极细镀银锡铟合金导体及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种极细镀银锡铟合金导体及其制备方法，属于导电材料【技术领域】，解决了现有技术所存在铜合金材料在制作铜导线时拉伸强度低、导电性能差，到镀锡铜线只能提高焊接性能而不能提高导电和耐磨性能的技术问题。它包括在99.9%以上的低氧铜或无氧铜中添加质量百分比为0.8%-1%的锡和0.15%-0.25%的铟，然后在熔炉中进行熔炼；通过连续定向凝固法得到表面呈镜状的铸坯，拉伸至直径为线状合金导体；镀金处理；镀后处理步骤，得到极细镀银锡铟合金导体。本发明制备的合金材料强度高、导电率高，强度在850-890MPa、导电率达到75-78%；。
【专利说明】极细镀银锡铟合金导体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于导电材料【技术领域】，涉及一种合金导体及其制备方法，尤其涉及一种极细镀银锡铟合金导体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]为了防止铜线氧化，人们通常在铜线外面镀上一层锡，从而提高铜线的抗氧化能力。但现有的铜线除了要满足抗氧化外，在一些特殊的场合，还需要满足焊接、导电、耐磨等各种功能性的需求。镀锡铜线只能提高焊接性能而不能提高导电和耐磨性能。此外，现有技术是将铜线直接进行电镀处理，而没有对铜进行合金化处理得到铜合金并进一步生产成铜线，从而提高铜线的强度，因此现有技术的铜线强度不高。
[0003]中国专利文献公开了一种铜合金的制造方法和铜合金[申请号:201010200210.7]，包括熔炼铜(Cu)、添加在铜中的铬(Cr)、锆(Zr)和锡(Sn)，铸造铜合金坯料的熔炼工序；对铜合金坯料实施热加工，形成具有轧制组织的板材的热加工工序；对板材实施热处理的热处理工序；对实施过热处理的板材进行80%以上不到90%减面率的冷轧，形成中间板材的中间轧制工序；对中间板材实施时效处理的时效处理工序；将实施过时效处理的中间板材实施20%以上40%以下减面率的冷轧的精轧工序和对实施过冷轧的中间板材实施加热处理的去应力退火工序。
[0004]上述方法在在维持Cu-Cr-Zr系铜合金的导电率和耐应力缓和性的同时，强度和弯曲加工性优异。但是该方案得到的铜合金在制作铜线时拉伸强度和导电性能偏低，不适合做铜导线。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述问题，提供一种极细镀银锡铟合金导体及其制备方法；解决了现有技术所存在铜合金材料在制作铜导线时拉伸强度低、导电性能差，到镀锡铜线只能提高焊接性能而不能提高导电和耐磨性能的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案:一种极细镀银锡铟合金导体的制备方法，该制备方法包括下述步骤:
[0007](I)合金溶液准备:在99.9%以上的低氧铜或无氧铜中添加质量百分比为0.8%-1%的锡和0.15%-0.25%的铟,然后在熔炉中进行熔炼,通过过滤装置滤除溶液中的耐火杂质，得到合金溶液；
[0008](2)合金导体制备:通过连续定向凝固法得到表面呈镜状的铸坯，在低于再结晶温度下进行塑性加工和热处理，得到具有连续纤维状晶粒组织且直径为的线状材料，将直径为的线状材料通过直线大拉连续电加热退火工艺技术，拉伸至直径为0.7mm-0.9mm的线状合金导体；
[0009](3)镀金处理:将线状合金导体进行电镀，该步骤包括镀前处理、电预镀和加厚电镀工序，其中，[0010]镀前处理采用电解除油和超声波清洗，去除线状合金导体表面的油污，通过流水清洗后，采用弱碱电解去氧化，去除线状合金导体表面的杂质，再次流水清洗后进行活化处理；
[0011]电预镀采用低氰电镀工艺，在线状合金导体表面预镀一层0.08 μ m-0.12 μ m的银和锡；
[0012]加厚电镀在镀缸中进行，镀缸中的电镀液为70_180mL/L的甲基磺酸、60_100g/L 的锡、50-90mL/L 的 STANN0STAR2805、l_2mL/L 的 DEF0AMER 和 10_15mL/L 的 STANN0STARADDIT IVE C2，电镀温度为 40_50°C ；
[0013](4)镀后处理:首先对线状合金导体进行多道高压急流冲洗，然后进行高温热水清洗和表面钝化处理，接着进行干燥冷却处理，在无尘环境中进行多道次减面拉伸，将线状合金导体加工到单丝线径为0.025mm-0.012mm的镀银锡铟合金导体，采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术,去除绞线导体的内应力。
[0014]在上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法中，所述的步骤(3)中在加厚电镀时的电流密度为10-100A/Zdm2。
[0015]在上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法中，该制备方法包括下述步骤:
