本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域,涉及一種鋁合金導(dǎo)體及其制備方法,尤其涉及一種超細鋁合金導(dǎo)體及其制備方法。
背景技術(shù):
鍵合絲常用于連接如射頻功率晶體管等微電子器件的芯片,是半導(dǎo)體分立器件和集成電路封裝必須的基礎(chǔ)材料,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體分立器件(晶體管、二極管、三極管、發(fā)光二極管、LED等)和集成電路的封裝。
作為芯片與框架之間的引線,為實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的連接,鍵合絲須具備以下主要特性:鍵合絲應(yīng)具有較大的單位體積導(dǎo)電率,焊接點電阻應(yīng)盡量小,焊接點在芯片和晶片中所占用的空間和焊接所需要的間隙也應(yīng)盡量??;鍵合絲應(yīng)具有良好的強度、延展性和抗蠕變特性、焊接性能和抗腐蝕性能。
現(xiàn)有鍵合絲主要有金絲、銅絲和鋁絲三種。
金絲化學(xué)性能穩(wěn)定;焊性能好,鍵合工藝簡單,但是其機械性能差,在高端封裝日趨高密度、小體積的情況下,易出現(xiàn)歪絲、塌絲等問題。耐溫度沖擊性能差,且對表面清潔度很敏感,溫度高時,會由于硬而脆的金鋁中間相化合物發(fā)生合金裂化的問題引起脫鍵,易造成元件劣化;同時高昂的價格大幅提高了封裝成本。
銅絲的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能好;Cu/Al金屬間化合物的生長速率也比Au/Al金屬間化合物的生長速率慢很多,由金屬間化合物生長引起的焊點失效等可靠性問題較輕,但是Cu-Al合金層的生長會從下部切開鍵合點導(dǎo)致線斷裂。銅絲硬度高,需要很高的焊接力,在配合過程中易對芯片形成損傷;在形球過程中銅球表面易形成銅氧化物,氧化后焊接難度大;在塑料封裝中銅鋁連接處于潮濕的空氣中有腐蝕傾向,在封裝后銅絲易收到塑料材料中鹵化物的腐蝕。
鋁絲所用鋁材料成本低、價格低廉、資源豐富;采用焊法可在常溫下鍵合,對元件熱影響?。慌c裸芯片鋁膜電極鍵合是形成Al-Al系統(tǒng),無金屬間化合物和腐蝕問題;但是鋁絲在大功率器件和焊接面積較小的區(qū)域不能滿足要求,且生產(chǎn)效率低、成品率低。
集成電路及半導(dǎo)體器件向封裝多引線化、高集成度和小型化發(fā)展,因此要求采用線徑更細、電學(xué)性能更好的鍵合絲進行窄間距、長距離的鍵合,研制同時具有優(yōu)良導(dǎo)電性能、焊接性能、機械性能、耐腐蝕性能、抗蠕變性能和裝配性能的超細鍵合絲意義重大。
在本發(fā)明完成之前,尚未見到用與本發(fā)明制備方法相同的超細鋁合金導(dǎo)體產(chǎn)品,也未見到有與本發(fā)明相同的超細鋁合金導(dǎo)體的制備方法在文獻中有記載。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明旨在提供一種超細鋁合金導(dǎo)體以及超細鋁合金導(dǎo)體的制備方法。
