CN103088230A - 一种汽车散热器用高铜合金带材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车散热器用高铜合金带材，其化学成分质量百分比为：铜含量≥99.6%，银含量为0.05~0.20%；锑含量为0.01~0.02%；铬含量为0.01~0.02%；磷含量为0.005~0.01%；稀土含量0.01~0.05%；氧含量≤0.0005%。生产工艺：1）上引连续铸造；2）连续挤压；3）冷轧；4）中间退火；5）精轧；6）清洗钝化；7）分切；8）包装入库。本发明的技术优势是：合理优化汽车超薄水箱带用高铜合金带材的组成成分，解决了现在制备汽车超薄水箱带采用强化紫铜合金导电率、抗软化温度、抗拉强度等综合性能指标达不到使用要求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种高铜合金领域，尤其是一种汽车水箱散热器用高铜合金带材。
背景技术
水箱散热器铜带是汽车工业需求的一种重要原材料，其要求的技术指标为导电率大于80%IACS，抗氧化温度大于380℃，抗拉强度350~450Mpa，维氏硬度HV：110~150。近年来，汽车水箱带的需求向超薄方向发展，常规的Cu-Ni-Sn、Cu-Te、Cu- Sn-Zr等系列的铜合金导电率、抗软化温度、抗拉强度等综合性能指标不能完全满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种汽车超薄水箱带用高铜合金带材，解决现在制备汽车超薄水箱带采用强化紫铜合金，或者Cu-Ni-Sn、Cu-Te、Cu- Sn-Zr等系列的铜合金导电率、抗软化温度、抗拉强度等综合性能指标达不到使用要求的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种汽车超薄水箱带用高铜合金带材，按照质量百分比计，该合金的化学成分如下：
其化学成分质量百分比为：铜含量≥99.6%，银含量为0.05~0.20%；锑含量为0.01~0.02%；铬含量为0.01~0.02%；磷含量为0.005~0.01%；稀土含量0.01~0.05%；氧含量≤0.0005%；余量为铜，其他杂质总和≤0.01%；各组份之和为百分之百。
控制各元素在合金中含量的目的：
银元素：对铜的导电率和导热率影响不大，对塑性影响很小，但是可以显著提高铜的软化温度和蠕变强度；如果材料含量高则增加生产成本、低于下限则效果不明显。
氧元素：氧元素几乎不熔于铜，含氧铜凝固时，铜和氧生成Cu2O脆性相，进而形成以网络组织分布在晶界上的Cu-Cu2O共晶体，对铜的机械性能产生严重影响；同时，锑、铬、磷等元素可与氧化亚铜中的氧作用生成氧化物，降低了其在铜中的固溶度，从而减弱了这些元素对铜软化温度的影响。因此，氧含量≤0.0005%。
锑元素：锑可以提高铜的软化温度和耐腐蚀性，对铜的导电导热性能影响较小。
铬元素：铬可以提高铜的软化温度，对铜的导电导热性能影响较小。
磷元素：磷可以提高铜熔体的流动性和焊接性能，同时磷可以作为铜的脱氧剂。但是磷会显著降低铜的导电性和导热性，因此本发明中磷含量控制为0.005~0.01%。
稀土元素：稀土元素对铜力学性能有益，而对导电率影响不大，稀土元素可与铜中的杂质铅、铋等形成高熔点化合物，细化晶粒，提高铜的加工性能。
一种汽车超薄水箱带用高铜合金带材，其加工工艺包括如下步骤：1）上引连续铸造：将电解铜等原料预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气装置除气、脱氧后，用牵引机组离合式真空上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；2）连续挤压：将步骤1）所得的铜杆通过连续挤压机组生产铜带坯；3）冷轧；4）中间退火；5）精轧；6）清洗钝化；7）分切；8）包装入库。
所述的步骤1）中电解铜采用高纯阴极铜；所述的熔炼装置中熔炼炉的温度为1150℃～1200℃，熔炼炉中的铜液采用木炭覆盖；所述的熔炼装置中保温炉的温度为1150℃～1180℃，采用石墨磷片覆盖；所述的在线除气装置使用的惰性气体是采用99.996%的氩气或99.996%氮气中的一种，气源出口压力为0.5MPa，流量为1～1.25Nm3/h，转子转速为50～150r/min；所述的牵引机组的引杆速度为500～1500mm/min，引杆直径为Ф20mm～Ф35mm，冷却循环出水温度35℃～50℃。
所述的木炭的粒度为30mm～50mm，覆盖厚度100mm～150mm；所述的石墨磷片的覆盖厚度30mm～40mm。
所述的步骤2）中连续挤压机转速为4～12r/min；所述的铜带坯挤出速度为5～15m/min。
所述的步骤3）轧制工序采用冷轧机组对步骤2）所得的铜带坯料进行轧制，加工率为70～90%。
