11月1日，在由常州同泰高导新材料有限公司，上海有色网信息科技股份有限公司、山东爱思信息科技有限公司主办的2024（第九届）SMM电工材料产业年会暨导体线缆工业展览会——导体材料发展论坛上，中国科学院金属研究所材料制备与加工研究部研究员创新课题组长研究生导师宋鸿武对高性能铜及铜合金导体材料的组织性能调控进行了分析。
痕量合金化纯铜材料组织性能调控
痕量合金化键合铜丝制备技术
开发高性能、高纯度稀土合金化键合铜丝，满足0.025mm线径以下稳定拉制，要求低断头率、高表面质量和高单轴长度；
制备超长微细丝线满足：纯度>99.99%，延伸率10%-15%，破断重量42-90mN，电阻率<1.7μΩ・cm，抗氧化性好。
铜银合金线坯及超微细丝组织性能调控
铜丝线现状
目前，我国的丝材制品相关产业发展迅猛，尽管受到中美贸易战的影响，各类丝线产量与需求仍然较为稳定。
铜丝线材产量在铜材总量中位于首位，从2009年到2022年保持稳定增长，2022年达到1026万吨，且出口占比不断增加。
超微细铜丝线材应用背景
0.02mm以下超微细丝线材稳定拉制成为“卡脖子”技术难题。
揭示了影响线坯可拉性关键因素—解决了线坯制备关键技术问题
杂质、组织和成分不均匀是线坯超微细拉拔断线的主要原因。
突破了铜及铜合金线坯组织精细控制难题
开发“稀土微合金化+连续铸造电磁搅拌”新工艺制备Ф16mm连铸杆坯，可实现细晶化、均匀化、纯净化、定向化。
超微合金化成分设计提升线坯组织及性能
研究揭示了稀土作用微观机制：稀土添加可改善初生相析出状态及形貌分布均匀、尺寸细化、热稳定性好。
工艺参数控制提高成分组织均匀性
研究发现：电磁搅拌可提高熔体流动性, 改善合金元素偏析, 提高组织、成分均匀性。
细化铸坯组织、降低Sn反偏析。
突破超细丝组织、织构控制难题，成功开发“连挤+连拉”制备关键技术
提出采用连续挤压大变形工艺，实现合金铸坯完全再结晶，晶粒尺寸由原来的几毫米变为几微米，并消除铸造缺陷。
提出连拉—连退工艺，实现丝线组织及织构调控，特别是精确控制线材心部、边部织构分配比例。
采用开发的连挤+连拉技术，丝线材内部形成纳米级初生相纤维实现原位复合强化，突破了常规丝线单一的形变强化，大大提高了超微细丝可拉性。
开发真空下引高纯度、高性能连铸坯装备，具备中试生产能力
基于上述技术开发了50kg级新型真空下引连铸设备，目前已经能够稳定制备出16mm的无氧铜、铜银、铜锡、铜铬锆、铜钛等合金铸坯。
建立真空连铸+连挤+连拉高性能超微细线产业化生产示范线
高品质稀土微合金化超微细电子线
(Ф0.016mm，即16μm,1/6人发直径)
开发Cu-2%Ag-0.04%La高品质铜银合金线坯，Ф2.6mm线坯抗拉强度542.7MPa，延伸率2.09%，导电率91.8%ICAS，超过日本古河线坯性能标准
开发Cu-0.3%Sn-0.01%La高品质铜锡合金线坯，Ф 2.6mm的线坯抗拉强度513MPa，延伸率1.28%导电率77.9%ICAS。
P和La微合金化铜锡合金组织性能调控
高性能Cu-Sn-La合金电热丝研制
(拉拔态)
Cu-4Sn-0.15P合金的<111>丝织构在拉拔方向上进一步增强，但<001>纤维织构减弱。
在水平方向上，Cu-4Sn-0.15P合金在<111>和<101>丝织构降低。
添加La后，碎化的晶粒比例增加，使得合金的变形性能增强。
加P后拉拔态的强度和延伸率都得到提高。拉拔态导电率出现了下降。
高性能Cu-Sn-La合金电热丝研制
(退火态)
退火过程中初生相全部固溶到基体中，同时晶粒尺寸逐渐增大。
添加P元素之后拉拔态强度大幅提高，退火态的强度略微下降。
添加P元素后拉拔态的延伸率提高，退火态的延伸率几乎保持一致。
添加P元素后导电率在拉拔态和退火态都出现了下降的趋势，并且退火后都出现了先下降后上升。
高性能Cu-Sn-La合金电热丝研制
拉拔态导电率随着La元素含量的增加，导电率的下降幅度增加。
退火过程中含La合金的导电率有所提高，因为富Sn相与La结合没有全部固溶到基体中。
随着退火温度的升高，Sn固溶到基体中含量增多，晶粒尺寸长大，导电率开始上升。
含La合金经过650℃退火后，导电率达到最低值。
高强高导铜合金线材组织性能调控
航空航天电缆用高强高导铜合金线
抗拉强度大于500MPa，导电率大于90%IACS，延伸大于8%；抗软化温度大于500℃。
抗拉强度大于800MPa，导电率大于80%IACS，抗软化温度大于500℃。
汽车线束用高导电铜-石墨烯复合丝线材
CCI 2025 SMM(第二十届)铜业大会
【时间】2025年4月22-25日
【地点】江西•南昌
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