CN109127762B - 一种锡黄铜带的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锡黄铜带的生产工艺,属于有色金属铜轧制及热处理技术领域。包含如下步骤:(1)熔炼拉铸;(2)热轧;(3)铣削加工;(4)粗轧;(5)切边;(6)一次退火;(7)一次清洗;(8)中轧;(9)松卷;(10)二次退火;(11)二次清洗;(12)中精轧;(13)气垫退火清洗;(14)精轧;(15)低温退火;(16)四次清洗;(17)拉弯矫直;(18)分条入库。本发明选择采用旧料、回料为主的投炉方式,保障成分合格的基础上,减少了纯金属投炉带来的成本增加,减少了成本,且所得产品的抗拉强度≥600MPa,得到显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及本发明涉及有色金属铜轧制及热处理技术领域,更具体地说,涉及一种锡黄铜带的生产工艺。
背景技术
当前市场上的高强高弹连接器铜带主要以锡磷青铜材料为主,锡磷青铜具有优良的综合性能,但通常含锡量均≥4%,使得材料成本高,且由于锡在铜中极易形成反偏析,目前主要采用水平连铸+长时间均匀化退火的方式生产,生产效率及整体成材率均较低,导电性能往往也较低。
中国专利号201510995825.6,授权公告日2017年11月17日,发明创造名称为:一种锡黄铜带及其制备方法,该申请案涉及一种锡黄铜带及其制备方法,各元素含量控制为70%~74%的Cu,0.06%~ 1.2%的Sn,0.6%~1.5%的Ni,0.0045%~0.0065%的B,余量为Zn以及不可避免的杂质,最终获得的高强锡黄铜产品性能抗拉强度≥450MPa,延伸率为15%-35%,晶粒度为0.01mm-0.015mm。但该申请案采用的是水平连铸法,效率不高,采用新料投炉方式生产,成本增加。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种锡黄铜带的生产工艺,使其具有较高的强度和一定的导电率,在满足汽车行业对锡黄铜带较高的使用性能和使用寿命的要求下,提高锡黄铜带的生产效率,降低生产成本。
技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:一种锡黄铜带的生产工艺,其特征在于:包括如下步骤:
(1)熔炼拉铸:按照紫铜-回料-锌锭-中间合金的顺序投料,各组分的重量百分比为70%-74%的Cu,0.8%-1.2%的Sn,0.02%-0.04%的P,余量为Zn;调整熔化铜水温度≥1060℃,进行拉铸;
(2)热轧:将铸锭放置于260*420规格H65铸锭之后,控制出炉温度在820℃-850℃,进入二辊热轧机进行多道次轧制;
(3)铣削加工:热轧至16mm厚的带卷进行铣面,铣削速度为4-6m/min,铣削后表面粗糙度Ra控制在1.5um以内;
(4)粗轧:将铣面后的带坯进行多道次粗轧,轧制到2.0mm后卸卷;
(5)切边;
(6)一次退火:将2mm铜卷投入罩式炉中,退火温度为480℃-520℃,然后保温5小时,保温结束后炉冷至常温取出;
(7)一次清洗;
(8)中轧:将一次清洗后厚度为2.0mm的带卷进行多道次轧制,轧制到厚度为0.7mm后卸卷;
(9)松卷:
(10)二次退火:将松卷后的带卷进行罩式炉退火,退火温度为480℃-520℃,然后保温3小时冷却至常温;
(11)二次清洗;
(12)中精轧:将二次清洗后厚度为0.7mm的带卷进行多道次轧制,轧制到厚度为0.3mm后卸卷;
(13)气垫退火清洗:将轧制后带卷进行气垫式连续退火清洗处理,运行速度50-60m/min;
(14)精轧:将气垫退火后厚度为0.3mm的带卷进行轧制,轧制到厚度为0.2mm后卸卷;
(15)低温退火:罩式炉中升温至250℃-260℃,保温3h 冷却至常温;
