一种类单晶纯铜的制备方法

技术领域

本发明涉及通讯用高性能铜材制备技术领域，具体涉及一种类单晶纯铜的制备方法。

背景技术

纯铜具有优良的导电性和信号保真性能，其杂质和组织对导电和保真性能影响较大，随着提纯技术的发展，高纯铜的出现，纯铜的导电性能得到了明显提升，但难以再通过纯度进一步提升来改善其导电和保真性能。铜中的晶界会降低导电率和信号的保真性，单晶铜由于其优越的综合性能，在电子通讯领域具有广泛的应用价值。目前，工业中主要采用热型连铸的方法制备单晶铜，由于热型连铸对设备要求较高，并且需要在高温长时间下进行，能耗较高。另外，单晶铜箔难以通过热型连铸的方法直接获得，因此开发新的低成本单晶铜制备技术具有重要的工业价值。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种实现晶粒异常长大的类单晶纯铜的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种类单晶纯铜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤(1)选择具有等轴晶组织的纯铜为坯料，所述的纯铜的规格为棒材或带/箔材；

步骤(2)将步骤(1)选取好的纯铜进行冷变形处理，其中，所述的纯铜为棒材时采用拉拔方式进行加工，所述的纯铜为带/箔材时采用冷轧方式进行加工；所述棒材拉拔的总变形量为60％～90％，每道次减径量为0.5mm～1mm；所述带/箔材冷轧的总变形量达到50％～99％，最终厚度控制在0.007mm～0.3mm；

步骤(3)将经步骤(2)得到的铜材的头部区域在保护气氛下置于第一均匀加热区域和第一低温辐射区域进行感应加热，在头部形成籽晶；其中，所述铜材为棒材时，所述的第一均匀加热区域的温度为500℃～700℃，保温时间为6h～50h，升温速率为1℃/min～5℃/min；所述铜材为带/箔材时，所述的第一均匀加热区域的温度为1000℃～1050℃，保温时间为1h～10h，升温速率为2℃/min～20℃/min；

步骤(4)将经步骤(3)得到的纯铜，依次在第二均匀加热区域、第二低温辐射区域进行在线连续感应加热退火，使籽晶连续长大获得类单晶纯铜；所述的第二均匀加热区域的温度为900℃～1020℃，退火的移动速度为0.1mm/min～1mm/min。

进一步地，所述步骤(3)中第一均匀加热区域的长度为5mm～20mm。

进一步地，所述步骤(3)中第一低温辐射区域的温度控制在300℃以下。

进一步地，所述步骤(4)中的第二均匀加热区域的长度为5mm～15mm。

进一步地，所述步骤(4)中的第二低温辐射区域的温度控制在400℃以下。

本发明的有益技术效果：1)本发明采用的初始坯料可以采用传统的加工方式制备，效率较高，成本低廉；2)利用二次再结晶的机制结合感应加热的方式先在铜材端部获得籽晶，后续经过连续退火可以使端部的籽晶沿着长度方向定向长大，最终形成数量为1-3个粗大的晶粒组织。

附图说明

图1为本发明得到的铜棒最终端部横截面的组织照片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

(1)选择具有等轴晶组织的纯铜棒材为坯料；

(2)对纯铜棒材进行拉拔处理，拉拔的总变形量为75％，每道次减径量为0.5mm；

(3)将拉拔处理得到的纯铜棒材的头部区域在保护气氛下进行感应加热，设有第一均匀加热区域和第一低温辐射区域，第一均匀加热区域温度为600℃，保温时间为40h，升温速率为2℃/min，第一均匀加热区域的长度为20mm，第一低温辐射区域的温度控制在280℃，从而在头部形成籽晶；

(4)将头部形成籽晶的纯铜棒材依次在第二均匀加热区域和第二低温辐射区域内，从形成的籽晶区域开始进行在线连续感应加热退火，第二均匀加热区域温度为900℃，退火的移动速度为0.1mm/min，第二均匀加热区域的长度为5mm，第二低温辐射区域的温度控制在360℃，使籽晶连续长大获得类单晶纯铜。

