CN102684028A

CN102684028A - 大直径薄壁银铜合金汇流环及其制作方法

Info

Publication number: CN102684028A
Application number: CN2011104170421A
Authority: CN
Inventors: 陈斌; 陈逸峰
Original assignee: SHANGHAI YOUYAN PRECIOUS METAL MATERIAL CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI YOUYAN PRECIOUS METAL MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: CN102684028B

Abstract

本发明提供了一种制作大直径薄壁银铜合金汇流环的方法、以及使用所述方法制作的大直径薄壁银铜合金汇流环，将银铜合金材料熔炼成方锭，然后制成板材，退火，然后对板材表面施加压力，引伸成为长管。本发明方法成品率高、生产效率高、能耗低、损耗少，不受气候条件限制，可大规模生产，也可以用于少量产品的生产。

Description

大直径薄壁银铜合金汇流环及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种导电滑环及其制作方法，尤其涉及一种轧制板材引伸成型的汇流环、及其制作方法。

背景技术

汇流环属于电接触滑动连接应用范畴，又称导电滑环、集流环等，是实现两个相对转动机构的图像、数据信号及动力传递的精密输电装置，特别适合应用于无限制的连续旋转，同时又需要从固定位置到旋转位置传送功率或数据的场所，并已经广泛应用于工厂自动化、安防、电力、仪表、军事等机电设备上。

大直径薄壁银铜合金（Ag-Cu合金）汇流环是导弹发射系统的关键部件之一，制备出性能优异的汇流环是保证导弹发射系统发挥最大作用的重要因素。导弹发射系统对汇流环材料具有特殊的要求，因此，银铜合金薄壁汇流环材料要求硬度高、耐磨性好、良好的导电性能和机械性能。大直径薄壁管用模具拉拔和轧管机轧制的压力加工方法是无法实施的,用铸管车削方法又难以解决疏松和较高物理机械性能的要求,目前还没有很好的制作方法。

为了满足导弹发射系统的严格要求，申请人曾在引进消化国外产品的基础上探索出一种离心铸造镟压的方法，用来制作大直径薄壁银铜合金汇流环，该方法也成为目前最为常用的制作用于导弹发射系统的银铜合金薄壁汇流环的方法，制成的银铜合金大直径薄壁汇流环已投入批量生产，并装备到了部队。

离心铸造镟压方法是首先将合金熔炼成为合金锭，然后离心铸造、镟压，制备而成。由于液态合金离心铸造时易吸气造渣，导致镟压时出现起皮、凹坑、麻点、穿孔等现象，成品率仅有40~50%，导致大量贵金属Ag的浪费；为了避免液态合金离心铸造时吸气造渣，该方法必须在气候干燥的环境下进行，生产环境受到限制；离心铸造需要至少100kg原材料才能够进行生产，一次性投入大，同时银铜合金铸态具有偏析倾向，为了消除偏析现象，还需要长时间的高温均化处理，费时费力、能源消耗大；此外，高速旋转离心过程中，液态合金很容易溅出，因溅出导致的合金损耗高达6%，进一步造成成本的提高和贵金属的消耗浪费。

因此，寻找节能、高效的制作银铜合金大直径薄壁汇流环的方法，对于国防建设具有非常重要的意义。

发明内容

针对目前大直径薄壁银铜合金汇流环制作方法中存在能耗高、浪费大、成品率低、以及容易出现表面起皮、凹坑和麻点等缺陷的问题，本发明提供了一种新的制作银铜合金薄壁汇流环的方法、以及所述方法制作的银铜合金汇流环，通过物理加压的方式制成汇流环，成品率可达100%，投入少、损耗低。

本发明的第一个目的是提供一种大直径薄壁银铜合金汇流环的制作方法，步骤包括：将银铜合金材料真空熔炼成方锭，然后制成板材，退火，然后对板材表面施加压力，使板材中心与板材周边相对运动，将板材压制成一端开口一端封闭的长管。

可根据需要将长管底部切除形成两端开口的长管，或根据汇流环所设计要求的高度直接进行切割。

其中，为了满足导弹发射系统的需要，所述银铜合金可以是银铜镍合金，如AgCuNi_20-2，也可以是银铜钒合金，如AgCuV_l0-0.2，AgCuVZr_l0-0.2-1等。

本发明所述的大直径薄壁银铜合金汇流环的制作方法中，所述退火温度优选为630~680℃，最优选为640~660℃；退火保温时间优选为30~100min，优选为40~70 min。

本发明所述的银铜合金薄壁汇流环的制作方法中，所述施加压力过程中，下压速度优选为(10±2)cm/min。

本发明上述方法中，所述熔炼是真空中频熔炼。

本发明上述方法中，制备板材的过程中，控制板材厚度为4~10mm，优选为4~6mm。此时，下压制成的长管厚度也为2~5mm，优选为2~4mm。

本发明的第二个目的是提供一种上述方法制备的银铜合金薄壁汇流环，所述汇流环壁厚为2~5mm，优选为2~4mm。

所述大直径薄壁银铜合金汇流环内径优选为190~210mm，进一步优选为192~197mm。

本发明制作大直径薄壁银铜合金汇流环的方法，采用真空熔炼轧板，在物理压力作用下，将板材引伸成为长管，表面光洁，不会出现缺陷，同时退火温度控制合理，从而保证了非常薄的银铜合金不会出现被压断或压裂的现象，成品率可达100%。