(16)四次清洗;
(17)拉弯矫直;
(18)分条入库;
步骤(14)中0.2mm铜带轧机前张力为4KN-4.5KN;步骤(16)中,清洗线开卷张力为1.6KN-2.0KN,收卷张力为4.6KN-5KN;步骤(17)中,拉弯矫直开卷张力为1.2KN-1.5KN,收卷张力1.5KN-1.8KN。
作为本发明更进一步的改进,步骤(1)中,对组分含量进行检验并适时补充一定量的新料,保证各组分的含量满足要求,新料与旧料的比列为4:6。
作为本发明更进一步的改进,步骤(17)中,将四次清洗后的带卷采用张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直,其中,张力辊共八个,直径为500mm,辊间最大张力58kN;弯曲矫直采用六重式23辊矫直,矫直辊直径为16mm,带卷矫直速度为120m/min。
有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下显著效果:
(1)本发明在投炉用料上是依据申请人在原料挖潜工作的已有经验,选择旧料为主的投料方式,避免新料投炉,在保障成分合格的基础上,大大节约了原料成本,减少了纯金属投炉带来的成本增加,以新旧料比例4:6来计算,一炉铜水可节约成本约1300元,按一天6炉。
(2)带料的开卷、卷取张力对产品的质量至关重要,为此要求进行恒张力控制,即在卷绕的过程中使产品承受最佳张力,且自始至终保持不变。若张力过大,会造成加工材料的拉伸变形;张力过小,会使卷取的材料的层与层之间的应力变形,造成收卷不整齐,影响加工质量。经申请人不断摸索得出步骤(14)中0.2mm铜带轧机前张力为4KN-4.5KM;步骤(16)中,薄带清洗线开卷张力为1.6KN-2.0KN,收卷张力为4.6KN-5KN;步骤(17)中,拉弯矫直开卷张力为1.2KN-1.5KN,收卷张力1.5KN-1.8KN,上述通过对张力的严格要求,实现辊间的同步,以保证带卷具有良好的板型和表面。
附图说明
无。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,结合实施例对本发明作详细描述。
实施例1
本发明提供一种锡黄铜带的生产工艺,在Cu-Zn合金的基础上,采用镀锡旧料,通过添加锡和控制磷的含量使其接近锡磷青铜的力学性能,锡可提高黄铜的机械性能,增加强度,磷能改善熔体的流动性以及除氧,有利于拉铸。一种锡黄铜带的生产工艺,包括如下步骤:
(1)熔炼拉铸:注意投料次序,按照紫铜-回料-锌锭-中间合金的顺序投料,各组分的重量百分比为70%-74%的Cu,0.8%-1.2%的Sn,0.02%-0.04%的P,余量为Zn;调整熔化铜水温度≥1060℃,进行拉铸,控制较高的温度,能减少气体残留,铜水的流动性也较好,拉铸速度10-12rpm,拉铸速度偏低,冷却水压较高,是为了冷却效果,避免拉铸的时候产生漏洞,确保晶粒的均匀性无缩孔偏析等缺陷。其中,投料均采用旧料,紫铜是以铜为主的镀锡旧料,回料中以铜和锌为主,另外采用一些磷铜碎料,经过取样化验后,若含量不符合要求,可适时补充一定量的新料,从而控制各组分在规定的含量范围内。
本发明在投炉用料上是依据申请人在原料挖潜工作的已有经验,选择旧料为主的投料方式,避免新料投炉,在保障成分合格的基础上,大大节约了原料成本,减少了纯金属投炉带来的成本增加,以新旧料比例4:6来计算,一炉铜水可节约成本约1300元。
(2)热轧:将铸锭放置于260*420规格H65铸锭之后,使其具有足够的时间升至所需温度,由于黄铜熔点在930℃-940℃,温度过高容易熔化,温度低铸锭不够柔软,难以轧制,容易开裂,因此控制出炉温度在820℃-850℃,之后进入二辊热轧机进行多道次轧制,热轧机规格为φ650*650mm,轧制速度120m/min-150m/min,热轧机冷却采用乳化液冷却,乳化液质量浓度为0.2%-0.4%。
