一种高耐腐蚀性铜母线及其制备工艺的制作方法

本发明涉及电气机械与器材制造
技术领域：
，尤其涉及一种高耐腐蚀性铜母线及其制备工艺。
背景技术：
：铜母线又称铜排或铜汇流排，截面为矩形或倒角(圆角)矩形的长导体，在电路中起输送电流和连接电气设备的作用。近年来，国家加大基础产业和自主创新的投资发展力度，大型水电站、核电站、地铁、机场、高速列车、高新技术产品等大型项目的建设，对项目建设中所使用的各种电气装备导电元件的铜母线技术性能如：导电率、硬度、韧性、弯曲，导电元件的安全性能如：重量、温升、电流载荷方面都提出了更高的要求；铜母线的安全性能好坏又取决于铜母线的技术性能。目前，一般企业生产的铜母线，其导电率，硬度,弯曲的主要技术性能按国家标准gb/t5585-2005的要求进行生产，导电率≥97％iacs，硬度≥65hb，弯曲≥90°。然而，随着社会的进步，企业的用电路越来越高，老百姓日常用电也在逐年攀升，供电设备不断进行扩容，母线承载的电流不断提高导致母线发热严重，而铜母线在过热情况下极易受到腐蚀，而影响供电温度性和供电安全。技术实现要素：为克服现有技术中存在的铜母线在过热情况下极易受到腐蚀，而影响供电温度性和供电安全的问题，本发明提供了一种高耐腐蚀性铜母线及其制备工艺。本发明采用的技术方案为：一种高耐腐蚀性铜母线，其创新点在于：含有以下百分比的银0.002％-0.0035％、铜不少于93.5％、锡1％-1.6％、硼2.5％-2.7％、钛2％-2.6％、磷0.02％-0.08％。一种高耐腐蚀性铜母线制备工艺，其创新点在于：包括以下步骤：s1:备料,选用阴极铜、磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂；s2:熔炼,将阴极加入熔炼炉进行升温，最后加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，用于脱氧和提高性能；s3:保温静置，炉温控制在1200℃-1225℃，保温2-3.5小时；s4：连续拔铸，将步骤s3中获得的铜液通过连铸机快速结晶成铸杆，并经连铸机牵引，所述铸杆直径控制在30mm-35mm,经铸杆导轮架进入收线机；s5：刮皮，铸杆经由收线机引入中频升温装置，升温至350℃-400℃，进入孔径为30mm的刮刀模具进行刮皮整形；s6：连续挤压，步骤s5产出的直径为φ30mm的铜杆牵引入第一挤压机挤压为φ25mm的铜杆，再牵引入第二挤压机挤压为φ23mm的铜杆，再牵引入第三挤压机挤压为φ20mm的母线胚材；s7：连续模锻，步骤s6产出的母线胚材进入快速模锻机，压制成规定形状的铜母线；s8：表面处理。在一些实施方式中，步骤s2还包括以下步骤：s21：熔炉预热，将熔炉加热到550℃-600℃后，加入阴极铜料保温10分钟；s22：熔炉抽真空，真空泵空气抽速稳定在130l/s-150l/s；s23：第一次升温，炉温升高至1150℃后加入加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，向炉内金属溶液中注入氮气并搅拌；s24：第二次升温，s23步骤完成后炉温升高至1300℃-1325℃，并保持2小时。在一些实施方式中，所述步骤s23中注入氮气和搅拌时间持续15-20分钟。在一些实施方式中，所述步骤s4中，所述连铸机的连铸结晶器冷却液为纯水，该连铸结晶器冷却液进水温度为22℃-30℃。在一些实施方式中，所述所述步骤s4中，所述连铸机拔铸速速为150cm/s-160cm/s。在一些实施方式中，所述步骤s5中，还包括对所述刮刀模具刮出的铜屑进行收集的工序。在一些实施方式中，所述步骤s6中，第一挤压机、第二挤压机和第三挤压机的挤压模具热流道温度设置为300℃，水冷模温机进水温度为18℃。