由于本发明方法制作的大直径薄壁银铜合金汇流环不存在夹杂、凹坑、穿孔等现象，因此，材质均一，性能更好。

附图说明

图1为本发明制作大直径薄壁银铜合金汇流环的方法流程示意图。

图2为本发明制备的大直径银铜合金薄壁汇流环的剖视结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种制作大直径薄壁银铜合金汇流环的方法、以及使用所述方法制备的大直径薄壁银铜合金汇流环，由板材引伸成为管材，避免了离心铸造时发生液态金属吸气而导致的镟压后管材表面起皮、凹坑和麻点等缺陷。

下面参照附图对本发明制作大直径薄壁银铜合金汇流环的方法、以及使用所述方法制备的大直径薄壁银铜合金汇流环进行详细的介绍和描述，以使更好地理解本发明，但是应当理解的是，下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

参照图1，AgCuNi_20-2牌号的银铜镍合金，在真空中频炉中熔炼成方锭，然后轧制成厚度4.6mm、边长450mm的方形板材11，然后在箱式电阻炉中退火，退火温度650℃，保温时间50min。

400吨双向油压机对板材施加压力，板材周边固定，中心向下运动，形成剖面为C型凹陷结构12。

继续施加压力，将C型凹陷结构12轧制成剖面为U型的长管13，长管13低端封闭、上端开口。

上述过程中，控制下压速度为10cm/min；轧制成的管材内径197mm、外径203mm，将长管13底部落料去除，制成长度240mm的汇流环（图2所示）。

所制备大直径薄壁的银铜合金汇流环椭圆度小于0.4mm、不直度小于0.1mm、抗拉强度大于530MPa、硬度HB大于155kg/mm²、电阻温度系数3.5×10^-3/℃、电阻率2.6μΩ·cm，符合导弹发射系统对汇流环的要求。

实施例2

参照图1，AgCuV_10-0.2牌号的银铜镍合金，在真空中频炉中熔炼成方锭，然后轧制成厚度4.5mm、边长450mm的方形板材11，然后在箱式电阻炉中退火，退火温度700℃，保温时间60min。

上述过程中，控制下压速度为10cm/min；轧制成的管材内径192mm、外径197mm，将长管13底部落料去除，制成长度240mm的汇流环管（图2所示）。

根据需要将汇流环管进行切割可制成多个汇流环片。

所制备的银铜合金薄壁汇流环椭圆度小于0.4mm、不直度小于0.1mm、抗拉强度大于530MPa、硬度HB大于155kg/mm²、电阻温度系数3.5×10^-3/℃、电阻率2.6μΩ·cm，符合导弹发射系统对汇流环的要求。

本发明上述实施例中所示方法制备大直径薄壁铜合金汇流环，与现有离心铸造方法相比，具有诸多优势，具体效果对比见表1。

通过表1的对比，可以看出，本发明方法制作的大直径薄壁银铜合金汇流环生产效率高、成品率高、成本低、制作方便，而且不受气候条件的限制，因此，具有更高的实用价值，既可用于国防科技中特殊材料汇流环的生产，也可以用于民用领域汇流环的生产。

本发明上述内容中出现的银铜合金牌号的含义，均应按照国家或国际相关标准理解。

表1，本发明方法与离心铸造方法效果制作银铜合金薄壁汇流环效果对比

	离心铸造	本发明
			1	液态金属离心铸造时容易吸气，导致镟压后出现起皮、凹坑、麻点、夹杂、穿孔等缺陷，成品率只有40~50%	表面光滑，没有起皮、凹坑、麻点夹杂和穿孔等缺陷
2	离心铸造需要在空气干燥的条件下进行，否则离心时容易吸气，对后道镟压带来不利影响	真空炉内熔炼,环境影响小，全天候可以生产，即使雨天和梅雨季节也可以生产
			3	离心铸造时，由于高速旋转，液态合金容易洒出，导致合金损耗达6%以上，贵金属Ag价格高，损耗越大，成本越高	采用轧板下压引伸的方法，合金损耗小于1%
4	一次性投入大，离心铸造需要较多的材料才能进行，所需液态合金至少100kg，生产的产品数量较少时则无法实施或不便于实施	一个方锭仅需12kg合金材料，因此投入小，可大规模生产，也可以少量生产
			5	液态合金在离心铸造成型时，容易出现偏析，为了消除银铜合金的偏析现象，需要在650℃~750℃长时间（8小时）均化处理，能耗高，费时费力	只需退火处理0.5~1.5小时，大幅度降低能耗和时间

本发明上述内容中，所述内径和外径均为直径。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.一种大直径薄壁银铜合金汇流环的制作方法，其特征在于，步骤包括：将银铜合金材料熔炼成方锭，然后制成板材，退火，然后对板材表面施加压力，使板材中心与板材周边相对运动，将板材压制成一端开口一端封闭的长管。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述退火温度为630~680℃。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述退火保温时间为30~100min。

4.根据权力要求1所述的制作方法，其特征在于，所述施加压力过程中，下压速度为10±2cm/min。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所制成的板材厚度为4~10mm。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，制成的长管壁厚为2~5mm。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述银铜合金材料为银铜镍合金和/或银铜钒合金。

8.一种如上述任意一项权利要求所述方法制备的大直径薄壁银铜合金汇流环，其特征在于，所述汇流环壁厚为2~4mm。

9.根据权利要求8所述的汇流环，其特征在于，所述汇流环内径为190~210mm。