本发明涉及金属材料加工领域，尤其涉及一种高精度铍铜丝及其制备方法。
背景技术：
1、铍铜合金综合性能良好，具有很高的弹性极限、屈服极限、强度极限和疲劳极限，同时还具有耐磨性和耐腐蚀性，抗应力松弛性能好，因此广泛应用于电子、机械、航空航天、医疗等领域中，尤其是航空航天领域中的线簧孔连接器、麻花针、射频毛纽扣，对铍铜丝的陷阱要求更低，同时对性能要求更高。
2、而普通的复合金属塑性好，易制备线径小的复合金属丝材。但是铍元素很活泼，有强烈的脱氧作用，会使得熔炼时氢含量更高，导致液态合金金属凝固时氢析出形成微气孔，在线材拉拔到一定线径时，因其具有微气孔缺陷且铸造过程时容易形成氧化渣，从而导致线材容易断裂，线材线径越小，断裂概率越大，而即使不断裂，存在的微气孔缺陷也会影响线材的性能。
3、现有技术中，申请公开号为cn 111910100a的专利文件，公开了一种铍铜合金及其制作微丝的方法，制备出的铍铜微丝线径在0.03mm，且表面光滑、清洁无裂纹，但是对抗应力松弛性能改善不明显，无法用于航空航天领域中制备射频连接器。
4、申请公开号为cn 108642320a的专利文件，公开了一种超微距连接器专用铍铜合金弹性导丝加工方法，制备出了强度高、塑性好的铍铜导丝，导丝线径为0.09-0.05mm，但是其线径仍略大，且抗拉强度提升有限，也并没有对抗应力松弛性能进行改善，因此也无法应用于航空航天领域中制备射频连接器。
5、目前国内的铍铜丝由于上述原因，虽然能勉强加工到较低的线径，但是该线径无法应用到航空航天等高精尖领域，且对于抗应力松弛、抗拉强度、精度等性能无法同时改善。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明第一方面，提供了一种高精度铍铜丝的制备方法，包括以下步骤：
2、s1、配料：将高纯阴极铜、cube4％中间合金和钴片按照重量比称量；
3、s2、熔铸：将步骤s1中的原料放入真空熔炼炉中进行真空感应熔炼后，将液态的熔体通过直流脉冲电场之后凝固；
4、s3、旋锻加工：采用旋锻工艺对步骤s2得到的产物进行旋锻变形，旋锻温度为650-700℃，制成线径为8-12mm的热锻棒材；
5、s4、线材热处理：对步骤s3得到的热轧棒材在氢气的保护下进行热处理，温度为770-800℃，时间为2-4分钟；冷却方式为水冷，冷却强度为≥200℃/秒；
6、s5、线材拉伸：将线材在常温下进行拉拔处理工序，拉拔至线径为2-5mm；
7、s6、丝材热处理：对步骤s5得到的线材在氢气的保护下进行热处理，温度为700-800℃，时间为5-10秒；
8、s7、丝材拉伸：对步骤s6得到的丝材进行张力拉伸，拉伸线径为0.03-0.5mm，即得。
9、优选的，步骤s1中所述高纯阴极铜和cube4％中间合金的重量比为(1-2)：(1-2)。
10、优选的，所述钴片的重量为原料重量的0.01-0.5％。
11、优选的，所述高纯阴极铜为cu-cath-1。
12、优选的，步骤s2中所述真空感应熔炼过程中压强为10-5-10-3pa，熔炼温度为1200-1400℃。
13、在一些优选的方案中，选用特定条件下的真空感应熔炼对原料进行纯净化处理，能够熔炼出纯净度较高的合金锭。这可能是由于在真空条件下，一方面能够避免与大气中的气体作用而受污染，另一方面低熔点的微量元素以及气体可以被去除，避免了二次氧化，但是如果要制备0.5mm以下的铍铜线材，只采用真空感应熔炼无法将原料中的氢脱除，从而影响铍铜线材的性能。
14、优选的，步骤s2中所述直流脉冲电场的频率范围为100-1000hz，电压为35-50v,电流密度为4-10a/cm2，熔体在直流脉冲电场中的时间为10-50秒。
15、申请人意外发现，在进行真空感应熔炼后，将液态的熔体通过直流脉冲电场，能够制备出线径0.5mm以下的铍铜线材，且制备出的线材力学性能好，抗拉强度高。这可能是由于采用驻波直流脉冲工艺，在特定的频率、电流密度等条件下，将一定重量比的液态原料通过直流电场，能够促进液相下氢原子的聚集，并且使其生成气态氢，脱离熔体且配合真空感应熔炼技术抽至系统外，克服了脱氢产物的污染，形成纯净化熔体，从而大大提高了铍铜合金锭的纯净度，进而使得该合金锭在后续制成棒材及拉伸至丝材的过程中不易中途发生断裂影响基材的稳定性。
