冷拔工艺对工业单晶铜线材组织和力学性能的影响.pdf

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1、第33卷第6期西安工业大学学报Vo1．33No．62013年6月JournalofXi’anTechnologicalUniversityJun．2013文章编号：1673—9965(2013)06480—05冷拔工艺对工业单晶铜线材组织和力学性能的影响李炳，范新会，王鑫，陈建，严文(西安工业大学材料与化工学院，西安710021)摘要：单晶铜线材常需经过冷拔变形才能使用，冷拔变形导致单晶铜线材的微观组织发生改变，影响其性能．文中在不同的冷拔工艺下，对热型连铸工业单晶铜线材进行了冷拔变形实验，分析了冷拔工艺对其组织和力学性能的影响．结果表明：当总体真应变一定时，较小的相邻模具真应变量和较低

2、冷拔速度仅能使_r-_,lk单晶铜线材内部晶粒拉长、变细．增加相邻模具真应变和冷拔速度均会导致线材内部局部区域出现形变位错界面和形变孪晶．随着冷拔速度和相邻模具真应变的增加，冷拔工业单晶铜线材的强度增加、延伸率下降．采用较低的冷拔速度，较小的相邻模具间真应变，工业单晶铜线材优异的塑性得以较好的延续，穿模成功率提升，冷拔过程中的断线率降低．关键词：工业单晶；冷拔速度；真应变；微观组织；力学性能中图号：TG113．25文献标志码：A热型连铸技术由日本学者大野笃美于20世纪能．陈建l9。]等系统研究了冷拔多晶铜线材和80年代发明并投入应用[1]．该技术的关键在于采(111)、(110>单晶铜线

3、材在变形过程中微观组织的用加热铸型形成凸向液相的固液界面，从而消除型演化及其对性能的影响，发现初始取向、冷拔方向壁形核，同时使初始阶段形成的晶核竞争生长来得对铜线材冷拔后的组织和性能都有影响．到目前为到具有单晶或柱状晶组织的材料[2。]．采用热型连止，冷拔工艺对热型连铸铜线材组织及性能的影响铸技术制备的单晶铜线材具有优异的性能，主要表还未见报道．文中在不同的冷拔速度、不同相邻模现在：①优异的信号传输能力，可以广泛应用于高具真应变的工艺条件下，对热型连铸工业单晶铜线品质信号传输电缆l4；②优异的塑性变形能力，可材进行了冷拔变形实验，分析冷拔工艺对其组织和以应用于超细线的制备E5-6]．因此

4、，热型连铸技术自力学性能的影响．发明以来，一直受到业内人士的广泛关注，对热型1实验过程连铸技术的工艺参数对铜线材质量的影响、热型连铸单晶、多晶铜线材与普通铜线材之间的性能差异实验所用铜线材初始直径为2．8Omm，采用等问题进行了大量研究．目前，采用热型连铸技术热型连铸法制备．按照相邻模具之问真应变e一制备直径为6～8mm工业单晶铜杆的工艺已非常0．10、￡===0．20匹配模具，将铜线材分别经过1O道成熟，直径为1．5～3．0mm的小直径单晶铜线材模具和5道模具，以一60mm／s的拉拔速度，冷也已有报道_7]．尽管如此，但热型连铸技术制备的拔到直径为1．68mm．以相邻模具之间真应变￡=

5、==单晶铜线材直径相对于实际应用而言，还是比较粗0．2O匹配模具，分别在拉拔速度为一30mm／s、大，必须经过冷拔变形才能使用[9]．冷拔变形之后60mm／s和90mm／s的工艺条件下，将铜线材冷单晶的微观组织会发生显著变形，进而会影响其性拔到直径为1．68mm．为了消除冷拔方向对形变*收稿日期：2o12—1卜16基金资助：陕西省自然科学基础研究计划项目资助(2010JM6015)作者简介：李炳(1979一)，男，西安工业大学讲师，主要研究金属线材单晶化技术及应用．E—mail：libing916@xatu．edu．cn．西安工业大学学报第33卷情况下，随变形量的增加，几何必须位错界面与

6、冷拔、相邻模具真应变为0．10的冷拔线材的断后伸拔方向之间的夹角会降低．当拉拔速度为60mm／s长率最大，强度明显低于经5道次拉拔、相邻模具时，夹角约为30。，当拉拔速度为90mm／s时，夹角真应变为0．20的冷拔线材．减小到约10。，可见提高拉拔速度和增加变形量有相似的作用．图1(c)和1(e)的冷拔速度相同，但冷拔模具道次不同，即相邻模具间真应变e不同．但e=O．10时，线材中的晶粒只是被拉长、变形，而并未出现位错界面和形变孪晶的痕迹，可见提高相邻模具真应变和增加变形量也有相似作用．2．2力学性能热型连铸工业单晶铜线材的拉伸曲线如图2所示．工业单晶铜铜线材在拉伸伊始，变形所需应图3工

7、业单晶铜线材冷拔后的拉伸曲线Fig．3Thestretchcurvesofcold—drawnindustrial力迅速提高，之后进入较为稳定的形变强化阶段，singlecrystalcopperwire在相当长时间内，变形所需应力缓慢增加，试样均结合金相组织来看，主要是因为冷拔速度和相匀伸长，直到颈缩开始后，应力下降．从实验数据来邻模具真应变的增加，工业单晶铜线材内部变形不看，工业单晶铜线材的抗拉强度()仅为133均匀度增大，局部