CN103266238A

CN103266238A - 一种高锌铜合金切割母线及其加工方法

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Publication number: CN103266238A
Application number: CN2013101991882A
Authority: CN
Inventors: 吴明辉; 王洪; 李丽兴; 狄风雨; 樊金金; 何良荣; 周世龙
Original assignee: WUHU CHUANGJIANG ALLOY COPPER CO Ltd
Current assignee: WUHU CHUANGJIANG ALLOY COPPER CO Ltd
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: CN103266238B

Abstract

本发明公开了一种高锌铜合金切割母线及其加工方法，高锌铜合金切割母线的成分由确定组分、可相互置换组分以及不可避免的杂质组成，确定组分包括Cu、Zn、Ni、Si和Fe，可相互置换组分包括P或Al或Zr或Cr或Mg或稀土元素RE中的一种或多种，且确定组分的重量百分比为：Cu: 58.5～60.0 ,Zn：40～41.5，Ni：0.05～2.0，Si：0.01～0.5，Fe ：0.001～0.1。采用本发明加工制作的高锌铜合金切割母线材料，具有抗拉强度高、含锌量高、高软化点的使用性能，同时高锌铜合金切割母线材料加工工艺实现了短流程、高效率的生产目的。

Description

一种高锌铜合金切割母线及其加工方法

技术领域

本发明涉及有色金属加工领域，尤其是涉及一种高锌铜合金切割母线及其加工方法。

背景技术

高锌铜合金切割母线材料主要用于生产高锌铜合金电极丝，具有高含锌量、抗拉强度高、高软化点和良好的塑性加工性能。由于高锌铜合金电极丝在线切割加工过程中放电时，材料中的锌产生气化作用，在锌气化时将电极丝切割产生的废物排泄出来，保证电极丝平稳有序的加工工件。与黄铜H65、H63电极丝对比，高锌铜合金电极丝加工出来的工件精度更高、表面更光滑和切割效率得到提高。然而，在铜合金线材加工过程中，锌的含量≥39%，材料组织发生变化，降低了材料的加工塑性，不利于拉伸成直径细小的电极丝。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种高锌铜合金切割母线及其加工方法，其目的是提高合金的加工塑性，提高了高锌铜合金切割母线材料生产电极丝的成材率，提高了高锌铜合金切割母线材料的生产效率。

本发明的技术方案是该种高锌铜合金切割母线的成分由确定组分、可相互置换组分以及不可避免的杂质组成，所述的确定组分包括Cu、Zn、Ni、Si和Fe，所述的可相互置换组分包括P或Al或Zr或Cr或Mg或稀土元素RE中的一种或多种，且所述的确定组分的重量百分比为：Cu: 58.5～60.0 ,Zn：40～41.5，Ni：0.05～2.0，Si：0.01～0.5，Fe：0.001～0.1，所述的可相互置换组分的重量百分比为：P ：0.01～0.5或Al ：0.01～0.1或Zr：0.01～0.5或 Cr：0.01～0.5或Mg：0.01～0.2或稀土元素RE≤0.2。

所述的高锌铜合金切割母线中Ni和Si的重量百分比为3.5～4.5:1。

所述的可相互置换组分中的稀土元素RE为镧（La）或铈（Ce）的一种或两者同时存在。

一种用于加工上述高锌铜合金切割母线的方法，所述的加工方法包括：

1）将用于加工高锌铜合金切割母线的配料按照重量百分比进行配制，具体为：Cu:58.5～60.0 ,Zn：40～41.5，Ni：0.05～2.0，Si：0.01～0.5， Fe：0.001～0.1，P：0.01～0.5或Al：0.01～0.1或Zr：0.01～0.5或 Cr：0.01～0.5或Mg：0.01～0.2或稀土元素RE≤0.2及余量为不可避免的杂质共同组成，各合金组分之和为百分之百；