(3)铣削加工:热轧至16mm厚的带卷进行铣面,铣削速度为4-6m/min,保证能充分铣削掉表面的氧化皮,一方面保证带面的质量,另一方面又不会对成品率产生较大的影响,铣削后表面粗糙度Ra控制在1.5um以内。
(4)粗轧:将铣面后的带坯进行多道次粗轧,轧制到2.0mm后卸卷,粗轧机规格为φ250/450*500mm,轧制速度为160m/min,粗轧机采用乳液润滑,乳液质量浓度为2%-4%。粗轧工段正常供坯,表面按高要求生产,严控打磨印、黑丝、起皮,同时注重设备与带材接触部位工艺卫生。
(5)切边;粗轧后的铜带进行切边,剪去铜带两边缺陷部分,切的多,材料浪费,切的少,边部裂变缺陷不能完全去除,无法保证带材质量,切边速度50-60m/min。
(6)一次退火:将2mm铜卷投入罩式炉中,退火温度为480℃-520℃,然后保温5小时,在消除加工硬化的同时,改善成分偏析,确保组织均匀,保温结束后炉冷至常温取出。
(7)一次清洗;一次退火后的带卷依次采用酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式进行处理,其中,采用硫酸酸洗,硫酸质量浓度为10%-12%;采用240目单股丝刷抛光,重刷,刷毛材质为碳化硅,抛光转速为600 r/min,清洗速度为40-50m/min。
(8)中轧:将清洗后厚度为2.0mm的带卷进行多道次轧制,轧制到厚度为0.7mm后卸卷,中轧机规格为φ260/450*500mm,采用全油轧制,轧制速度为200-240m/min。
(9)松卷:中轧后的带卷上松卷机进行松卷,释放张应力,保证在后续退火过程中带面不粘结,需要说明的是:在松卷时要注意铜粉、铜屑卡在胶辊表面,导致铜带表面产生挫伤、点伤,因此,胶辊要定期进行车削更换,保证带面质量。
(10)二次退火:将松卷后的带卷进行罩式炉退火,退火温度为480℃-520℃,然后保温3小时冷却至常温,二次退火的目的是消除带卷在轧制时产生的加工硬化,使其充分再结晶,适当的降低保温时间,避免晶粒过大过长,影响产品的性能和生产效率。
(11)二次清洗:二次退火后的带卷送至中厚带进行清洗,按照碱洗→酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式处理,其中,碱液温度为1%-2%,酸液浓度为6%-8%,钝化浓度为0.12%-0.16%,采用1000目多股丝刷抛光,刷毛材质为氧化铝,抛光转速为900 r/min,清洗速度为70m/min。
(12)中精轧:将二次清洗后厚度为0.7mm的带卷进行多道次轧制,轧制到厚度为0.3mm后卸卷,精轧机规格为φ150/450*500mm,采用全油轧制。
(13)气垫退火清洗:将轧制后的带卷进行气垫式连续退火清洗处理,运行速度50-60m/min。
(14)精轧:将气垫退火后厚度为0.3mm的带卷进行轧制,轧制到厚度为0.2mm后卸卷。
(15)低温退火:将精轧后的带卷在罩式炉中升温至250℃-260℃,保温3h 冷却至常温。需要进行说明的是,上述精轧加上低温退火的工序一方面能够消除材料的内应力,另一方面由于低温退火的温度较低,不会发生组织转变,从而通过精轧和低温退火的配合来保证材料的抗拉强度≥600MPa。
(16)四次清洗:将罩式炉退火后的带卷送到薄带清洗线进行清洗,碱液温度为1%-2%,酸液浓度为4%-6%,钝化浓度为0.04%-0.16%。
(17)拉弯矫直:将四次清洗后的带卷采用张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直,其中,张力辊共八个,直径为500mm,辊间最大张力58KN;弯曲矫直采用六重式23辊矫直,矫直辊直径为16mm,带卷矫直速度为120m/min。
(18)分条入库:将矫平后的带卷进行分切交付。
