【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及銅加工，尤其涉及一種單晶銅桿的制備方法及裝置。
技術介紹
1、單晶銅減小了晶界對通過的電子產生反射與散射，避免電阻率的增加與能量的損失，因此具有優異的電學性能。根據文獻(cho,lee?et?al.2010)報道，單晶銅比無氧銅提高9％的導電率；此外，單晶銅還具有優良的抗腐蝕性能和良好的塑性加工性能，在通訊(主要集中在音響喇叭、電源線、音頻連接線、麥克風線、hdmi線纜以及各種接插件等)、電子封裝(大規模集成電路中芯片與外部引線的連接)等領域得到了廣泛的應用。
2、早在1978年，日本千葉工業大學大野篤美(ohno)構想了一種新型的定向鑄造方法ohno?continuous?casting(簡稱occ法)，其技術核心為避免側向散熱，維持很高的牽引方向的溫度梯度，保證凝固界面凸向液相。目前，現有技術通常以高純銅為原料生產單晶銅桿，其原料價格高。現有的真空下引熱型連鑄均需對結晶器進行加熱保溫，從而獲得定向凝固組織。而其固液界面位置通常是位于結晶器出口處，僅依靠銅熔液的表面張力來防止拉漏，在實際生產中容易發生凍口、拉漏等事故。并且，鑄型出口溫度可高達1000℃，銅桿在此溫度下極易被氧化，因此在通入保護氣體的同時，還需在鑄口下方另加水冷裝置對銅桿進行冷卻，現有下引熱型連鑄裝置較為復雜，使用維護成本較高。
3、因此，十分有必要對單晶銅桿的制備工藝及裝置進行改進。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種單晶銅桿的制備方法及裝
2、為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：
3、第一方面，本專利技術提供的一種單晶銅桿的制備方法，包括如下步驟：
4、s1、將廢舊銅板剪切、清洗、烘干后進行加熱熔化，得到銅液；
5、s2、向步驟s1所得的銅液加入稀土，持續通入惰性氣體進行真空精煉處理；
6、s3、將經步驟s2處理后的銅液進行降溫處理；
7、s4、將經過步驟s3處理后的銅液進行冷卻結晶，通過持續牽引，得到所述單晶銅桿。
8、優選的，在步驟s1中，所述廢舊銅板為4n陰極銅板，所述加熱熔化的真空度為0.01～0.05pa。
9、優選的，在步驟s2中，所述惰性氣體的通入流量為1～5l/min，所述真空精煉的真空度不大于10pa，所述真空精煉的溫度為1300～1400℃，所述真空精煉的時間為20～120min。
10、優選的，在步驟s2中，所述稀土包括釔，所述稀土的加入量為銅液質量的
11、優選的，步驟s3具體包括：將經步驟s2處理后的銅液降溫至1250～1350℃，升壓至0.1×105～0.11×105pa。
12、優選的，在步驟s4中，所述牽引的速度為0.01～0.5mm/s。
13、第二方面，本專利技術提供的一種單晶銅桿的制備裝置，包括真空下引連鑄爐及牽引設備，所述真空下引連鑄爐的腔室內設置有坩堝及結晶器，所述真空下引連鑄爐的頂部設置有加料口，所述真空下引連鑄爐的側壁設置有抽氣口，所述真空下引連鑄爐的底部設置有鑄口，所述坩堝為內部中空且兩端開口的結構，所述坩堝的底部設置有通氣口，所述坩堝的底部開口、結晶器及真空下引連鑄爐的鑄口依次連通。
14、優選的，所述坩堝的外部設置有感應加熱線圈，所述坩堝的材質為石墨。
15、優選的，所述結晶器為管狀結構，所述結晶器的材質為石墨，所述結晶器包括從上至下依次連通的保溫部、連接部及冷卻部，所述保溫部的壁厚及冷卻部的壁厚均大于所述連接部的壁厚。
16、進一步優選的，所述保溫部外套設有保溫套，所述保溫套的材質為氧化鋁。
17、進一步優選的，所述連接部外套設有隔熱套，所述隔熱套的材質為氧化鋁或氧化鎂，所述隔熱套的上端與所述保溫部接觸，所述隔熱套的下端與所述冷卻部接觸。
18、進一步優選的，所述冷卻部外套設有水冷套。
19、優選的，所述真空下引連鑄爐的加料口處設置有加料裝置，所述加料裝置的出料口位于與坩堝的上方，所述加料裝置用于向坩堝加料。
20、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：
21、本專利技術以廢舊銅板為原料，通過稀土與銅液中雜質元素(如鉛、砷、氧、硫等)形成高熔點的化合物，在精煉過程中，通過持續通入惰性氣體，使銅液中的高熔點化合物上浮或揮發去除；
22、本專利技術采用的單晶銅桿的生產裝置更為簡單，在鑄口下方無需另加水冷裝置對銅桿進行冷卻，降低了后期的維護成本。
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1.一種單晶銅桿的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述廢舊銅板為4N陰極銅板，所述加熱熔化的真空度為0.01～0.05Pa。
3.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述惰性氣體的通入流量為1～5L/min，所述真空精煉的真空度不大于10Pa，所述真空精煉的溫度為1300～1400℃，所述真空精煉的時間為20～120min。
4.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述稀土包括釔，所述稀土的加入量為銅液質量的
5.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，步驟S3具體包括：將經步驟S2處理后的銅液降溫至1250～1350℃，升壓至0.1×105～0.11×105Pa。
6.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，在步驟S4中，所述牽引的速度為0.01～0.5mm/s。
7.一種單晶銅桿的制備裝置，其特征在于，包括真空下引連鑄爐及牽引設備，所述真空下引連鑄爐的腔室內
8.如權利要求7所述單晶銅桿的制備裝置，其特征在于，所述結晶器為管狀結構，所述結晶器包括從上至下依次連通的保溫部、連接部及冷卻部，所述保溫部的壁厚及冷卻部的壁厚均大于所述連接部的壁厚。
9.如權利要求8所述單晶銅桿的制備裝置，其特征在于，所述保溫部外套設有保溫套，所述連接部外套設有隔熱套，所述冷卻部外套設有水冷套。
10.如權利要求7所述單晶銅桿的制備裝置，其特征在于，所述腔室的加料口處設置有加料裝置，所述加料裝置的出料口與所述坩堝的開口對應。
...【技術特征摘要】
1.一種單晶銅桿的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，在步驟s1中，所述廢舊銅板為4n陰極銅板，所述加熱熔化的真空度為0.01～0.05pa。
3.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，在步驟s2中，所述惰性氣體的通入流量為1～5l/min，所述真空精煉的真空度不大于10pa，所述真空精煉的溫度為1300～1400℃，所述真空精煉的時間為20～120min。
4.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，在步驟s2中，所述稀土包括釔，所述稀土的加入量為銅液質量的
5.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，步驟s3具體包括：將經步驟s2處理后的銅液降溫至1250～1350℃，升壓至0.1×105～0.11×105pa。
6.如權利要求1所述的單晶銅桿的制備方法，其特征在于，在步驟s4中，所述牽引的速度為0.01～...
【專利技術屬性】
技術研發人員：洪明，陶曉棟，陳巖，劉昆，張將，郝劍，萬濤，
申請(專利權)人：江西銅業技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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