CN101195199A

CN101195199A - 异型截面铜带加工工艺及采用该工艺生产的异型截面铜带

Info

Publication number: CN101195199A
Application number: CNA2007101794338A
Authority: CN
Inventors: 莫志俊; 王文奎; 刘建民; 王铁山
Original assignee: BEIJING JINYING HENGTAI COPPER Co Ltd
Current assignee: Chifeng Jingtong Copper Co., Ltd.
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: CN101195199B

Abstract

本发明提供一种异型截面铜带加工工艺，以及一种依据本加工工艺所加工的异型截面铜带。本发明的加工工艺具有能耗低，材料利用率高，工艺简单、投资少、设备操作和维修方便的特点。

Description

异型截面铜带加工工艺及采用该工艺生产的异型截面铜带

技术领域

本发明涉及有色金属加工技术，特别是涉及一种具有异型截面的带状铜材的加工工艺以及应用该工艺生产的异型截面铜带，所述异型铜带材具有很高的尺寸精度和表面质量，可广泛应用于电子、电器生产行业，尤其适于用作加工制造集成电路、塑封晶体三极管的引线框架材料。

背景技术

目前，电子信息产业作为新经济发展中的朝阳产业，成为新的经济增长点。

国内生产电子、电器及集成电路、塑封晶体三极管引线框架的企业，为了适应高速、高效生产要求，要求作为生产原材料的异型截面铜或铜合金带材(以下简称铜带材)具有高精度、高质量、小厚度、多功能、多规格。

目前，高精度的异型截面铜带材主要有以下三种生产工艺：1.通过高频锻压机对扁平带坯进行微行程、大压下量锻压，使之进行异型截面变形，并经退火、清洗、轧制为成品。这种加工工艺生产成本高，特别是设备投资非常大；2.用上引法/水平连铸制造异型截面坯料，并经孔型轧制、退火、清洗、轧制为成品。这种加工工艺生产规模小、品种规格少，而且铸造坯料经多次冷轧后而成的异型截面带材，其晶粒粗大、表面质量较差；3.用工精度平带经高精度铣削加工、表面抛光、清洗而成。这种加工工艺生产的异型截面带材尺寸精度及表面质量均较差，而且次品率低，生产成本很高。

我国该类产品在板型状况、残余内应力、表面光洁度、边部毛刺等方面与国外相比均存在较大差距。目前，国内产量较小，远远不能满足生产企业的需求，而且与国外同类产品比较，质量上还存在较大差距，国内生产厂家主要依靠进口异型截面铜带材维持生产需求。对于一些特殊的品种，如目前用量较大的黄铜异型截面铜带材，国内尚不能生产。

发明内容

针对异型截面铜带材的加工和使用现状，本发明的一个目的是提供一种可以高效、低成本加工异型截面铜带材的工艺方法。

本发明的另一个目的在于提供一种利用上述加工工艺方法生产的异型截面铜带材。

本发明技术方案如下：

一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)熔铸，按照所需铜或铜合金的成分熔融，采用上引连铸机组将熔融的铜或铜合金材料引铸成卷铜材；

(2)连续挤压，将引铸的成卷铜材在连续挤压机组上连续挤压成初步具有设定截面的铜带材胚料；

(3)初轧成型，将挤压出的铜带材胚料用冷轧机进行冷轧成型；

(4)热处理；

(5)高精度成品轧制，将经过热处理的铜带材胚料在冷轧机上进行高精度成品轧制以保证带材各部分的厚度；

(6)高精度成品剪切，将经过成品轧制的胚料在高精度滚剪机上进行剪切以保证带材带宽。

所述步骤(2)的连续挤压机包括一个或一组摩擦驱动轮，所述摩擦驱动轮在驱动挤压胚料的同时，还与胚料摩擦产生高温使胚料呈现软态。

所述连续挤压在防氧化保护状态下进行并在挤压后快速进行冷却和干燥处理。

所述步骤(1)中，采用潜流式铸造法结合上引连铸机组进行熔铸。

所述上引连铸机组中包括密封的冷却装置，所述上引连铸的铸胚经过该冷却装置进行密封状态下冷却。

所述步骤(4)的热处理为光亮退火，即在温度400～600℃的真空罐内保温8小时，罐内充有导热介质氮气以及还原介质氢气。

步骤(4)热处理前，对经过初轧成型的铜带材胚料的宽度采用滚剪机进行初剪切，剪切后胚料两侧保留1～3mm的余量。

步骤(5)中所述的冷轧机还设置有在线表面清刷装置以对铜带上下表面进行清洗处理。

所述冷轧机还设置有导卫和矫直装置，以保证带材平直。

一种异型截面铜带，其特征在于：所述的铜带按上述的工艺加工，并具有“L”形、“凹”形或“凸”形的横截面。

本发明的技术效果在于：

本发明所述的异形铜及铜合金带材生产制作的工艺方法能够生产凹槽形、凸型和L型异型铜带；能够应用的铜或铜合金材质很广泛，包括黄铜、紫铜，KFC、C19400等；其生产工艺为：熔炼---上引连铸—连续挤压—初轧成型—光亮退火—高精度产品轧制—高精度剪切。本发明的加工工艺具有能耗低，材料利用率高，材料利用率可达到80％以上，工艺简单、投资少、设备操作和维修方便的特点。

