专利名称：微合金化的无氧铜合金及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的铜合金。本发明也涉及所述铜合金的应用，特别是在可焊接用途的应用。
尤其是在涉及制造管状电缆的连接导线以及管时，良好的焊接性是铜的重要性能。经常用于管以及管状电缆如同轴电缆等的连接导线的材料是一种铜薄带，在制造过程中，其被弯曲成管状，所述薄带的自由棱边典型地被焊接一起。许多情形下，在焊接之后，通过拉拔或折皱对获得的管材进一步加工。所述电缆例如用于设计实现各种电讯目的的电缆或者例如用于水下电缆。在公知的需要优异导电性的设计中，典型地使用所谓的无氧铜(例如Cu-OF/Cu-OFE)。但是，已经提出了进一步开发具有良好的焊接和加工质量的无氧铜的要求。
本发明的目的是获得具有优异导电性以及优异的焊接性和焊后加工性的铜合金。
本发明的特征详见权利要求书。
根据本发明的合金具有几个显著优点。当向无氧铜合金中添加少量合金反应剂，尤其是锡和/或锰时，获得了极其良好的焊接性和加工性。通过用少量的锡和/或锰对无氧铜合金进行微合金化，在连接过程熔化的熔融材料的性能，特别是粘度和表面张力得到了改善。所述这两种性能对铜合金的焊接性有显著影响。借助根据本发明的合金，能够获得更容易控制的焊接过程和机械强度更高的接头。所获得的合金非常适合用于涉及通过焊接铜带材制造的产品，例如管材、异型管材(profile tube)、波纹管材以及管状电缆线，而且，非常适合于对所述产品进行加工，例如拉拔、弯曲、折皱(corrugating)、压型(profiling)等。
下面，参照附图对本发明进行更详细描述，其中，说明本发明的一个实施例的结果以图表形式给出。
实施例1表1铜合金、它们的导电性、焊接性和焊后加工性
对弯曲成管状形式并且如表1所示的材料样品进行了焊接。所使用的材料是采用锡微合金化的无氧铜(Cu-OF+Sn)和采用锰微合金化的无氧铜(Cu-OF+Mn)，所使用的对照材料是无氧铜(Cu-OF，申请人的质量类型为OF-OK)。所述微合金化的样品如下Cu-OF+Sn合金化25ppm SnCu-OF+Mn合金化8-9ppm Mn实验中所用的对照样品是无氧铜(Cu-OF)待焊接的带材厚度为0.26mm。
通过将所述材料的带材弯曲成管状形式和采用TIG焊接方法将带材棱边焊接一起来实施所述焊接实验。所使用的装备是焊接管材所用的典型装备，其中，首先通过弯曲辊子(bending roller)将材料带材输送至焊接位置，再将被弯曲成管状形式的带材的相对棱边焊接一起。焊接步骤之后，对焊接后的管材进行缠绕或者制成盘管。所使用的焊接方法是TIG焊接法，该方法典型地用于铜管的焊接。所使用的保护气体是氩气。焊接速度为20m/min。焊接电流在100-250A的范围内波动，焊接电压大致为9-12V。
焊接实验很成功。就焊接值的设定而言，采用锡微合金化的品种，更容易实现用于将待焊接的材料带材加以弯曲的成型辊的正确设定值，并且更容易获得正确的焊接设定值。在很宽的参数范围都能够对所述Sn合金的熔体的特性进行极好的控制。另外，Mn合金化的材料也比通常的无氧铜的焊接性更好。
在实施的实验中，已发现采用锡(锡25ppm)微合金化的无氧铜的焊接性得到显著改善并且非常优异。采用少量锰(锰8-9ppm)微合金化的无氧铜的焊接性也得到了改善。在实验中，据估计，采用锰微合金化的无氧铜的焊接性比采用锡微合金化的无氧铜的焊接性差。对于本领预的专业人员而言，显然，也可以采用类似方式对其它的无氧铜品种(例如，Cu-OFE，Cu-OFXLP和C10910(CDA编码))进行微合金化。