本發(fā)明的實施例的具體設(shè)計思路如下:采用多元素進行合金化,形成多組元共同作用的鋁合金成分配比體系;進行鋁中間合金顆粒化制備添加,綜合運用高溫快速熔鋁、電磁攪拌、在線精煉等技術(shù),實現(xiàn)鋁中間合金的快速熔化、合金化元素均勻分布;對結(jié)晶器分區(qū)加熱,并在結(jié)晶器中加裝電磁裝置來驅(qū)動鋁合金熔體產(chǎn)生渦流,實現(xiàn)震蕩細化晶核和晶粒,快速形成具有軸向連續(xù)柱狀晶粒組織的坯料,采用連鑄連軋法制得鋁合金桿;通過多道次大變形量的拉制與熱處理工藝,使合金組織中晶粒取向沿成型方向高度集中,在成型方向上形成織構(gòu);Sc、Ce等元素吸附其它合金元素,形成復(fù)合析出相,降低各元素在鋁中的固溶度。生成的納米級復(fù)合第二相與鋁基體高度共格,沿導(dǎo)體長度方向均勻彌散分布,在大量高彌散分布的納米第二相的作用下,可以顯著細化晶粒,抑制再結(jié)晶,減小晶界與晶內(nèi)的電極電位差,提高合金強度,改善塑性和耐腐蝕性能,并同時提高蠕變門檻應(yīng)力值,顯著提高鋁合金導(dǎo)體的抗蠕變性能。采用Sc和Ce元素,細化焊接熔化區(qū)的晶粒和化合物,抑制熱影響區(qū)的再結(jié)晶,使其由基體的亞晶組織直接過渡到焊接處的鑄態(tài)區(qū),使本應(yīng)具有再結(jié)晶組織的焊接過渡區(qū)或熱影響區(qū)不具有再結(jié)晶組織,顯著降低鋁合金導(dǎo)體的熱裂縫敏感性,提高鋁合金可焊性與焊縫強度以及抗應(yīng)力腐蝕性。由于合金元素以納米尺度第二相分布,而非固溶在鋁晶格中,顯著降低由于合金元素的加入而引起的鋁晶格畸變,顯著降低了晶格缺陷對電子的散射。同時納米級的第二相彌散分布基本不會降低鋁的有效導(dǎo)電截面。獲得耐腐蝕性能優(yōu)異、蠕變抗力大,并且在長度方向上具有優(yōu)異的強度和導(dǎo)電性能的鋁合金導(dǎo)體。
根據(jù)本發(fā)明的一方面,一種超細鋁合金導(dǎo)體,所述鋁合金導(dǎo)體按重量百分比包含如下元素:鐵Fe 0.13%-0.60%,硅Si 0.10%-0.50%,銅Cu 0.16%-0.40%,鈧Sc 0.001%-0.5%,鈰Ce 0.001%-0.15%,鎂Mg 0.01%-0.1%,硼B(yǎng) 0.001%-0.04%,余量為鋁Al。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例,所述超細鋁合金導(dǎo)體的直徑為0.005mm-0.08mm;所述超細鋁合金導(dǎo)體的強度為150MPa-250MPa,延伸率≥2.5%,導(dǎo)電率≥61.5%IACS。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,一種超細鋁合金導(dǎo)體的制備方法,包括:
步驟一:鋁中間顆粒制備
將鋁中間合金錠熔化,連鑄得到鋁中間合金桿,然后切斷制成直徑為8mm-12mm、長度為30mm的圓柱體顆粒,顆粒重量為6g-14g;
步驟二:配料
按重量百分比:鐵Fe 0.13%-0.60%,硅Si 0.10%-0.50%,銅Cu 0.16%-0.40%,鈧Sc 0.001%-0.5%,鈰Ce 0.001%-0.15%,鎂Mg 0.01%-0.1%,硼B(yǎng) 0.001%-0.04%,余量為鋁Al,進行配料,以制備鋁錠和鋁中間合金顆粒;
步驟三:鋁錠快速熔化
采用快速熔鋁子母爐,利用1200℃的高溫爐氣和前爐鋁熔體浸沒所述鋁錠,實現(xiàn)快速熔化,得到750℃鋁熔體;
步驟四:保溫、精煉
轉(zhuǎn)移所述鋁熔體至傾動式保溫爐,電磁攪拌處理10min-12min;然后靜置30min,除渣并將鋁熔體升溫至780℃;
步驟五:合金化
采用氣動加料射槍將中間合金顆粒均勻射到保溫爐內(nèi)鋁熔體中,實現(xiàn)鋁中間合金的快速熔化和均勻分布;對保溫爐中鋁熔體保溫30min,進行電磁攪拌10min-12min;利用在線式精煉爐進行精煉處理,除渣處理;靜置20min;
步驟六:澆注
采用120目超細剛玉過濾板對在線式精煉爐處理后的鋁合金熔體進行過濾,去除直徑10μm以上的雜質(zhì),并使其使流入上澆包,通過流量控制器后流入下澆包;
步驟七:定向凝固
