一种高纯无氧铜杆的制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105755301 A(43)申请公布日 2016.07.13

(21)申请号 201610267271.2(22)申请日 2016.04.27

(71)申请人 张静

地址 2131 江苏省常州市钟楼区白云东

苑6幢甲单元401室(72)发明人 张静　薛培龙　高玉刚　(51)Int.Cl.

C22C 1/02(2006.01)B22D 21/00(2006.01)B22D 27/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

()发明名称

一种高纯无氧铜杆的制备方法(57)摘要

本发明涉及一种高纯无氧铜杆的制备方法，属于无氧铜杆制备技术领域。本发明首先将表面处理阴极铜锭进行预热再加热升温，使得铜锭完全熔融，并将制备的干燥石墨粉覆盖至熔融铜锭表面后，继续加热熔融，接着将熔融铜浆浇筑至含有锌丝的模具中，并静置冷却至室温，得含锌无氧铜杆，再将其与盐酸溶液混合，并用去离子水洗涤后，干燥，得到高纯无氧铜杆。本发明制备无氧铜杆含氧量低，含氧量为3～7ppm；表面光亮，且在加工时不会出现表面伤痕或者断线的现象；制备步骤简单，所需成本低。

CN 105755301 ACN 105755301 A

权　利　要　求　书

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1.一种高纯无氧铜杆的制备方法，其特征在于具备步骤为：（1）选取阴极铜锭，用无水乙醇洗净其表面，制备得表面处理阴极铜锭，随后将表面处理阴极铜锭置于坩埚中，将坩埚置于真空感应炉中，对其抽真空至10～20Pa，在300～500℃下对阴极铜锭预热25～30min；（2）将石墨置于120～200℃马弗炉，在氮气保护条件下，加热至石墨发红后，静置冷却并碾磨过筛，制备得50～70目干燥石墨粉，待上述阴极铜锭预热完成后，将真空感应炉升温至1120～1180℃，待铜锭完全熔融，将上述制备的干燥石墨粉覆盖至熔融铜锭表面，控制覆盖厚度为150～200mm；（3）继续加热熔融1～2h，再在10～20Pa真空下，将熔融铜浆浇筑至半高速钢模具中，模具内含有一弹簧状锌丝，长度与模具长度相同，弹簧外径为模具宽度，直径为0.1～0.2mm，待浇筑完成后，静置冷却至室温，制备得含锌无氧铜杆；（4）按质量比1:10，将上述制备的含锌无氧铜杆与1mol/L盐酸溶液搅拌混合，待无气泡产生后，将无氧铜杆取出并用去离子水洗涤至pH至7.0，随后将其置于65～80℃真空电阻炉中干燥6～8h，控制真空度为10～20Pa，待干燥完成后，即可制备得一种高纯无氧铜杆。

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一种高纯无氧铜杆的制备方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种高纯无氧铜杆的制备方法，属于无氧铜杆制备技术领域。背景技术

[0002]无氧铜(一般地含氧量在20ppm以下的铜制品)，由于其具有良好的导电、导热性能，被广泛地应用于电子、电工、电器件的生产和制造中。电真空器件的高频发射管、渡导管、磁控管、真空开关管等产品，都要使用无氧铜材料。

[0003]目前市场上供应的连铸连轧生产的低氧铜杆氧含量在200～400ppm，利用工艺生产的无氧铜杆氧含量在10～20ppm，氧含量均较高。氧含量过高，对产品的质量有下列影响：（1）能与铜生成Cu2O脆性相，形成Cu-Cu2O共晶体，以网状组织分布在晶界上，导致铜杆的机械性能下降，在后续加工中容易造成断裂现象；（2）导致无氧铜杆导电率下降；（3）使铜材在氢气中退火时产生裂纹或针状气泡。

