CN100496873C - 大长度无氧铜带的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大长度无氧铜带的生产工艺,包括连铸无氧铜杆—连续挤压矩形坯料—多道可逆式精轧—退火—纵剪分切—成品检验—包装入库等工序,本发明采用大规格优质无氧铜杆为铜带的初始坯料,使坯料具有高纯度和无氧性,改变了铸造铜带坯料含氧量高和有杂质的缺陷;采用连续挤压新技术,使铜杆在特殊设计真空腔体内,以胶状挤入模具挤出矩形铜带坯料,具有质地致密、柔软、加工性能好、大长度等优点;采用中间不退火连续可逆式精轧,并经抗氧化处理,使铜带尺寸精确,并提供任意长度的要求;采用特制钟罩式分层摆放,加入低原子量的轻气体保护,经完全退火,最终得到大长度、性能优、色泽好的产品。

Description

大长度无氧铜带的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种大长度无氧铜带的生产工艺,尤其是指一种应用连续挤压方法,一次成型挤出软态铜带坯料,并经多道连续轧制、热处理,制造大长度无氧铜带的生产工艺,属新型材料技术领域。
背景技术
目前,国际上铜加工技术向高效率、低成本、低能耗、短流程、无污染方向发展,而我国的铜加工技术还处于相对落后的状态,铜带是铜材中的重要组成部份,其加工技术处于传统较落后状态,紫铜带的加工工艺如下:
铜熔化——铸坯——铣面——加热——多道粗轧——加热多道次中轧——退火——酸洗——精轧——成品退火——纵剪——检验——入库
这种工艺流程长、工序多、能耗高、环境污染大,而且产品不能连续生产,长度短,后道用户成材率低、浪费严重。因此,如何提高生产效率,降低生产成本,提高产品的质量和长度,是目前国内铜带生产所面临的重要课题。
发明内容
针对国内铜带现有生产技术的不足,本发明的目的在于提供一种运用连续挤压技术和创新工艺,工艺流程短、生产效率高的大长度无氧铜带的生产工艺。
本发明所采取的技术方案如下,一种大长度无氧铜带的生产工艺,包括连铸无氧铜杆——连续挤压矩形坯料——多道可逆式精轧——退火——纵剪分切——成品检验——包装入库等工序,其中:
1、连铸无氧铜杆:以电解铜为原料,经1150℃±10℃高温熔化后,采用钢碳和木磷片覆盖还原剂,用牵引机组离合式真空上引无氧铜杆,引杆速度600—750mm/秒,引杆直径φ17mm-φ27mm,进出水温差≥15℃,无氧铜杆中含氧量≤10PPM。
2、连续挤压矩形坯料:将引出的φ17mm-φ27mm无氧铜杆送入连续挤压机内,无氧铜杆经挤压轮重力转动摩擦产生热量,使铜杆在真空腔体内以胶状挤入挤压模具,实现热态加工变形,再经防氧和冷却系统,然后将矩形的无氧铜坯料收入收线盘内,挤压主机转速4-12转/分,腔体温度400-600度,挤出速度6-15米/分,压紧压力35-45mpa。
所述的连续挤压机组可采用TJL400、TJL500的任意一种。
所述挤压机的模腔主要由引胶头、腔体和挤出模具三部分组成,由于引胶头在800℃的高温状态下,承受大压力,将胶状铜从挤压轮凹槽中引入,材料的耐热性和强度、韧性要求很高,在生产过程中极易断裂,本发明优选采用嵌入式引胶头,有效地解决了上述问题;胶状铜在腔体内充盈后,经腔体的特殊角度与扩展进入模具,克服了成形不良,腔体体寿命短等问题。
3、多道可逆式精轧:以连续挤压无氧铜坯为原料,经大、中、精轧机组三道工序,中间不经退火多道可逆式精轧工艺,轧制速度200-300米/分,轧制宽度80-320mm,轧制厚度0.05-10mm,实现高精度大长度无氧铜带产品。
所述的中间不退火多道可逆式精轧中,优选采用不同道次、不同状态的压下量,可保证在轧制中不裂边和防止边部气孔;精轧中优选采用抗氧化特制冷却润滑液,防止铜带受热氧化。