長方體結(jié)晶器的外部設(shè)有2個電磁線圈,覆蓋結(jié)晶器外圍;結(jié)晶器的入口、中部、出口處分別安裝3個環(huán)狀冷卻器和測溫儀,控制結(jié)晶器軸向溫度分布為:入口處655℃-665℃,中間640℃-650℃,出口600℃-630℃,對鋁合金熔體定向凝固;
步驟八:連鑄連軋
連鑄,連鑄溫度為655℃-665℃,連鑄錠溫度為450℃-500℃;在線加熱:鑄錠溫度480-520℃;連軋,粗軋溫度為460℃-500℃,終軋溫度290℃-320℃;得到Φ9.5mm的鋁合金桿;
步驟九:粗拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將軋制得到的桿材拉制成直徑為0.9mm-1.8mm的鋁合金線;
步驟十:中拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將1.8mm的鋁合金線拉制成0.5mm-0.8mm的鋁合金線;
步驟十一:熱處理
在真空狀態(tài)下對0.5mm-0.8mm的鋁合金線進行熱處理,熱處理溫度為350℃,熱處理時間為2.5h;
步驟十二:小拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將熱處理后的鋁合金線拉制成直徑為0.15mm的鋁合金細線;
步驟十三:精拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將直徑為0.15mm的鋁合金線拉制成直徑為0.005mm-0.08mm的鋁合金導(dǎo)體。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的超細鋁合金導(dǎo)體在成型方向上具有高密度絲織構(gòu),從而具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和機械性能;通過合金化元素細化焊接區(qū)域組織的晶粒,顯著降低鋁合金導(dǎo)體的熱裂縫敏感性,提高鋁合金可焊性與焊縫強度以及抗應(yīng)力腐蝕性,同時降低焊接點的電阻;利用大量高彌散分布的、與鋁基體高度共格納米第二相,顯著細化晶粒,抑制再結(jié)晶,提高蠕變門檻應(yīng)力值,顯著提高鋁合金導(dǎo)體的抗蠕變性能,從而顯著增加其鍵合可靠性,大幅提高其服役壽命;根據(jù)本發(fā)明實施例的超細鋁合金導(dǎo)體,其直徑可達0.005mm,顯著降低鍵合絲在微電子器件內(nèi)的占用空間,大幅降低鍵合絲引起的重量增加,同時大幅降低鍵合和封裝成本。
具體實施方式
為使本發(fā)明技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,通過以下幾個具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1:
超細鋁合金導(dǎo)體的制備過程如下:
步驟一:鋁中間顆粒制備
將鋁中間合金錠熔化,連鑄得到鋁中間合金桿,然后切斷制成直徑為8mm-12mm、長度為30mm的圓柱體顆粒,顆粒重量為6g-14g;
步驟二:配料
按重量百分比:鐵Fe 0.13%,硅Si 0.2%,銅Cu 0.16%,鈧Sc 0.001%,鈰Ce 0.001%,鎂Mg 0.05%,硼B(yǎng) 0.001%,余量為鋁Al,進行配料,制備鋁錠和鋁中間合金顆粒;
步驟三:鋁錠快速熔化
采用快速熔鋁子母爐,利用1200℃的高溫爐氣和前爐鋁熔體浸沒所述鋁錠,實現(xiàn)快速熔化,得到750℃鋁熔體;
步驟四:保溫、精煉
轉(zhuǎn)移所述鋁熔體至傾動式保溫爐,電磁攪拌處理10min;靜置30min,除渣并將鋁熔體升溫至780℃;