发明内容

[0004]本发明所要解决的技术问题：针对连铸连轧生产的铜杆氧含量高，造成铜杆的导电率和机械性能下降，且在退火时产生裂纹或针状气泡的问题，提供了一种首先将表面处

使得铜锭完全熔融，并将制备的干燥石墨粉覆盖至熔融理阴极铜锭进行预热再加热升温，

铜锭表面后，继续加热熔融，接着将熔融铜浆浇筑至含有锌丝的模具中，并静置冷却至室温，得含锌无氧铜杆，通过锌对氧气的亲和强度大于铜对氧的亲和强度，有效的防止铜杆氧化，从而制备高纯无氧铜杆的方法，本发明制备无氧铜杆含氧量低，含氧量为3～7ppm，且在加工时不会出现表面伤痕或者断线的问题。[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）选取阴极铜锭，用无水乙醇洗净其表面，制备得表面处理阴极铜锭，随后将表面处理阴极铜锭置于坩埚中，将坩埚置于真空感应炉中，对其抽真空至10～20Pa，在300～500℃下对阴极铜锭预热25～30min；

（2）将石墨置于120～200℃马弗炉中，在氮气保护条件下，加热至石墨发红后，静置冷却并碾磨过筛，制备得50～70目干燥石墨粉，待上述阴极铜锭预热完成后，将真空感应炉升温至1120～1180℃，待铜锭完全熔融，将上述制备的干燥石墨粉覆盖至熔融铜锭表面，控制覆盖厚度为150～200mm；

（3）继续加热熔融1～2h，再在10～20Pa真空下，将熔融铜浆浇筑至半高速钢模具中，模具内含有一弹簧状锌丝，长度与模具长度相同，弹簧外径为模具宽度，直径为0.1～0.2mm，待浇筑完成后，静置冷却至室温，制备得含锌无氧铜杆；

（4）按质量比1:10，将上述制备的含锌无氧铜杆与1mol/L盐酸溶液搅拌混合，待无气泡产生后，将无氧铜杆取出并用去离子水洗涤至pH至7.0，随后将其置于65～80℃真空电阻炉中干燥6～8h，控制真空度为10～20Pa，待干燥完成后，即可制备得一种高纯无氧铜杆。

2[0006]本发明制备的高纯无氧铜杆电阻率为0.01785～0.01798Ω（mm）/m，含氧量为3～

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7ppm，伸长率为42.6～45.3％。[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明制备无氧铜杆含氧量低，含氧量为3～7ppm；（2）表面光亮，且在加工时不会出现表面伤痕或者断线的现象；（3）本发明制备步骤简单，所需成本低。

具体实施方式

[0008]首先选取阴极铜锭，用无水乙醇洗净其表面，制备得表面处理阴极铜锭，随后将表面处理阴极铜锭置于坩埚中，将坩埚置于真空感应炉中，对其抽真空至10～20Pa，在300～500℃下对阴极铜锭预热25～30min；再将石墨置于120～200℃马弗炉中，在氮气保护条件下，加热至石墨发红后，静置冷却并碾磨过筛，制备得50～70目干燥石墨粉，待上述阴极铜锭预热完成后，将真空感应炉升温至1120～1180℃，待铜锭完全熔融，将上述制备的干燥石墨粉覆盖至熔融铜锭表面，控制覆盖厚度为150～200mm；继续加热熔融1～2h，再在10～20Pa真空下，将熔融铜浆浇筑至半高速钢模具中，模具内含有一弹簧状锌丝，长度与模具长度相同，弹簧外径为模具宽度，直径为0.1～0.2mm，待浇筑完成后，静置冷却至室温，制备得含锌无氧铜杆；最后按质量比1:10，将上述制备的含锌无氧铜杆与1mol/L盐酸溶液搅拌混合，待无气泡产生后，将无氧铜杆取出并用去离子水洗涤至pH至7.0，随后将其置于65～80℃真空电阻炉中干燥6～8h，控制真空度为10～20Pa，待干燥完成后，即可制备得一种高纯无氧铜杆。[0009]实例1