所述的步骤4）中间退火工序采用光亮退火设备对步骤3）所得的铜带进行中间退火，退火温度为350℃～600℃，退火时间为5～8h。
所述的步骤5）精轧工序采用可逆液压冷轧机组对步骤4）所得的铜带坯料进行精轧，加工率为35～40%。
所述的步骤6）清洗钝化工序为将步骤5）所得的铜带进行脱脂处理，接着采用8%～12%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，然后采用600～800目的针刷进行粗抛光，再用2000～3000目的3M刷进行精抛，最后用温度为70℃～80℃、浓度为0.2%～0.5%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
所述的步骤7）分切工序采用高精度分切机组对步骤6）所得的铜带进行分切。
所述的步骤8）包装入库工序将步骤7）分切后的铜带进行包装入库。
本发明的有益效果是：通过使用本发明提供的一种汽车超薄水箱带用高铜合金带材，具有以下优点：
1.合理优化汽车超薄水箱带用高铜合金带材的组成成分，铜含量≥99.6%，银含量为0.05~0.20%；锑含量为0.01~0.02%；铬含量为0.01~0.02%；磷含量为0.005~0.01%；稀土含量0.01~0.05%；氧含量≤0.0005%；解决现在制备汽车超薄水箱带采用强化紫铜合金，或者Cu-Ni-Sn、Cu-Te、Cu- Sn-Zr等系列的铜合金导电率、抗软化温度、抗拉强度等综合性能指标达不到使用要求的问题。
2. 本发明的汽车超薄水箱带用高铜合金带材，其导电率大于85%IACS，抗软化温度大于400℃，抗拉强度达到380-450MPa，维氏硬度110-150，完全满足汽车水箱散热器所需要的性能指标。
3. 本发明的汽车超薄水箱带用高铜合金带材其生产工艺采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合，流程短、高效、节能。本发明与传统生产工艺相比节省了铸锭加工、铣面、剪边等工序，有益效果是节约能耗20%以上，成材率达到75%以上。
具体实施方式
1）上引连续铸造：将电解铜等原料预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气装置除气、脱氧后，用牵引机组离合式真空上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；
所述的步骤1）中电解铜采用高纯阴极铜；所述的熔炼装置中熔炼炉的温度为1150℃～1200℃，熔炼炉中的铜液采用木炭覆盖；所述的熔炼装置中保温炉的温度为1150℃～1180℃，采用石墨磷片覆盖；所述的在线除气装置使用的惰性气体是采用99.996%的氩气或99.996%氮气中的一种，气源出口压力为0.5MPa，流量为1～1.25Nm3/h，转子转速为50～150r/min；所述的牵引机组的引杆速度为500～1500mm/min，引杆直径为Ф20mm～Ф35mm，冷却循环出水温度35℃～50℃。
所述的木炭的粒度为30mm～50mm，覆盖厚度100mm～150mm；所述的石墨磷片的覆盖厚度30mm～40mm。
2）连续挤压：将步骤1）所得的铜杆通过连续挤压机组生产铜带坯；
连续挤压机转速为4～12r/min；所述的铜带坯挤出速度为5～15m/min。
3）冷轧；
轧制工序采用冷轧机组对步骤2）所得的铜带坯料进行轧制，加工率为70～90%。
4）中间退火；
中间退火工序采用光亮退火设备对步骤3）所得的铜带进行中间退火，退火温度为350℃～600℃，退火时间为5～8h。
5）精轧；
精轧工序采用可逆液压冷轧机组对步骤4）所得的铜带坯料进行精轧，加工率为35～40%。
6）清洗钝化；
清洗钝化工序为将步骤5）所得的铜带进行脱脂处理，接着采用8%～12%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，然后采用600～800目的针刷进行粗抛光，再用2000～3000目的3M刷进行精抛，最后用温度为70℃～80℃、浓度为0.2%～0.5%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
7）分切；
分切工序采用高精度分切机组对步骤6）所得的铜带进行分切。
8）包装入库。
包装入库工序将步骤7）分切后的铜带进行包装入库。
通过本实例提供的一种汽车超薄水箱带用高铜合金带材，其铜含量≥99.6%，银含量为0.05~0.20%；锑含量为0.01~0.02%；铬含量为0.01~0.02%；磷含量为0.005~0.01%；稀土含量0.01~0.05%；氧含量≤0.0005%；解决现在制备汽车超薄水箱带采用强化紫铜合金其导电率、抗软化温度、抗拉强度等综合性能指标达不到使用要求的问题。通过本实例制造的汽车超薄水箱带用高铜合金带材，其导电率大于85%IACS，抗软化温度大于400℃，抗拉强度达到380-450MPa，维氏硬度110-150，完全满足汽车水箱散热器所需要的性能指标。本实例制造的汽车超薄水箱带用高铜合金带材其生产工艺采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合，流程短、高效、节能。与传统生产工艺相比节省了铸锭加工、铣面、剪边等工序，有益效果是节约能耗20%以上，成材率达到75%以上。