2）熔炼铸造工序：采用有芯工频熔炼炉对步骤1）所配的原料进行熔炼，熔炼炉内的熔体经过潜流式进入有芯工频保温炉中，再通过伺服反推连铸技术进行水平或上引牵引铸造，实现了熔炼铸造的连续作业，缩短了加工流程；

3）轧制工序：

轧制是采用多道次两辊或三辊冷轧，将熔炼铸造后的线坯轧制至工艺要求的小规格线坯直径尺寸，线坯截面收缩率达到50%～86%；

4）拉拔工序：

线坯的拉拔工序采用多道次拉丝模配合，用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面的模孔中拉出，使其断面减小而长度增加；

5）热处理工序：

采用在线退火技术、气氛保护退火炉热处理技术和无气氛保护退火炉热处理技术对经过冷拉变形的铜合金线材进行处理；退火炉热处理温度为400～600℃，热处理时间为1.5～8小时；

6）表面在线清洗工序：

表面在线清洗是采用酸洗液将线坯表面的氧化层进行清除，在线清洗是通过酸洗—中和—刷洗—清洗—保护多道次工序连续不间断生产；

7）连拉连退工序：

连拉连退采用拉拔、在线热处理同步作业技术，使线材在拉拔后经专业设备进行在线热处理，线坯截面收缩率达到70%以上；

8）产品检验工序：

通过产品检验工序将不合格产品进行剔除，从而完成高锌铜合金切割母线的加工过程。

所述的步骤2）中熔炼炉、保温炉内覆盖10mm～15mm的木炭层或冰晶石或炭粉，同时加强过程熔体搅拌，保证合金的熔炼、铸造温度为1000℃～1200℃。

所述的步骤2）熔炼铸造工序和步骤3）轧制工序之间还设有将线坯表面杂质去除的剥皮装置。

具有上述结构的该种高锌铜合金切割母线及其加工方法具有以下优点：

1. 该种高锌铜合金切割母线通过添加固溶和生成弥散析出相的微量元素，来细化晶粒，增强合金熔体的流动性，进一步提高合金的加工塑性，提高了高锌铜合金切割母线材料生产电极丝的成材率，提高了高锌铜合金切割母线材料的生产效率，实现了短流程、高效生产的目的。

2. 该种用于高锌铜合金切割母线的加工方法为了恢复材料塑性，采用在线退火技术、气氛保护退火炉热处理技术和无气氛保护退火炉热处理技术，以利于进一步加工，在线光亮退火和气氛保护退火炉热处理技术使用保持了软态成品表面色泽、减少金属损耗，同时实现了免酸洗，减少了酸洗对环境的污染。

具体实施方式

本发明公开了一种高锌铜合金切割母线，其成分由确定组分、可相互置换组分以及不可避免的杂质组成，所述的确定组分包括Cu、Zn、Ni、Si和Fe，所述的可相互置换组分包括P或Al或Zr或Cr或Mg或稀土元素RE中的一种或多种，且所述的确定组分的重量百分比为：Cu: 58.5～60.0 ,Zn：40～41.5，Ni：0.05～2.0，Si：0.01～0.5，Fe ：0.001～0.1，所述的可相互置换组分的重量百分比为：P ：0.01～0.5或Al ：0.01～0.1或Zr：0.01～0.5或 Cr：0.01～0.5或Mg：0.01～0.2或稀土元素RE≤0.2。

在配料时，以废杂铜、电解铜、锌锭等原材料为主，其配比的合金成分范围内同时控制镍元素与硅元素的重量百分比为3.5～4.5:1。可相互置换组分中的稀土元素RE为镧（La）或铈（Ce）的一种或两者同时存在。

用于上述高锌铜合金切割母线的加工方法包括：

2）熔炼铸造工序：采用有芯工频熔炼炉对步骤1）所配的原料进行熔炼，熔炼炉内的熔体经过潜流式进入有芯工频保温炉中，再通过伺服反推连铸技术进行水平或上引牵引铸造，实现了熔炼铸造的连续作业，缩短了加工流程；熔炼炉、保温炉内覆盖10mm～15mm的木炭层或其他覆盖剂，同时加强过程熔体搅拌，保证合金的熔炼、铸造温度为1000℃～1200℃。