实施例2

(1)选择具有等轴晶组织的纯铜棒材为坯料；

(2)对纯铜棒材进行拉拔处理，拉拔的总变形量为60％，每道次减径量为1mm；

(3)将拉拔处理得到的纯铜棒材的头部区域在保护气氛下进行感应加热，设有第一均匀加热区域和第一低温辐射区域，第一均匀加热区域温度为500℃，保温时间为50h，升温速率为1℃/min，第一均匀加热区域的长度为5mm，第一低温辐射区域的温度控制在260℃，从而在头部形成籽晶；

(4)将头部形成籽晶的纯铜棒材依次在第二均匀加热区域和第二低温辐射区域内，从形成籽晶区域开始进行在线连续感应加热退火，第二均匀加热区域温度为1000℃，退火的移动速度为1mm/min，第二均匀加热区域的长度为15mm，第二低温辐射区域的温度控制在380℃，使籽晶连续长大获得类单晶纯铜。

实施例3

(1)选择具有等轴晶组织的纯铜棒材为坯料；

(2)对纯铜棒材进行拉拔处理，拉拔的总变形量为90％，每道次减径量为1mm；

(3)将拉拔处理得到的纯铜棒材的头部区域在保护气氛下进行感应加热，设有第一均匀加热区域和第一低温辐射区域，第一均匀加热区域温度为700℃，保温时间为6h，升温速率为5℃/min，第一均匀加热区域的长度为10mm，第一低温辐射区域的温度控制在290℃，从而在头部形成籽晶；

(4)将头部形成籽晶的纯铜棒材在第二均匀加热区域和第二低温辐射区域内，从形成籽晶区域开始进行在线连续感应加热退火，第二均匀加热区域温度为900℃，退火的移动速度为0.8mm/min，第二均匀加热区域的长度为10mm，第二低温辐射区域的温度控制在350℃，使籽晶连续长大获得类单晶纯铜。

实施例4

(1)选择具有等轴晶组织的纯铜箔材为坯料；

(2)对纯铜箔材进行冷轧处理，冷轧的总变形量为99％，厚度为0.007mm；

(3)将冷轧处理得到的纯铜箔材的头部区域在保护气氛下进行感应加热，设有第一均匀加热区域和第一低温辐射区域，第一均匀加热区域温度为1000℃，保温时间为10h，升温速率为2℃/min，第一均匀加热区域的长度为20mm，第一低温辐射区域的温度控制在260℃，从而在头部形成籽晶；

(4)将头部形成籽晶的纯铜箔材在第二均匀加热区域和第二低温辐射区域内，从形成籽晶区域开始进行在线连续感应加热退火，第二均匀加热区域温度为950℃，退火的移动速度为0.5mm/min，第二均匀加热区域的长度为15mm，第二低温辐射区域的温度控制在390℃，使籽晶连续长大获得类单晶纯铜。

实施例5

(1)选择具有等轴晶组织的纯铜带材为坯料；

(2)对纯铜带材进行冷轧处理，冷轧的总变形量为50％，厚度为0.3mm；

(3)将冷轧处理得到的纯铜箔材的头部区域在保护气氛下进行感应加热，设有第一均匀加热区域和第一低温辐射区域，第一均匀加热区域温度为1050℃，保温时间为1h，升温速率为20℃/min，均匀加热区域的长度为5mm，第一低温辐射区域的温度控制在290℃，从而在头部形成籽晶；

(4)将头部形成籽晶的纯铜箔材在第二均匀加热区域和第二低温辐射区域内，从形成籽晶区域开始进行在线连续感应加热退火，第二均匀加热区域温度为1020℃，退火的移动速度为1mm/min，第二均匀加热区域的长度为5mm，第二低温辐射区域的温度控制在380℃，使籽晶连续长大获得类单晶纯铜。

以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。