在一些实施方式中，步骤s8还包括以下步骤：s81：酸洗，采用浓度为85％的工业硫酸进行清洗；s82：钝化，采用无铬铜钝化剂水溶液对步骤s7得到的铜母线进行表面钝化；s83：烘干，将步骤s82中铜母线引入热风烘干机进行烘干。在一些实施方式中，所述步骤s82中，无铬铜钝化剂水溶液浓度为10％-15％。与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明的高耐腐蚀性铜母线，具有很好的性能导电率≥99％iacs、硬度≥90hb、弯曲≥100°并且其在温升快、电流载荷高、高温的恶劣环境中具有抗酸、抗碱的特性。(2)本发明的高耐腐蚀性铜母线制备工艺，通过在特定的阶段加入硼、锡等元素起到脱氧的作用并改善了制成品的性能，本工艺程序简单易控，生产出的铜母线不仅具有很好的电性能和耐腐蚀性，还具有精确的外形尺寸和外观质量。附图说明图1是本发明的流程示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。实施例一：本发明披露了一种高耐腐蚀性铜母线，含有以下百分比的银0.002％、锡1％、硼2.5％、钛2％、磷0.02％，其余量为铜,铜的使用量为94.478％。如图1所示，一种高耐腐蚀性铜母线制备工艺，包括以下步骤：s1:备料,选用阴极铜、磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂；s2:熔炼,将阴极加入熔炼炉进行升温，最后加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，用于脱氧和提高性能；在一些实施方式中，步骤s2还包括以下步骤：s21：熔炉预热，将熔炉加热到550℃℃后，加入阴极铜料保温10分钟；s22：熔炉抽真空，真空泵空气抽速稳定在130l/s；s23：第一次升温，炉温升高至1150℃后加入加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，向炉内金属溶液中注入氮气并搅拌；注入氮气和搅拌时间持续15分钟。s24：第二次升温，s23步骤完成后炉温升高至1300℃℃，并保持2小时。s3:保温静置，炉温控制在1200℃，保温2小时；s4：连续拔铸，将步骤s3中获得的铜液通过连铸机快速结晶成铸杆，并经连铸机牵引，所述铸杆直径控制在30mmmm,经铸杆导轮架进入收线机；所述连铸机的连铸结晶器冷却液为纯水，该连铸结晶器冷却液进水温度为22℃。所述所述步骤s4中，所述连铸机拔铸速速为150cm/s。s5：刮皮，铸杆经由收线机引入中频升温装置，升温至350℃，进入孔径为30mm的刮刀模具进行刮皮整形；还包括对所述刮刀模具刮出的铜屑进行收集的工序。s6：连续挤压，步骤s5产出的直径为φ30mm的铜杆牵引入第一挤压机挤压为φ25mm的铜杆，再牵引入第二挤压机挤压为φ23mm的铜杆，再牵引入第三挤压机挤压为φ20mm的母线胚材；第一挤压机、第二挤压机和第三挤压机的挤压模具热流道温度设置为300℃，水冷模温机进水温度为18℃。s7：连续模锻，步骤s6产出的母线胚材进入快速模锻机，压制成规定形状的铜母线；s8：表面处理。在一些实施方式中，步骤s8还包括以下步骤：s81：酸洗，采用浓度为85％的工业硫酸进行清洗；s82：钝化，采用无铬铜钝化剂水溶液对步骤s7得到的铜母线进行表面钝化；无铬铜钝化剂水溶液浓度为10％。s83：烘干，将步骤s82中铜母线引入热风烘干机进行烘干。实施例二：本发明披露了一种高耐腐蚀性铜母线，含有以下百分比的银0.0028％、锡1.3％、硼2.7％、钛2.4％、磷0.04％，其余量为铜,铜的使用量为93.5572％。