对已焊接的管材进行涡流控制实验。通过观察由涡流计给出的结果来进行评价。评价结果汇总于表2和
图1中。对部分已焊接的管材进行了涡流测量实验。通过观察由涡流计给出的结果来进行评价。所获得的级别受焊缝引起的背景噪声高度的影响，而且，信号中可能的峰值使所述级别下降。在涡流分析中，采用的是对整个30m长的范围进行的测量。
表2焊接参数和焊缝的评价
在表中，合金符号SN指的是采用锡合金化的无氧铜(Cu-OF+Sn)，合金符号MN指的是采用锰合金化的无氧铜(Cu-OF+Mn)，而OF则是普通无氧铜(Cu-OF)。
图1中，采用锡合金化的无氧铜(Cu-OF+Sn)用方块标记，采用锰合金化的无氧铜(Cu-OF+Mn)用圆圈标记。用作对照材料的无氧铜(Cu-OF)采用三角形标记。
根据图1和表2，可以发现采用锡合金化的无氧铜(Cu-OF+Sn)的质量绝对最好，使其能够使用范围最宽的焊接电流。在整个宽电流范围，即105-190A范围内，所述焊缝均获得了良好的级别。同样地，与用作对照材料的无氧铜(Cu-OF)相比，采用锰合金化的无氧铜(Cu-OF+Mn)在更宽的焊接电流范围内也能够获得质量较好的焊缝。不同材料的结果和电流范围(电流窗口)之间的差异表明，能够确认采用锡和/或锰合金化的无氧铜的焊接性明显更好。特别是，已发现在各种实验材料中，采用锡微合金化的无氧铜的焊接性最好。
根据本发明的铜合金包含无氧铜(例如Cu-OF/Cu-OFE)以及并且其中微合金化有约1-250ppm，典型地为1-120ppm，优选10-30ppm的锡(Sn)和/或约1-150ppm，典型地为1-70ppm，优选5-20ppm的锰(Mn)。所述铜合金的导电性高于100％IACS，典型地高于101％IACS，优选高于101.5％IACS。
本发明也涉及铜合金的应用作为导体带材；涉及铜合金在导线电缆例如同轴电缆中作为管状导线的应用；涉及铜合金在可焊接的导体设计中的应用；涉及铜合金在可焊接和可加工的导体设计中的应用；涉及铜合金在水下电缆中作为管状导线的应用；以及铜合金作为波纹管的应用。
权利要求
1.一种无氧铜合金，其特征在于所述合金包含无氧铜以及微合金化于其中的约1-250ppm的锡(Sn)和/或含量约1-150ppm的锰(Mn)。
2.根据权利要求1的铜合金，其特征在于所述铜合金包含1-120ppm，优选10-30ppm的锡(Sn)。
3.根据权利要求1或2的铜合金，其特征在于所述铜合金包含1-70ppm，优选5-20ppm的锰(Mn)。
4.根据权利要求1-3中之任何一项的铜合金，其特征在于所述合金的导电性高于100％IACS。
5.根据权利要求1-4中之任何一项的铜合金，其特征在于所述合金的导电性高于101％IACS。
6.根据权利要求1-6中之任何一项的铜合金作为导体带材的应用。
7.根据权利要求1-6中之任何一项的铜合金在导体电缆例如同轴电缆中作为管状导线的应用。
8.根据权利要求1-6中之任何一项的铜合金在可焊接的导体设计中的应用。
9.根据权利要求1-6中之任何一项的铜合金在可焊接和可加工的导体设计中的应用。
10.根据权利要求1-6中之任何一项的铜合金在水下电缆中作为管状导线的应用。
11.根据权利要求1-6中之任何一项的铜合金在波纹管中的应用。
全文摘要
一种无氧铜合金包含无氧铜以及含量约1－250ppm的微合金化元素锡(Sn)和/或含量约1－150ppm的微合金化元素锰(Mn)。本发明还涉及所述铜合金的应用。
文档编号C22C9/02GK1496416SQ02806243
公开日2004年5月12日 申请日期2002年3月8日 优先权日2001年3月9日
发明者T·萨罗南, A·克尔皮南, T 萨罗南, つ 申请人:奥托库姆普联合股份公司