Claims (5)
1.一种汽车散热器用高铜合金带材，其特征在于：铜含量≥99.6%，银含量为0.05~0.20%；锑含量为0.01~0.02%；铬含量为0.01~0.02%；磷含量为0.005~0.01%；稀土含量0.01~0.05%；氧含量≤0.0005%；其加工工艺包括以下步骤：
1）上引连续铸造：将电解铜等原料预热烘干后置于熔炼装置中熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，经在线除气装置除气、脱氧后，用牵引机组离合式真空上引铜杆，然后铜杆进入收线装置；2）连续挤压：将步骤1）所得的铜杆通过连续挤压机组生产铜带坯；3）冷轧；4）中间退火；5）精轧；6）清洗钝化；7）分切；8）包装入库。
2. 如权利要求1所述的一种汽车散热器用高铜合金带材，其特征在于：所述的步骤1）中电解铜采用高纯阴极铜；所述的熔炼装置中熔炼炉的温度为1150℃～1200℃，熔炼炉中的铜液采用木炭覆盖；所述的熔炼装置中保温炉的温度为1150℃～1180℃，采用石墨磷片覆盖；所述的在线除气装置使用的惰性气体是采用99.996%的氩气或99.996%氮气中的一种，气源出口压力为0.5MPa，流量为1～1.25Nm3/h，转子转速为50～150r/min；所述的牵引机组的引杆速度为500～1500mm/min，引杆直径为Ф20mm～Ф35mm，冷却循环出水温度35℃～50℃；所述的木炭的粒度为30mm～50mm，覆盖厚度100mm～150mm；所述的石墨磷片的覆盖厚度30mm～40mm。
3.如权利要求1所述的一种汽车散热器用高铜合金带材，其特征在于：所述的步骤2）中连续挤压机转速为4～12r/min；所述的铜带坯挤出速度为5～15m/min。
4.如权利要求1所述的一种汽车散热器用高铜合金带材，其特征在于：所述的步骤3）轧制工序采用冷轧机组对步骤2）所得的银铜板带坯料进行轧制，总加工率为70～90%。
5.如权利要求1所述的一种汽车散热器用高铜合金带材，其特征在于：所述的步骤4）中间退火工序采用光亮退火设备对步骤3）所得的铜带进行中间退火，退火温度为350℃～600℃，退火时间为5～8h；所述的步骤5）精轧工序采用可逆液压冷轧机组对步骤4）所得的铜带坯料进行精轧，加工率为35～40%。
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Owner name: NANTONG ELEVATOR PARTS INDUSTRY CHAMBER OF COMMERC Free format text: FORMER OWNER: XU GAOLEI Effective date: 20141023 |
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Inventor after: Chu Kaihong Inventor before: Xu Gaolei |
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: XU GAOLEI TO: CHU KAIHONG Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 312000 SHAOXING, ZHEJIANG PROVINCE TO: 226600 NANTONG, JIANGSU PROVINCE |
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Effective date of registration: 20141023 Address after: 226600 No. 1649, administrative center building, Haian County, Jiangsu, Nantong Applicant after: The Nantong City elevator components industry chamber of commerce Address before: 312000 Zhejiang province Shaoxing City Street No. 153 Applicant before: Xu Gaolei |
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