本发明采用上引连铸机组引铸胚料并收线成卷，不但铸造速度快、效率高，可达650kg/h，而且由于在上引连铸机组中设置了密封的冷却装置，铸胚快速进行密封状态下冷却，避免铸胚氧化，因此表面光洁、无氧化色和裂纹，同时铸胚的氧含量较低，实验证明，采用本发明加工工艺生产的铸胚其氧含量低于10ppm。

本发明采用的连续挤压机包括一个或一组摩擦驱动轮，所述摩擦驱动轮在驱动挤压胚料的同时，还与胚料摩擦产生高温使胚料呈现软态，且连续挤压过程在防氧化保护状态下进行并在挤压后快速进行冷却和干燥处理。此工艺步骤充分利用胚料与摩擦驱动轮之间产生的摩擦热和金属变形热，挤压出的产品为软态组织，晶粒度细密，实验证明晶粒度小于0.1mm，便于后续的压力加工，同时该工艺比传统挤压方式能源消耗可降低50％，本工艺步骤的材料利用率达到95％以上。因此本发明的加工工艺提供了软态的、组织细密的优良异型截面铜带坯料。另外，胚料在挤压过程中具有防氧化保护，积压后快速进行冷却和干燥处理，以保证胚料表面无氧化、无油污。

附图说明

图1为本发明加工工艺的流程图；

图2为潜流式铸造以及上引连铸的示意图；

图3是摩擦式轧制装置地方结构示意图；

图4为L型异型截面铜带示意图：

图5是凹型异型截面铜带示意图：

图6是凸型异型截面铜带示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明的异型截面铜带加工工艺的流程图。

本发明的异型截面铜带材的加工工艺具体步骤：

1.熔炼：按照所需的铜或铜合金成分，加入相应原料进行熔炼；熔炼设备可采用潜流式铸造法(如图2所示)，即利用两个并列设置的中频感应熔化炉和工频感应熔化炉，两熔化炉底部相连通，原料先在熔化炉9中进行熔化，液态金属积聚在底部，熔渣等杂质浮在上部，下部的液态铜或铜合金通过底部的连通器进入熔化炉10中，从熔化炉10中引出的铸件纯度较好，氧化物含量少，导电率高。

2.上引连铸：采用上引连铸机组向上引铸铜杆，为了避免或减少引铸过程中铜杆或铜带发生氧化，在上引路径中设置密封的冷却装置11，引铸出的铜杆或铜带在冷却装置11中进行快速冷却，通过本步骤处理的引铸铜杆或铜带，表面光洁、亮度高，无氧化色和裂纹，其氧含量≤10ppm。

3.连续挤压：将引铸的带状或杆状铜或铜合金胚料采用连续挤压机组经过连续挤压为具有设定的凹槽形状的异型截面带材，连续挤压机包括一个或一组摩擦驱动轮12(如图3)，驱动轮12外侧设置有一段与之相匹配的弧形模具，所述摩擦驱动轮12在驱动挤压胚料的同时，还与胚料摩擦产生高温使胚料呈现软态，且连续挤压过程在防氧化保护状态下进行并在挤压后快速进行冷却和干燥处理。此工艺步骤充分利用胚料与摩擦驱动轮之间产生的摩擦热和金属变形热，挤压出的产品为软态组织，晶粒度细密，实验证明晶粒度小于0.1mm，便于后续的压力加工，同时该工艺比传统挤压方式能源消耗可降低50％，本工艺步骤的材料利用率达到95％以上。因此本发明的加工工艺提供了软态的、组织细密的优良异型截面铜带坯料。另外，胚料在挤压过程中具有防氧化保护，积压后快速进行冷却和干燥处理，以保证胚料表面无氧化、无油污。

4.初轧成型：连续挤压出的具有设定的凹槽形状的异型截面带材，根据轧制的厚度在冷轧机上进行一次或多次轧制，轧机配有在线表面清刷装置，对铜带上下表面进行清洗处理。轧机配有导卫和带材矫直装置，以保证轧制后的带材平直。

5.剪切带边：经过4所述的开坯和轧制，带材的宽度有不同程度的微量展宽或缩小，需在滚剪机上作适当的修整。剪切后的带材总宽度尺寸要比最终的产品宽度尺寸预留1-3mm的精剪余量，本步骤中剪切量约为铜带的2％左右。