[0016](I)合金溶液准备:在99.9%以上的低氧铜或无氧铜中添加质量百分比为0.9%的锡和0.2%的铟，然后在熔炉中进行熔炼，通过过滤装置滤除溶液中的耐火杂质，得到合金溶液；
[0017](2)合金导体制备:通过连续定向凝固法得到表面呈镜状的铸坯，在低于再结晶温度下进行塑性加工和热处理，得到具有连续纤维状晶粒组织且直径为8mm的线状材料，将直径为8_的线状材料通过直线大拉连续电加热退火工艺技术，拉伸至直径为0.8mm的线状合金导体；
[0018](3)镀金处理:将线状合金导体进行电镀,该步骤包括镀前处理、电预镀和加厚电镀工序，其中，
[0019]镀前处理采用电解除油和超声波清洗，去除线状合金导体表面的油污，通过流水清洗后，采用弱碱电解去氧化，去除线状合金导体表面的杂质，再次流水清洗后进行活化处理；
[0020]电预镀采用低氰电镀工艺，在线状合金导体表面预镀一层0.1 μ m的银和锡；
[0021]加厚电镀在镀缸中进行，镀缸中的电镀液为100mL/L的甲基磺酸、80g/L的锡、75mL/L 的 STANN0STAR2805、L 5mL/L 的 DEF0AMER 和 12mL/L 的 STANNOSTAR ADDIT IVE C2,电镀温度为42-46°C ;电流密度为40-50A/Zdm2。
[0022](4)镀后处理:首先对线状合金导体进行多道高压急流冲洗，然后进行高温热水清洗和表面钝化处理，接着进行干燥冷却处理，在无尘环境中进行多道次减面拉伸，将线状合金导体加工到单丝线径为0.025mm-0.012mm的镀银锡铟合金导体，采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术,去除绞线导体的内应力。
[0023]在上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法中，所述的步骤(I)中采用固溶连铸连扎的方式添加合金化元素。
[0024]在上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法中，所述的步骤(I)中用于熔炼的熔炉采用真空熔炉。[0025]在上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法中，所述的步骤(I)中通过过滤装置滤除溶液中的耐火杂质后，对合金溶液进行保温处理；
[0026]在上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法中，所述的步骤(2)中在得到具有连续纤维状晶粒组织后还通过分析手段观察合金微观组织随形变热处理条件的演变行为，并控制析出相粒径和粒子间距。
[0027]在上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法中，所述的步骤(2)中对线状合金导体进行连续退火处理。
[0028]在上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法中，所述的步骤(4)中加工单丝线径为0.025mm-0.012mm的镀银锡铟合金导体时，分预热段和退火段分别通过对导体通电加热的方式进行连拉连退分段式退火。
[0029]根据上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法制得的极细镀银锡铟合金导体。
[0030]与现有的技术相比，本发明的优点在于:
[0031]1、本方法制备的合金材料强度高、导电率高，强度在850_890MPa、导电率达到75-78% ；
[0032]2、连续定向凝固法的凝固不在结晶品内部进行，固相与铸型不接触，固液界面处于自由状态，固相与铸型之间是靠金属液的表面张力联系，不存在固相与铸型之间的摩擦力，可以连续铸坯，并且所需的拉延力很小，可以得到表面呈镜面的铸坯；
[0033]3、将传统的管式退火改为连拉连退分段式退火，分两段进行退火处理，即预热段和退火段，在预热段和退火段分别通过对导体通电加热的方式进行热处理，控制加热电流的大小，就可以方便的控制好导体的延伸率和抗拉强度；使生产的合金导体具更好的传输性能好、抗氧化性强，增强了导体的抗疲劳和抗拉强度；
[0034]4、采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术，去除绞线导体的内应力，确保导体质量和提闻广品合格率；
[0035]5、用该制备方法极细镀银锡铟合金导体不但能提高焊接性能，而且具有较高的耐磨性和导电性。
【具体实施方式】
[0036]一种极细镀银锡铟合金导体的制备方法，该制备方法包括下述步骤:
[0037](I)合金溶液准备:在99.9%以上的低氧铜或无氧铜中添加质量百分比为0.8%_1%的锡和0.15%-0.25%的铟,然后在熔炉中进行熔炼,通过过滤装置滤除溶液中的耐火杂质，得到合金溶液；
[0038](2)合金导体制备:通过连续定向凝固法得到表面呈镜状的铸坯，在低于再结晶温度下进行塑性加工和热处理，得到具有连续纤维状晶粒组织且直径为的线状材料，将直径为的线状材料通过直线大拉连续电加热退火工艺技术，拉伸至直径为
