CN101134276A - 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
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℃。
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30-300mm。
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——纵剪分切等步骤，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、精轧机组中间不经退火工艺多道精轧，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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