步驟五:合金化
采用氣動加料射槍將中間合金顆粒均勻射到爐內(nèi)鋁熔體中,實現(xiàn)鋁中間合金的快速熔化和均勻分布;對保溫爐中熔體保溫30min,進行電磁攪拌10min;精煉處理,除渣處理;靜置20min;
步驟六:澆注
采用120目超細剛玉過濾板對在線式精煉爐處理后的鋁合金熔體進行過濾,去除直徑10μm以上的雜質(zhì),并使其使流入上澆包,通過流量控制器后流入下澆包;
步驟七:定向凝固
長方體結(jié)晶器的外部設(shè)有2個電磁線圈,覆蓋結(jié)晶器外圍;結(jié)晶器的入口、中部、出口處分別安裝3個環(huán)狀冷卻器和測溫儀,控制結(jié)晶器軸向溫度分布為:入口處655℃,中間640℃,出口600℃。
步驟八:連鑄連軋
連鑄,連鑄溫度為655℃,連鑄錠溫度為450℃;在線加熱:鑄錠溫度480℃;連軋,粗軋溫度為460℃,終軋溫度290℃;得到Φ9.5mm的鋁合金桿;
步驟九:粗拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將軋制得到的桿材拉制成直徑為1.8mm的鋁合金線;
步驟十:中拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將1.8mm的鋁合金線拉制成0.8mm的鋁合金線;
步驟十一:熱處理
在真空狀態(tài)下對0.8mm的鋁合金線進行熱處理,熱處理溫度為350℃,熱處理時間為2.5h;
步驟十二:小拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將熱處理后的鋁合金線拉制成直徑為0.15mm的鋁合金細線;
步驟十三:精拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將0.15mm的鋁合金線拉制成0.02mm的鋁合金導(dǎo)體。
根據(jù)本實施例制得的0.02mm的鋁合金導(dǎo)體,抗拉強度為150MPa,延伸率為3%,導(dǎo)電率為62.5%IACS。
實施例2:
超細鋁合金導(dǎo)體的制備過程如下:
步驟一:鋁中間顆粒制備
將鋁中間合金錠熔化,連鑄得到鋁中間合金桿,然后切斷制成直徑為8mm-12mm、長度為30mm的圓柱體顆粒,顆粒重量為6g-14g;
步驟二:配料
按重量百分比:鐵Fe 0.32%,硅Si 0.3%,銅Cu 0.32%,鈧Sc 0.1%,鈰Ce 0.008%,鎂Mg 0.1%,硼B(yǎng) 0.005%,余量為鋁Al,進行配料,制備鋁錠和鋁中間合金顆粒;
步驟三:鋁錠快速熔化
采用快速熔鋁子母爐,利用1200℃的高溫爐氣和前爐鋁熔體浸沒所述鋁錠,實現(xiàn)快速熔化,得到750℃鋁熔體;
步驟四:保溫、精煉
轉(zhuǎn)移所述鋁熔體至傾動式保溫爐,電磁攪拌處理12min;靜置30min,除渣并將鋁熔體升溫至780℃;
步驟五:合金化
采用氣動加料射槍將中間合金顆粒均勻射到爐內(nèi)鋁熔體中,實現(xiàn)鋁中間合金的快速熔化和均勻分布;對保溫爐中熔體保溫30min,進行電磁攪拌12min;精煉處理,除渣處理;靜置20min;
步驟六:澆注
采用120目超細剛玉過濾板對在線式精煉爐處理后的鋁合金熔體進行過濾,去除直徑10μm以上的雜質(zhì),并使其使流入上澆包,通過流量控制器后流入下澆包;
步驟七:定向凝固
長方體結(jié)晶器的外部有2個電磁線圈,覆蓋結(jié)晶器外圍;結(jié)晶器的入口、中部、出口處分別安裝3個環(huán)狀冷卻器和測溫儀,控制結(jié)晶器軸向溫度分布為:入口處655℃,中間640℃,出口610℃。
步驟八:連鑄連軋
連鑄,連鑄溫度為655℃,連鑄錠溫度為465℃;在線加熱:鑄錠溫度490℃;連軋,粗軋溫度為470℃,終軋溫度295℃;得到Φ9.5mm的鋁合金桿;