一种高耐腐蚀性铜母线制备工艺，包括以下步骤：s1:备料,选用阴极铜、磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂；s2:熔炼,将阴极加入熔炼炉进行升温，最后加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，用于脱氧和提高性能；在一些实施方式中，步骤s2还包括以下步骤：s21：熔炉预热，将熔炉加热到570℃后，加入阴极铜料保温10分钟；s22：熔炉抽真空，真空泵空气抽速稳定在140l/s；s23：第一次升温，炉温升高至1150℃后加入加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，向炉内金属溶液中注入氮气并搅拌；s24：第二次升温，s23步骤完成后炉温升高至1315℃，并保持2小时，注入氮气和搅拌时间持续18分钟。s3:保温静置，炉温控制在1215℃，保温3小时；s4：连续拔铸，将步骤s3中获得的铜液通过连铸机快速结晶成铸杆，并经连铸机牵引，所述铸杆直径控制在35mm,经铸杆导轮架进入收线机；所述连铸机的连铸结晶器冷却液为纯水，该连铸结晶器冷却液进水温度为26℃。所述连铸机拔铸速速为150cm/s。s5：刮皮，铸杆经由收线机引入中频升温装置，升温至370℃，进入孔径为30mm的刮刀模具进行刮皮整形；还包括对所述刮刀模具刮出的铜屑进行收集的工序。s6：连续挤压，步骤s5产出的直径为φ30mm的铜杆牵引入第一挤压机挤压为φ25mm的铜杆，再牵引入第二挤压机挤压为φ23mm的铜杆，再牵引入第三挤压机挤压为φ20mm的母线胚材；第一挤压机、第二挤压机和第三挤压机的挤压模具热流道温度设置为300℃，水冷模温机进水温度为18℃。s7：连续模锻，步骤s6产出的母线胚材进入快速模锻机，压制成规定形状的铜母线；s8：表面处理。在一些实施方式中，步骤s8还包括以下步骤：s81：酸洗，采用浓度为85％的工业硫酸进行清洗；s82：钝化，采用无铬铜钝化剂水溶液对步骤s7得到的铜母线进行表面钝化；s83：烘干，将步骤s82中铜母线引入热风烘干机进行烘干，无铬铜钝化剂水溶液浓度为13％。实施例三：本发明披露了一种高耐腐蚀性铜母线，含有以下百分比的银0.0035％、锡1.6％、硼2.5％、钛2％、磷0.08％，其余量为铜,铜的使用量为93.8165％。一种高耐腐蚀性铜母线制备工艺，包括以下步骤：s1:备料,选用阴极铜、磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂；s2:熔炼,将阴极加入熔炼炉进行升温，最后加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，用于脱氧和提高性能；在一些实施方式中，步骤s2还包括以下步骤：s21：熔炉预热，将熔炉加热到600℃后，加入阴极铜料保温10分钟；s22：熔炉抽真空，真空泵空气抽速稳定在150l/s；s23：第一次升温，炉温升高至1150℃后加入加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，向炉内金属溶液中注入氮气并搅拌；注入氮气和搅拌时间持续20分钟。s24：第二次升温，s23步骤完成后炉温升高至1325℃，并保持2小时。s3:保温静置，炉温控制在1225℃，保温3.5小时；s4：连续拔铸，将步骤s3中获得的铜液通过连铸机快速结晶成铸杆，并经连铸机牵引，所述铸杆直径控制在35mm,经铸杆导轮架进入收线机；所述连铸机的连铸结晶器冷却液为纯水，该连铸结晶器冷却液进水温度为30℃。所述连铸机拔铸速速为160cm/s。s5：刮皮，铸杆经由收线机引入中频升温装置，升温至400℃，进入孔径为30mm的刮刀模具进行刮皮整形；还包括对所述刮刀模具刮出的铜屑进行收集的工序。