6.光亮退火：在由不锈钢真空罐制成的罩式炉中进行光亮退火，其真空压力为-0.1MPa，退火温度为400-600℃，保温时间为8小时，罐内导热介质为氮气，还原介质为氢气。

7.高精度轧制：退火后的异型截面铜带在冷轧机上进行成品冷轧。轧机配有在线表面清刷装置，对铜带上下表面进行清洗处理。轧机配有导卫和带材矫直装置，以保证轧制后的带材平直。

8.高精度剪切：使用滚剪机将经过高精度轧制的异型截面铜带的宽度尺寸进行剪切，

以符合设定的宽度要求。本步骤中剪切量约占原铜带的≤10％。

加工过程中可以省去步骤5剪切带边。

本发明还提供截面形状分别为：“L”形、“凹”形以及“凸”形的铜带材或铜合金带材。

其中“L”形截面带材其横截面形状如图4所示；“凹”形截面带材其横截面形状如图5所示；“凸”形截面带材其横截面形状如图6所示。

“L”形截面带材其凹部14位于带材表面的一侧，另一侧为凸部15，凹部14与凸部15相连接处设置有楔状连接部16。楔状连接部16的设置可以明显改善凹部14和凸部15的加工性能。

“凹”形截面带材其凹部14位于带材表面的中部，其两侧均为凸部15，凹部14与凸部15相连接处也设置有楔状连接部16。

“凸”形截面带材其凹部14位于带材表面的两侧，带材表面中部为凸部15，凹部14与凸部15相连接处也设置有楔状连接部16。

异型截面铜带材的材质可以为KFC、黄铜、紫铜等铜合金。以下是部分合金的成分表：

	中国	Cu不小于	P	Bi	Sb	As			Pb	Zn	Al	杂质总和
	中国	Cu不小于	P	Bi	Sb	As			Pb	Zn	Al	杂质总和	黄铜	H65	63.5～68.0	0.01	0.002	0.005	--	0.10	--	0.03	余量	--	0.3
H62	60.5～63.5	0.01	0.002	0.005	--	0.15	--	0.03	余量	--	0.5			H65	63.5～68.0	0.01	0.002	0.005	--	0.10	--	0.03	余量	--	0.3
H62	60.5～63.5	0.01	0.002	0.005	--	0.15	--	0.03	余量	--	0.5	磷铜		Qsn6.5～0.1	Cu+P+Sn≥99.5	0.10～0.25	0.002	0.002	--	0.05	--	0.02	--	0.002	0.1
紫铜	T2	99.90	--	0.001	0.002	0.002	0.005	0.005	0.005	--	--	磷铜	--	Qsn6.5～0.1	Cu+P+Sn≥99.5	0.10～0.25	0.002	0.002	--	0.05	--	0.02	--	0.002	0.1
紫铜	T2	99.90	--	0.001	0.002	0.002	0.005	0.005	0.005	--	--	KFC	--	XYK-1	99.75～99.82	--	0.001	0.002	0.002	0.05～0.015	0.005	0.005	--	--	0.1

以上所述仅为本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域技术人员依据本发明实质所做出其它变型和改进，均将落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(4)热处理；

2.如权利要求1所述的一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：所述步骤(2)的连续挤压机包括一个或一组摩擦驱动轮，所述摩擦驱动轮在驱动挤压胚料的同时，还与胚料摩擦产生高温使胚料呈现软态。

3.如权利要求2所述的一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：所述连续挤压在防氧化保护状态下进行并在挤压后快速进行冷却和干燥处理。

4.如权利要求1所述的一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，采用潜流式铸造法结合上引连铸机组进行熔铸。

5.如权利要求4所述的一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：所述上引连铸机组中包括密封的冷却装置，所述上引连铸的铸胚经过该冷却装置进行密封状态下冷却。

6.如权利要求1所述的一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)的热处理为光亮退火，即在温度400～600℃的真空罐内保温8小时，罐内充有导热介质氮气以及还原介质氢气。

7.如权利要求1所述的一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：步骤(4)热处理前，对经过初轧成型的铜带材胚料的宽度采用滚剪机进行初剪切，剪切后胚料两侧保留1～3mm的余量。

8.如权利要求1所述的一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：步骤(5)中所述的冷轧机还设置有在线表面清刷装置以对铜带上下表面进行清洗处理。

9.如权利要求8所述的一种异型截面铜带加工工艺，其特征在于：所述冷轧机还设置有导卫和矫直装置，以保证带材平直。

10.一种异型截面铜带，其特征在于：所述的铜带按照如权利要求1所述的工艺加工，并具有“L”形、“凹”形或“凸”形的横截面。