步驟九:粗拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將軋制得到的桿材拉制成直徑為1.5mm的鋁合金線;
步驟十:中拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將1.5mm的鋁合金線拉制成0.7mm的鋁合金線;
步驟十一:熱處理
在真空狀態(tài)下對0.7mm的鋁合金線進行熱處理,熱處理溫度為350℃,熱處理時間為2.5h;
步驟十二:小拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將熱處理后的鋁合金線拉制成直徑為0.15mm的鋁合金細線;
步驟十三:精拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將0.15mm的鋁合金線拉制成0.01mm的鋁合金導(dǎo)體。
根據(jù)本實施例制得的0.01mm的鋁合金導(dǎo)體,抗拉強度為180MPa,延伸率為3.5%,導(dǎo)電率為62.5%IACS。
實施例3:
超細鋁合金導(dǎo)體的制備過程如下:
步驟一:鋁中間顆粒制備
將鋁中間合金錠熔化,連鑄得到鋁中間合金桿,然后切斷制成直徑為8mm-12mm、長度為30mm的圓柱體顆粒,顆粒重量為6g-14g;
步驟二:配料
按重量百分比:鐵Fe 0.25%,硅Si 0.10%,銅Cu 0.22%,鈧Sc 0.002%,鈰Ce 0.002%,鎂Mg 0.02%,硼B(yǎng) 0.001%,余量為鋁Al,進行配料,制備鋁錠和鋁中間合金顆粒;
步驟三:鋁錠快速熔化
采用快速熔鋁子母爐,利用1200℃的高溫爐氣和前爐鋁熔體浸沒所述鋁錠,實現(xiàn)快速熔化,得到750℃鋁熔體;
步驟四:保溫、精煉
轉(zhuǎn)移所述鋁熔體至傾動式保溫爐,電磁攪拌處理10min;靜置30min,除渣并將鋁熔體升溫至780℃;
步驟五:合金化
采用氣動加料射槍將中間合金顆粒均勻射到爐內(nèi)鋁熔體中,實現(xiàn)鋁中間合金的快速熔化和均勻分布;對保溫爐中熔體保溫30min,進行電磁攪拌10min;精煉處理,除渣處理;靜置20min;
步驟六:澆注
采用120目超細剛玉過濾板對在線式精煉爐處理后的鋁合金熔體進行過濾,去除直徑10μm以上的雜質(zhì),并使其使流入上澆包,通過流量控制器后流入下澆包;
步驟七:定向凝固
長方體結(jié)晶器的外部有2個電磁線圈,覆蓋結(jié)晶器外圍;結(jié)晶器的入口、中部、出口處分別安裝3個環(huán)狀冷卻器和測溫儀,控制結(jié)晶器軸向溫度分布為:入口處660℃,中間645℃,出口600℃。
步驟八:連鑄連軋
連鑄,連鑄溫度為660℃,連鑄錠溫度為475℃;在線加熱:鑄錠溫度500℃;連軋,粗軋溫度為480℃,終軋溫度300℃;得到Φ9.5mm的鋁合金桿;
步驟九:粗拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將軋制得到的桿材拉制成直徑為0.9mm的鋁合金線;
步驟十:中拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將0.9mm的鋁合金線拉制成0.5mm的鋁合金線;
步驟十一:熱處理
在真空狀態(tài)下對0.5mm的鋁合金線進行熱處理,熱處理溫度為350℃,熱處理時間為2.5h;
步驟十二:小拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將熱處理后的鋁合金線拉制成直徑為0.15mm的鋁合金細線;