0.7mm-0.9mm的线状合金导体；
[0039]连续定向凝固为金属熔体中的热量严格的按单一的方向导出，使金属或合金按柱状晶或单晶的方式生长的方法。
[0040]退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
[0041](3)镀金处理:将线状合金导体进行电镀,该步骤包括镀前处理、电预镀和加厚电镀工序，其中，
[0042]镀前处理采用电解除油和超声波清洗，去除线状合金导体表面的油污，通过流水清洗后，采用弱碱电解去氧化，去除线状合金导体表面的杂质，再次流水清洗后进行活化处理；
[0043]电预镀采用低氰电镀工艺，在线状合金导体表面预镀一层0.08 μ m-0.12 μ m的银和锡；
[0044]加厚电镀在镀缸中进行，镀缸中的电镀液为70_180mL/L的甲基磺酸、60_100g/L 的锡、50-90mL/L 的 STANN0STAR2805、l_2mL/L 的 DEF0AMER 和 10_15mL/L 的 STANNOSTARADDIT IVE C2，电镀温度为 40_50°C，电流密度为 10-100A/Zdm2 ；
[0045](4)镀后处理:首先对线状合金导体进行多道高压急流冲洗，然后进行高温热水清洗和表面钝化处理，接着进行干燥冷却处理，在无尘环境中进行多道次减面拉伸，将线状合金导体加工到单丝线径为0.025mm-0.012mm的镀银锡铟合金导体，采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术,去除绞线导体的内应力。
[0046]作为一种优选的方案，该制备方法包括下述步骤:
[0047](I)合金溶液准备:在99.9%以上的低氧铜或无氧铜中采用固溶连铸连扎的方式添加质量百分比为0.9%的锡和0.2%的铟，然后在真空熔炉中进行熔炼，通过过滤装置滤除溶液中的耐火杂质，对合金溶液进行保温处理，得到合金溶液；
[0048](2)合金导体制备:通过连续定向凝固法得到表面呈镜状的铸坯，在低于再结晶温度下进行塑性加工和热处理，得到具有连续纤维状晶粒组织且直径为8mm的线状材料，通过分析手段观察合金微观组织随形变热处理条件的演变行为，并控制析出相粒径和粒子间距，将直径为8mm的线状材料通过直线大拉连续电加热退火工艺技术，拉伸至直径为0.8mm的线状合金导体并对线状合金导体进行连续退火处理；
[0049](3)镀金处理:将线状合金导体进行电镀,该步骤包括镀前处理、电预镀和加厚电镀工序，其中，
[0050]镀前处理采用电解除油和超声波清洗，去除线状合金导体表面的油污，通过流水清洗后，采用弱碱电解去氧化，去除线状合金导体表面的杂质，再次流水清洗后进行活化处理；
[0051]电预镀采用低氰电镀工艺，在线状合金导体表面预镀一层0.1 μ m的银和锡；
[0052]加厚电镀在镀缸中进行，镀缸中的电镀液为100mL/L的甲基磺酸、80g/L的锡、75mL/L 的 STANN0STAR2805、L 5mL/L 的 DEF0AMER 和 12mL/L 的 STANNOSTAR ADDIT IVE C2,电镀温度为42-46°C ;电流密度为40-50A/Zdm2。
[0053](4)镀后处理:首先对线状合金导体进行多道高压急流冲洗，然后进行高温热水清洗和表面钝化处理，接着进行干燥冷却处理，在无尘环境中进行多道次减面拉伸，将线状合金导体加工到单丝线径为0.025mm-0.012mm的镀银锡铟合金导体，分预热段和退火段分别通过对导体通电加热的方式进行连拉连退分段式退火，采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术,去除绞线导体的内应力。
[0054]极细镀银锡铟合金导体的检测法，采用目视和1000倍显微镜观察结合。表面光滑连续，不得有锡粒、毛刺、机械损伤等有害缺陷；镀层应连续、牢固地附在铜层的表面上，经多硫化钠试验后，表面应不变黑。目视:线材为光亮的银白色；显微镜观察:线表面光洁，观察不到小颗粒，微孔等瑕疵是为合格；若线表面不平整，有小颗粒，微孔等瑕疵是不合格。
[0055]根据上述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法制得的极细镀银锡铟合金导体。该合金导体的导电率达到75-78%。
