǎn)的銅銀合金線材含氧量高,成分均勻性較差,易在晶界上形成脆性的氧化亞銅,造成銅銀合金線材抗彎折性能不良、抗疲勞性能差,后續(xù)拉拔等塑性加工性能不好,難以獲得高質量的精密銅銀合金線材,且連鑄連軋設備龐大、投資大。
上引冷型連鑄技術制備銅銀合金線坯,后續(xù)多道次的冷軋以及多道次的連續(xù)拉拔成形銅銀合金線材;采用上引連鑄法生產(chǎn)的銅銀合金線材容易出現(xiàn)內(nèi)部殘余應力、成分偏析、晶粒粗大、鑄造組織疏松以及表面裂紋等缺陷,造成使用中斷線事故時有發(fā)生,并且上引連鑄的工藝參數(shù)難以穩(wěn)定控制,易出現(xiàn)波動,導致產(chǎn)品質量不穩(wěn)定,造成銅銀合金線材強度低,平直度、耐磨性和抗蠕變能力差,質量和性能難以滿足高標準使用要求等。
連續(xù)擠壓法是采用上引冷型連鑄技術制備銅銀合金線坯,后續(xù)連續(xù)擠壓法成形銅銀合金線材;采用連續(xù)擠壓法生產(chǎn)的銅銀合金線材表面易產(chǎn)生不易消除的氣泡,所使用的上引冷型連鑄銅銀合金線坯含有氣泡和夾雜物導致在連續(xù)擠壓過程中易發(fā)生脆斷,并且連續(xù)擠壓采用的模具使用壽命低,消耗量大,生產(chǎn)成本高。
銅銀合金線坯都是采用冷型連鑄技術制備的,由于冷型連鑄的鑄型溫度遠低于合金的固相線溫度,為冷卻鑄型,將獲得從鑄坯表面往芯部的凝固組織分別為細小等軸晶、垂直于表面的柱狀晶和粗大等軸晶的鑄坯,鑄坯內(nèi)部容易出現(xiàn)偏析、疏松、縮孔等缺陷,塑性加工性能普遍不好,鑄坯表面質量較差,后續(xù)變形前一般需要增加銑面等工序,不僅增加了能耗與投資設備、提高了生產(chǎn)成本,所成形線材的質量及穩(wěn)定性較差,降低了材料利用率、成品率與生產(chǎn)率。特別是,銅銀合金一般都具有較寬的固液兩相區(qū)(部分銅銀合金的固相線和液相線之間的溫度差可達200°C以上),常常導致采用冷型連鑄技術難以制備高質量的銅銀合金線坯。
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