16、此外，直流脉冲电场还可以调节合金锭的晶粒度，在熔铸阶段，脉冲电场的作用还能将合金锭组织的平均粒径细化至约2-5mm，方便后续在旋锻加工工艺中制成线径为8-12mm的热锻棒材，但相对最终线径0.03mm的微丝,这个铸造的晶粒度仍然是“巨大”的，需要通过后续继续进行多道次热加工、多道次热处理，最终成品的晶粒度是由制备方法中所有的热处理的温度和时间以及热处理之前的加工工艺共同控制的。
17、优选的，步骤s3中所述旋锻温度为680℃，热锻棒材的线径为10mm。
18、但是在进行熔铸后，仍然会有微纳米级的缺陷残留，对于制备线径为0.03-0.5mm的铍铜丝，微米级的缺陷会导致其容易断裂。为了进一步弥散缺陷，申请人在熔铸步骤后采用旋锻加工工艺，在特定的条件下对步骤s2得到的产物进行旋锻变形。申请人意外发现，通过这一工艺过程，能够将熔铸后的微纳米级的缺陷弥散到10个纳米左右的微观尺度，使得在后续线材处理过程中该缺陷不会成为在微观下的宏观缺陷，降低了铍铜线材的断裂风险，使得制备出的线材断口质量致密且无缩尾夹杂气孔分层，具有较高的表面质量和的断口质量。
19、优选的，步骤s4中线材热处理的温度为780℃，时间为3分钟；冷却方式为水冷，冷却强度为200℃/秒。
20、在一些优选的方案中，为了避免影响到丝材微尺寸的加工，热处理过程均在氢气的保护下进行，能够防止表面渗氧，避免丝材表面形成一定深度的氧化物层，影响产品的纯净度和元素成份。
21、优选的，步骤s5中所述线径为3mm。
22、优选的，步骤s6中所述丝材的热处理温度为750℃，时间为8秒。
23、优选的，步骤s6可得到晶粒度与丝径比大于10％的高抗应力松弛组织。
24、为了使得制备出的铍铜丝能够应用于航空航天射频连接器，通过选用特定重量比的原料配合本技术所述的制备方法，在制备出线径可低至0.03mm的铍铜丝材的同时，还能够合理控制丝材中的元素成份，大大降低丝材中轻质元素如mg、al等的含量，从而调节铍铜丝的金相组织，得到晶粒度与丝径比大于10％的高抗应力松弛组织，进而减少了应力松弛，使得其能够应用于飞行器、航空、航天领域高稳定、超高频(110g)射频连接器关键元件的制备。
25、本发明第二方面提供了所述高精度铍铜丝的制备方法制备得到的铍铜丝，包括如下质量百分比的元素：0.2％≤钴≤0.6％、镍≤0.6％、铁≤0.4％、1.8％≤铍≤2％、铝≤0.1％、硅≤0.15％、杂质≤0.05％，其余为铜。
26、本发明第三方面提供了所述高精度铍铜丝的应用，可应用于航空航天、军事、通讯、it、交通、医疗领域中，尤其适用于飞行器、航空、航天领域高稳定、超高频(110g)射频连接器关键元件的制备。
27、有益效果：
28、1、本发明通过选用特定条件下的真空感应熔炼对原料进行纯净化处理，能够熔炼出纯净度较高的合金锭。
29、2、本发明在进行真空感应熔炼后，将液态的熔体通过直流脉冲电场，能够制备出线径在0.03mm以下的铍铜线材，且制备出的线材力学性能好，抗拉强度高。
30、3、在本技术特定的直流脉冲电场还能细化合金锭组织的平均粒径，方便后续在旋锻加工工艺中制成线径为8-12mm的热锻棒材。
31、4、通过在熔铸步骤后采用旋锻加工工艺，在特定的条件下对步骤s2得到的产物进行旋锻变形，降低了铍铜线材的断裂风险，使得制备出的线材断口质量致密且无缩尾夹杂气孔分层，具有较高的表面质量和的断口质量。
32、5、本发明中热处理过程均在氢气的保护下进行，能够防止表面渗氧，避免丝材表面形成一定深度的氧化物层，影响产品的纯净度和元素成份。
33、6、本发明通过选用特定重量比的原料结合本技术所述的制备方法，在制备出线径≤0.03mm的铍铜丝材的同时，还能够合理控制丝材中的元素成份，大大降低丝材中轻质元素如mg、al等的含量，从而调节铍铜丝的金相组织，进而减少了应力松弛，使得其能够应用于航天航空射频连接器领域。
34、7、本发明制得的高精度铍铜丝不仅线径可拉到线径≤0.03mm，且具有优异的抗应力松弛性能和抗拉强度，批次稳定性高，线径偏差低，圆度小，能够批量生产，可应用于飞行器、航空、航天领域高稳定、超高频(110g)射频连接器关键元件的制备，尤其适用于航空航天领域中射频连接器的制备，是第二代和第三第四代射频连接器线簧孔连接器、麻花针、射频毛纽扣的内部核心信号传输导体。