4、钟罩式气体保护退火:采用钟罩式分层退火的方式,将铜带分层置于耐热不锈钢货架上,盖上钟罩式炉壳,经气态密封,用真空泵抽尽空气至103Pa,充入渗透性好的轻原子量气体,经加热保温退火后,即得成品,加热温度250—350℃,保温温度150—180℃。
由于无氧铜带含氧量极小,在10PPM以下,在退火时达到一定温度,易造成铜分子间的粘结。因此,本发明选择渗透性好的气体作保护,优选氢气、氮气或氢气与氮气的混合气的任意一种,达到均温和分离作用,取油、升温、保温三段进行合理处理,适当降低退火温度,达到良好效果。
5、纵剪分切:采用长距离、多切片分切工艺,分切宽度为30-300
mm。
6、检验标准:按照国家标准,检验产品的机械性能测试、电气性能测试、尺寸公差、表面质量。
7、包装入库。
本发明的有益效果为:
①、采用大规格优质无氧铜杆为铜带的初始坯料,使坯料具有高纯度和无氧性,改变了铸造铜带坯料含氧量高和有杂质的缺陷,具有独创性;
②、采用连续挤压新技术,以无氧铜杆为原料,经挤压轮转动摩擦产生热量,使铜杆在特殊设计真空腔体内,以胶状挤入模具挤出矩形铜带坯料。具有质地致密、柔软,加工性能好、大长度等优点,改变了传统工艺复杂、繁重、污染、性能差、长度短的缺点。
③、采用中间不退火连续可逆式精轧,经防夹杂和气泡的工艺,并经抗氧化处理,使铜带尺寸精确,并提供任意长度的要求。
④、采用特制钟罩式分层摆放,抽真空后,加入取氧低原子量的轻气体保护,经完全退火,达到性能优、色泽好的产品。
附图说明
图1为本发明大长度无氧铜带的生产工艺流程图;
图2为本发明所述的连续挤压机模腔的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明采用工艺方案流程如下:连铸无氧铜杆——连续挤压矩形坯料——多道可逆式精轧(中间不退火)——钟罩式气体保护退火——纵剪分切——成品检验——包装入库
1、连铸无氧铜杆
优选优质1号电解铜为原料,经工频电炉熔化后,采用钢碳和木磷片覆盖还原剂,用牵引机组离合式真空上引无氧铜杆,然后无氧铜杆进入收线装置。
主要工艺参数:铜含量≥99.95%;
              铜熔化温度1150℃±10℃
              铜杆含氧量≤10PPM
             引杆速度600—750mm/秒
             引杆直径φ17mm—φ27mm
2、连续挤压矩形坯料
以φ17mm—φ27mm无氧铜杆为原料,采用TJL400连续挤压机,通过挤压机喂料口将无氧铜杆连续强制输入挤压机模腔内,经挤压轮重力转动摩擦产生热量,使无氧铜杆在特殊设计的真空腔体内,以胶状挤入挤压模具,实现热态加工变形,如图2所示,挤压机模腔主要由引胶头1、腔体2和挤出模具3三部分组成,引胶头1在800℃的高温状态下,承受大压力,将胶状铜4从挤压轮5凹槽8中引入,材料的耐热性和强度、韧性要求很高,因此本实施例优选采用嵌入式引胶头,达到理想效果,胶状铜4在腔体2内充盈后,由于腔体2的特殊角度与扩展进入挤出模具3,克服了成形不良,腔体2体寿命短等问题,挤出模具3的设计解决缩口变形和密封问题。
挤出的胶状铜4再经防氧和冷却系统6,然后将矩形的无氧铜坯料7收入收线盘内。
主要工艺参数:挤压主机转速:4-12转/分
              腔体温度:    400-600度
              挤出速度:    6-15米/分
              压紧压力      35-45mpa
3、中间不退火多道可逆式精轧