步驟十三:精拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將0.15mm的鋁合金線拉制成0.005mm的鋁合金導(dǎo)體。
根據(jù)本實施例制得的0.01mm的鋁合金導(dǎo)體,抗拉強度為230MPa,延伸率為3.5%,導(dǎo)電率為62.8%IACS。
實施例4:
超細鋁合金導(dǎo)體的制備過程如下:
步驟一:鋁中間顆粒制備
將鋁中間合金錠熔化,連鑄得到鋁中間合金桿,然后切斷制成直徑為8mm-12mm、長度為30mm的圓柱體顆粒,顆粒重量為6g-14g;
步驟二:配料
按重量百分比:鐵Fe 0.60%,硅Si 0.3%,銅Cu 0.32%,鈧Sc 0.1%,鈰Ce 0.008%,鎂Mg 0.1%,硼B(yǎng) 0.005%,余量為鋁Al,進行配料,制備鋁錠和鋁中間合金顆粒;
步驟三:鋁錠快速熔化
采用快速熔鋁子母爐,利用1200℃的高溫爐氣和前爐鋁熔體浸沒所述鋁錠,實現(xiàn)快速熔化,得到750℃鋁熔體;
步驟四:保溫、精煉
轉(zhuǎn)移所述鋁熔體至傾動式保溫爐,電磁攪拌處理10min;靜置30min,除渣并將鋁熔體升溫至780℃;
步驟五:合金化
采用氣動加料射槍將中間合金顆粒均勻射到爐內(nèi)鋁熔體中,實現(xiàn)鋁中間合金的快速熔化和均勻分布;對保溫爐中熔體保溫30min,進行電磁攪拌10min;精煉處理,除渣處理;靜置20min;
步驟六:澆注
采用120目超細剛玉過濾板對在線式精煉爐處理后的鋁合金熔體進行過濾,去除直徑10μm以上的雜質(zhì),并使其使流入上澆包,通過流量控制器后流入下澆包;
步驟七:定向凝固
長方體結(jié)晶器的外部設(shè)有2個電磁線圈,覆蓋結(jié)晶器外圍;結(jié)晶器的入口、中部、出口處分別安裝3個環(huán)狀冷卻器和測溫儀,控制結(jié)晶器軸向溫度分布為:入口處665℃,中間640℃,出口620℃。
步驟八:連鑄連軋
連鑄,連鑄溫度為665℃,連鑄錠溫度為500℃;在線加熱:鑄錠溫度520℃;連軋,粗軋溫度為500℃,終軋溫度20℃;得到Φ9.5mm的鋁合金桿;
步驟九:粗拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將軋制得到的桿材拉制成直徑為1.2mm的鋁合金線;
步驟十:中拉制
采用碳化物鍍層拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將1.8mm的鋁合金線拉制成0.6mm的鋁合金線;
步驟十一:熱處理
在真空狀態(tài)下對0.6mm的鋁合金線進行熱處理,熱處理溫度為350℃,熱處理時間為2.5h;
步驟十二:小拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將熱處理后的鋁合金線拉制成直徑為0.15mm的鋁合金細線;
步驟十三:精拉制
采用金剛石拉絲模具,模具的潤滑油入口處采用高壓噴射潤滑油,潤滑油采用壓力過濾器,過濾潤滑油中的直徑在5μm以上的鋁顆粒;將0.15mm的鋁合金線拉制成0.01mm的鋁合金線。
根據(jù)本實施例制得的0.01mm的鋁合金導(dǎo)體,抗拉強度為250MPa,延伸率為2.5%,導(dǎo)電率為61.5%IACS。
以上所述的具體實施方式,對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明,所應(yīng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已,并不用于限定本發(fā)明的保護范圍,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。