首先选取阴极铜锭，用无水乙醇洗净其表面，制备得表面处理阴极铜锭，随后将表面处理阴极铜锭置于坩埚中，将坩埚置于真空感应炉中，对其抽真空至20Pa，在500℃下对阴极铜锭预热30min；再将石墨置于200℃马弗炉中，在氮气保护条件下，加热至石墨发红后，静置冷却并碾磨过筛，制备得70目干燥石墨粉，待上述阴极铜锭预热完成后，将真空感应炉升温至1180℃，待铜锭完全熔融，将上述制备的干燥石墨粉覆盖至熔融铜锭表面，控制覆盖厚度为200mm；继续加热熔融2h，再在20Pa真空下，将熔融铜浆浇筑至半高速钢模具中，模具内含有一弹簧状锌丝，长度与模具长度相同，弹簧外径为模具宽度，直径为0.2mm，待浇筑完成后，静置冷却至室温，制备得含锌无氧铜杆；最后按质量比1:10，将上述制备的含锌无氧铜杆与1mol/L盐酸溶液搅拌混合，待无气泡产生后，将无氧铜杆取出并用去离子水洗涤至pH至7.0，随后将其置于80℃真空电阻炉中干燥8h，控制真空度为20Pa，待干燥完成后，即可制备得一种高纯无氧铜杆。经检测，本发明制备无氧铜杆含氧量低，含氧量为7ppm；表面光亮，且在加工时不会出现表面伤痕或者断线的现象。[0010]实例2

首先选取阴极铜锭，用无水乙醇洗净其表面，制备得表面处理阴极铜锭，随后将表面处理阴极铜锭置于坩埚中，将坩埚置于真空感应炉中，对其抽真空至10Pa，在300℃下对阴极铜锭预热25min；再将石墨置于120℃马弗炉中，在氮气保护条件下，加热至石墨发红后，静置冷却并碾磨过筛，制备得50目干燥石墨粉，待上述阴极铜锭预热完成后，将真空感应炉升温至1120℃，待铜锭完全熔融，将上述制备的干燥石墨粉覆盖至熔融铜锭表面，控制覆盖厚度为150mm；继续加热熔融1h，再在10Pa真空下，将熔融铜浆浇筑至半高速钢模具中，模具内

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含有一弹簧状锌丝，长度与模具长度相同，弹簧外径为模具宽度，直径为0.1mm，待浇筑完成后，静置冷却至室温，制备得含锌无氧铜杆；最后按质量比1:10，将上述制备的含锌无氧铜杆与1mol/L盐酸溶液搅拌混合，待无气泡产生后，将无氧铜杆取出并用去离子水洗涤至pH至7.0，随后将其置于65℃真空电阻炉中干燥6h，控制真空度为10Pa，待干燥完成后，即可制备得一种高纯无氧铜杆。经检测，本发明制备无氧铜杆含氧量低，含氧量为3ppm；表面光亮，且在加工时不会出现表面伤痕或者断线的现象。[0011]实例3

首先选取阴极铜锭，用无水乙醇洗净其表面，制备得表面处理阴极铜锭，随后将表面处理阴极铜锭置于坩埚中，将坩埚置于真空感应炉中，对其抽真空至15Pa，在400℃下对阴极铜锭预热27min；再将石墨置于180℃马弗炉中，在氮气保护条件下，加热至石墨发红后，静置冷却并碾磨过筛，制备得60目干燥石墨粉，待上述阴极铜锭预热完成后，将真空感应炉升温至1170℃，待铜锭完全熔融，将上述制备的干燥石墨粉覆盖至熔融铜锭表面，控制覆盖厚

再在15Pa真空下，将熔融铜浆浇筑至半高速钢模具中，模具内度为170mm；继续加热熔融1h，

含有一弹簧状锌丝，长度与模具长度相同，弹簧外径为模具宽度，直径为0.15mm，待浇筑完成后，静置冷却至室温，制备得含锌无氧铜杆；最后按质量比1:10，将上述制备的含锌无氧铜杆与1mol/L盐酸溶液搅拌混合，待无气泡产生后，将无氧铜杆取出并用去离子水洗涤至pH至7.0，随后将其置于70℃真空电阻炉中干燥7h，控制真空度为15Pa，待干燥完成后，即可制备得一种高纯无氧铜杆。经检测，本发明制备无氧铜杆含氧量低，含氧量为5ppm；表面光亮，且在加工时不会出现表面伤痕或者断线的现象。

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