将连续挤压成卷式无氧铜坯料,经大、中、细精轧机组三道工序多道精轧,采用中间不退火多道可逆式精轧,注重压下量的讨究,采用不同道次、不同状态的压下量,保证在轧制中不裂边和防止边部气孔;精轧中采用抗氧化特制冷却润滑液,防止铜带受热氧化。
工艺参数:轧制速度:200-300米/分
          轧制宽度:80-320mm
          轧制厚度:0.05-10mm
4、钟罩式气体保护退火:采用钟罩式分层退火方式,将铜带分层置于耐热不锈钢货架上,盖上钟罩式炉壳,经气态密封,用真空泵抽尽空气,充入渗透性好的氮气,经加热保温退火,达到优质成品。由于无氧铜带含氧量极小,在10PPM以下,在退火时达到一定温度,易造成铜分子间的粘结;因此,本发明选择渗透性好的气体作保护,达到均温和分离作用。同时,探究退火温度和升温工艺,取油、升温、保温三段进行合理处理,适当降低退火温度,达到良好效果。
工艺数据:装炉量8吨/台;
          真空度:    10-3
          加热温度:250—350℃
          保温温度:150—180℃
5、纵剪分切:将经退火处理的无氧铜带通过纵剪机分切,采用长距离、多切片分切工艺,把握牵引张力和距离,分切宽度为30-300mm。
6、成品检验:按国家标准和用户要求,对产品进行机械性能测试、电气性能测试、尺寸公差、表面质量的检测。
7、包装入库。

Claims (8)

1、一种大长度无氧铜带的生产工艺,其特征在于:包括连铸无氧铜杆——连续挤压——多道可逆式精轧——退火——纵剪分切,以电解铜为原料,经牵引机上引无氧铜杆后,将无氧铜杆送入连续挤压机内,连续挤压而得矩形无氧铜坯料,经中间不退火多道可逆式精轧,再经退火、纵剪分切后,得成品。
2、根据权利要求1所述的一种大长度无氧铜带的生产工艺,其特征在于:所述连铸无氧铜杆工序,以电解铜为原料,经1150℃±10℃高温熔化后,采用钢碳和木磷片覆盖还原剂,用牵引机组离合式真空上引无氧铜杆,引杆速度600—750mm/秒,引杆直径φ17mm-φ27mm,无氧铜杆中含氧量≤10PPM。
3、根据权利要求1所述的一种大长度无氧铜带的生产工艺,其特征在于:所述的连续挤压工序,包括将引出的无氧铜杆送入连续挤压机内,无氧铜杆经挤压轮重力转动摩擦产生热量,使铜杆在真空腔体内以胶状挤入挤压模具,实现热态加工变形,再经防氧和冷却系统,然后将矩形的无氧铜坯料收入收线盘内,挤压主机转速4-12转/分,腔体温度400-600度,挤出速度6-15米/分,压紧压力35-45mpa。
4、根据权利要求3所述的一种大长度无氧铜带的生产工艺,其特征在于:所述的连续挤压机组可采用TJL400、TJL500的任意一种。
5、根据权利要求1所述的一种大长度无氧铜带的生产工艺,其特征在于:所述退火工序采用钟罩式气体保护退火,将铜带分层置于耐热不锈钢货架上,盖上钟罩式炉壳,经气态密封,用真空泵抽尽空气至10-3Pa,充入渗透性好的轻原子量气体,经加热保温退火后,即得成品,加热温度250—350℃,保温温度150—180℃。
6、根据权利要求5所述的一种大长度无氧铜带的生产工艺,其特征在于:所述的轻原子量气体为氢气、氮气或氢气与氮气的混合气的任意一种。
7、根据权利要求1所述的一种大长度无氧铜带的生产工艺,其特征在于:所述的多道可逆式精轧工序,以连续挤压无氧铜坯为原料,经大、中、精轧机组三道工序,中间不经退火多道可逆式精轧工艺,轧制速度200-300米/分,轧制宽度80-320mm,轧制厚度0.05-10mm。
8、根据权利要求1所述的一种大长度无氧铜带的生产工艺,其特征在于:所述纵剪分切工序,采用长距离,多切片分切工艺,分切宽度为30-300mm。
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