需要进行说明的是,带料的开卷、卷取张力对产品的质量至关重要,为此要求进行恒张力控制,即在卷绕的过程中使产品承受最佳张力,且自始至终保持不变。若张力过大,会造成加工材料的拉伸变形;张力过小,会使卷取的材料的层与层之间的应力变形,造成收卷不整齐,影响加工质量。经申请人不断摸索得出步骤(14)中0.2mm铜带轧机前张力为4KN-4.5KN;步骤(16)中,薄带清洗线开卷张力为1.6KN-2.0KN,收卷张力为4.6KN-5KN;步骤(17)中,拉弯矫直开卷张力为1.2KN-1.5KN,收卷张力1.5KN-1.8KN,上述通过对张力的严格要求,实现辊间的同步,以保证带卷具有良好的板型和表面。
综上,通过本发明研发出的锡黄铜合金,具有高的抗拉强度和相当的延伸率,综合性能与锡磷青铜性能相当,导电率23.2%IACS,比常规锡磷青铜的导电能力高出60%,符合汽车行业高强高弹,且高导的使用需求,具备良好的市场推广前景。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种锡黄铜带的生产工艺,其特征在于:包括如下步骤:
(1)熔炼拉铸:按照紫铜-回料-锌锭-中间合金的顺序投料,各组分的重量百分比为70%-74%的Cu,0.8%-1.2%的Sn,0.02%-0.04%的P,余量为Zn;调整熔化铜水温度≥1060℃,进行拉铸;
(2)热轧:将铸锭放置于260*420规格H65铸锭之后,控制出炉温度在820℃-850℃,进入二辊热轧机进行多道次轧制;
(3)铣削加工:热轧至16mm厚的带卷进行铣面,铣削速度为4-6m/min,铣削后表面粗糙度Ra控制在1.5um以内;
(4)粗轧:将铣面后的带坯进行多道次粗轧,轧制到2.0mm后卸卷;
(5)切边;
(6)一次退火:将2mm铜卷投入罩式炉中,退火温度为480℃-520℃,然后保温5小时,保温结束后炉冷至常温取出;
(7)一次清洗;
(8)中轧:将一次清洗后厚度为2.0mm的带卷进行多道次轧制,轧制到厚度为0.7mm后卸卷;
(9)松卷;
(10)二次退火:将松卷后的带卷进行罩式炉退火,退火温度为480℃-520℃,然后保温3小时冷却至常温;
(11)二次清洗;
(12)中精轧:将二次清洗后厚度为0.7mm的带卷进行多道次轧制,轧制到厚度为0.3mm后卸卷;
(13)气垫退火清洗:将轧制后带卷进行气垫式连续退火清洗处理,运行速度50-60m/min;
(14)精轧:将气垫退火后厚度为0.3mm的带卷进行轧制,轧制到厚度为0.2mm后卸卷;
(15)低温退火:罩式炉中升温至250℃-260℃,保温3h 冷却至常温;
(16)四次清洗;
(17)拉弯矫直;
(18)分条入库;
步骤(14)中0.2mm铜带轧机前张力为4KN-4.5KN;步骤(16)中,清洗线开卷张力为1.6KN-2.0KN,收卷张力为4.6KN-5KN;步骤(17)中,拉弯矫直开卷张力为1.2KN-1.5KN,收卷张力1.5KN-1.8KN。
2.根据权利要求1所述的一种锡黄铜带的生产工艺,其特征在于:步骤(1)中,对组分含量进行检验并适时补充一定量的新料,保证各组分的含量满足要求,新料与旧料的比列为4:6。
3.根据权利要求1所述的一种锡黄铜带的生产工艺,其特征在于:步骤(17)中,将四次清洗后的带卷采用张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直,其中,张力辊共八个,直径为500mm,辊间最大张力58kN;弯曲矫直采用六重式23辊矫直,矫直辊直径为16mm,带卷矫直速度为120m/min。
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GR01 | Patent grant | ||
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