s6：连续挤压，步骤s5产出的直径为φ30mm的铜杆牵引入第一挤压机挤压为φ25mm的铜杆，再牵引入第二挤压机挤压为φ23mm的铜杆，再牵引入第三挤压机挤压为φ20mm的母线胚材；第一挤压机、第二挤压机和第三挤压机的挤压模具热流道温度设置为300℃，水冷模温机进水温度为18℃。s7：连续模锻，步骤s6产出的母线胚材进入快速模锻机，压制成规定形状的铜母线；s8：表面处理。在一些实施方式中，步骤s8还包括以下步骤：s81：酸洗，采用浓度为85％的工业硫酸进行清洗；s82：钝化，采用无铬铜钝化剂水溶液对步骤s7得到的铜母线进行表面钝化；s83：烘干，将步骤s82中铜母线引入热风烘干机进行烘干，无铬铜钝化剂水溶液浓度为15％。实施例四：本发明披露了一种高耐腐蚀性铜母线，含有以下百分比的银0.002％、锡1％、硼2.7％、钛2.6％、磷0.08％，其余量为铜,铜的使用量为93.618％。一种高耐腐蚀性铜母线制备工艺，包括以下步骤：s1:备料,选用阴极铜、磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂；s2:熔炼,将阴极加入熔炼炉进行升温，最后加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，用于脱氧和提高性能；在一些实施方式中，步骤s2还包括以下步骤：s21：熔炉预热，将熔炉加热到600℃后，加入阴极铜料保温10分钟；s22：熔炉抽真空，真空泵空气抽速稳定在150l/s；s23：第一次升温，炉温升高至1150℃后加入加入磷铜、硼元素添加剂、锡元素添加剂、钛元素添加剂，向炉内金属溶液中注入氮气并搅拌；注入氮气和搅拌时间持续20分钟。s24：第二次升温，s23步骤完成后炉温升高至1325℃，并保持2小时。s3:保温静置，炉温控制在1225℃，保温3.5小时；s4：连续拔铸，将步骤s3中获得的铜液通过连铸机快速结晶成铸杆，并经连铸机牵引，所述铸杆直径控制在35mm,经铸杆导轮架进入收线机；所述连铸机的连铸结晶器冷却液为纯水，该连铸结晶器冷却液进水温度为30℃。所述连铸机拔铸速速为160cm/s。s5：刮皮，铸杆经由收线机引入中频升温装置，升温至400℃，进入孔径为30mm的刮刀模具进行刮皮整形；还包括对所述刮刀模具刮出的铜屑进行收集的工序。s6：连续挤压，步骤s5产出的直径为φ30mm的铜杆牵引入第一挤压机挤压为φ25mm的铜杆，再牵引入第二挤压机挤压为φ23mm的铜杆，再牵引入第三挤压机挤压为φ20mm的母线胚材；第一挤压机、第二挤压机和第三挤压机的挤压模具热流道温度设置为300℃，水冷模温机进水温度为18℃。s7：连续模锻，步骤s6产出的母线胚材进入快速模锻机，压制成规定形状的铜母线；s8：表面处理。在一些实施方式中，步骤s8还包括以下步骤：s81：酸洗，采用浓度为85％的工业硫酸进行清洗；s82：钝化，采用无铬铜钝化剂水溶液对步骤s7得到的铜母线进行表面钝化；s83：烘干，将步骤s82中铜母线引入热风烘干机进行烘干，无铬铜钝化剂水溶液浓度为15％。对比例一：去掉步骤一中硼元素添加剂，其余含量以及制备方法同实施例一。对比例二：去掉步骤一中锡元素添加剂，其余含量以及制备方法同实施例一。对比例三:去掉步骤二中注入氮气的步骤，其余含量以及制备方法同实施例一。对铜母线的导电率、硬度、弯曲进行检测，实施例与对比例的性能检测见表1。表1：实施例与对比例的铜母线性能检测表项目导电率/(％)硬度/(hb)弯曲/(°)实施例一109101120实施例二10599116实施例三10192112实施例四10295112对比例一9991110对比例二9989109对比例三9888107从表1的结果表明，本发明实施例的铜母线的导电率、硬度、弯曲，明显优于对比例，说明本发明提供的铜母线具有很好的使用性能。上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。当前第1页12