[0056]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1.一种极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下述步骤: (1)合金溶液准备:在99.9%以上的低氧铜或无氧铜中添加质量百分比为0.8%-1%的锡和0.15%-0.25%的铟,然后在熔炉中进行熔炼,通过过滤装置滤除溶液中的耐火杂质,得到合金溶液； (2)合金导体制备:通过连续定向凝固法得到表面呈镜状的铸坯，在低于再结晶温度下进行塑性加工和热处理，得到具有连续纤维状晶粒组织且直径为的线状材料，将直径为的线状材料通过直线大拉连续电加热退火工艺技术，拉伸至直径为0.7mm-0.9mm的线状合金导体； (3)镀金处理:将线状合金导体进行电镀，该步骤包括镀前处理、电预镀和加厚电镀工序，其中， 镀前处理采用电解除油和超声波清洗，去除线状合金导体表面的油污，通过流水清洗后，采用弱碱电解去氧化，去除线状合金导体表面的杂质，再次流水清洗后进行活化处理； 电预镀采用低氰电镀工艺，在线状合金导体表面预镀一层0.08 μ m-0.12 μ m的银和锡； 加厚电镀在镀缸中进行，镀缸中的电镀液为70-180mL/L的甲基磺酸、60_100g/L的锡、50-90mL/L 的 STANN0STAR2805、l_2mL/L 的 DEFOAMER 和 10_15mL/L 的 STANNOSTAR ADDITIVE C2，电镀温度为40-500C ； (4)镀后处理:首先对线状合金导体进行多道高压急流冲洗，然后进行高温热水清洗和表面钝化处理，接着进行干燥冷却处理，在无尘环境中进行多道次减面拉伸，将线状合金导体加工到单丝线径为0.025mm-0.012mm的镀银锡铟合金导体，采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术,去除绞线`导体的内应力。
2.根据权利要求1所述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中在加厚电镀时的电流密度为10-100A/Zdm2。
3.根据权利要求2所述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下述步骤: (1)合金溶液准备:在99.9%以上的低氧铜或无氧铜中添加质量百分比为0.9%的锡和`0.2%的铟,然后在熔炉中进行熔炼,通过过滤装置滤除溶液中的耐火杂质,得到合金溶液； (2)合金导体制备:通过连续定向凝固法得到表面呈镜状的铸坯，在低于再结晶温度下进行塑性加工和热处理，得到具有连续纤维状晶粒组织且直径为8mm的线状材料，将直径为8_的线状材料通过直线大拉连续电加热退火工艺技术，拉伸至直径为0.8mm的线状合金导体；` (3)镀金处理:将线状合金导体进行电镀，该步骤包括镀前处理、电预镀和加厚电镀工序，其中， 镀前处理采用电解除油和超声波清洗，去除线状合金导体表面的油污，通过流水清洗后，采用弱碱电解去氧化，去除线状合金导体表面的杂质，再次流水清洗后进行活化处理； 电预镀采用低氰电镀工艺，在线状合金导体表面预镀一层0.1 μ m的银和锡； 加厚电镀在镀缸中进行，镀缸中的电镀液为100mL/L的甲基磺酸、80g/L的锡、75mL/L的 STANN0STAR2805、1.5mL/L 的 DEFOAMER 和 12mL/L 的 STANNOSTAR ADDIT IVE C2,电镀温度为42-46°C ;电流密度为40-50A/Zdm2。(4)镀后处理:首先对线状合金导体进行多道高压急流冲洗，然后进行高温热水清洗和表面钝化处理，接着进行干燥冷却处理，在无尘环境中进行多道次减面拉伸，将线状合金导体加工到单丝线径为0.025mm-0.012mm的镀银锡铟合金导体，采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术,去除绞线导体的内应力。
4.根据权利要求1或2或3所述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中采用固溶连铸连扎的方式添加合金化元素。
5.根据权利要求1或2或3所述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中用于熔炼的熔炉采用真空熔炉。
6.根据权利要求1或2或3所述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中通过过滤装置滤除溶液中的耐火杂质后，对合金溶液进行保温处理；
7.根据权利要求1或2或3所述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中在得到具有连续纤维状晶粒组织后还通过分析手段观察合金微观组织随形变热处理条件的演变行为，并控制析出相粒径和粒子间距。
8.根据权利要求1或2或3所述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中对线状合金导体进行连续退火处理 。
9.根据权利要求1或2或3所述的极细镀银锡铟合金导体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中加工单丝线径为0.025mm-0.012mm的镀银锡铟合金导体时，分预热段和退火段分别通过对导体通电加热的方式进行连拉连退分段式退火。
10.根据权利要求1-9任一项制得的极细镀银锡铟合金导体。
【文档编号】C22F1/08GK103700445SQ201310596512
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月23日 优先权日:2013年11月23日
【发明者】何如森 申请人:常州市恒丰铜材有限公司