3）轧制工序：

轧制是采用多道次两辊或三辊冷轧，将熔炼铸造后的线坯轧制至工艺要求的小规格线坯直径尺寸，线坯截面收缩率达到50%～86%；由于熔炼铸坯表面具有氧化层、气孔等杂质，不利于产品质量的提升，在线坯冷轧前，可设置剥皮装置，剥皮装置主要是将线坯表面杂质去除，同时使剥皮和冷轧同步作业，提高生产运行效率，减少物流搬运。

4）拉拔工序：

线坯的拉拔工序采用多道次拉丝模配合，用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面的模孔中拉出，使其断面减小而长度增加；线坯的拉拔工艺采用多道次拉丝模配合，缩短了生产工序，提高了生产效率，线坯拉拔截面收缩率达到55%～80%。在线坯的加工工艺，有轧制、拉拔工艺，根据线坯的物理性能、生产运作情况，按照产品工艺路线进行生产，在拉拔过程中，针对熔炼铸坯的加工，采用剥皮、拉拔同步作业。同时在线坯后续的加工时，也采用拉拔、在线热处理同步作业技术，使线材在拉拔后经专业设备进行在线热处理，提高了生产运行效率。

5）热处理工序：

铜合金线材经过冷拉变形时产生加工硬化，产品塑性加工性能下降，影响后续连续生产。为了恢复材料塑性，采用在线退火技术、气氛保护退火炉热处理技术和无气氛保护退火炉热处理技术对经过冷拉变形的铜合金线材进行处理；退火炉热处理温度为400～600℃，热处理时间为1.5～8小时；在线光亮退火和气氛保护退火炉热处理技术使用保持了软态成品表面色泽、减少金属损耗，同时实现了免酸洗，减少了酸洗对环境的污染。在生产运作过程中，如热处理后的线坯表面达不到检验要求，可进行弱酸清洗，使线材表面达到检验要求，再进行后续加工。

6）表面在线清洗工序：

表面在线清洗是采用酸洗液将线坯表面的氧化层进行清除，在线清洗是指通过酸洗—中和—刷洗—清洗—保护多道次工序连续不间断生产。传统的手工清洗洗是将整卷退火后的铜线，运至酸洗槽处，放进酸中浸泡，再运转到冲洗槽中进行清水冲洗，再进行乳化液槽进行表面保护，整个过程流程分散，生产效率低，酸消耗量大，酸洗污水量大，员工劳动强度大，生产车间操作环境差。产品在加工、流转过程中易造成压伤、擦伤。与传统手工清洗工艺对比，在线清洗工艺具有加工流转过程少、劳动强度低，减少环境污染，产品质量稳定和生产效率高等优点。

7）连拉连退工序：

连拉连退采用拉拔、在线热处理同步作业技术，使线材在拉拔后经专业设备进行在线热处理，线坯截面收缩率达到70%以上；提高了生产运行效率。在高锌铜合金切割母线材料成品加工时，采用连拉连退生产技术，使单件成品重量达到500Kg以上，提高了下游客户的生产效率。

8）产品检验工序：

铜合金线材在生产过程中，常见的不合格产品种类为：公差不合格、椭圆、拉痕、擦伤、“8”字线、裂纹、起皮、竹节、毛刺、断口不合、表面腐蚀、氧化色、凹坑、麻面和黑斑点等。通过产品检验工序将不合格产品进行剔除，从而完成高锌铜合金切割母线的加工过程。

下面通过两个实施例对本发明做出具体介绍：

实施例1：

制作规格为Φ1.2mm的一种高锌铜合金切割母线材料，其中：配料：合金组分按重量百分比进行配料，Cu:59.0%,Zn：40.5%，Ni：0.1%，Si：0.025%，Fe：0.003%，P：0.02%，Mg：0.015，余量为不可避免的杂质，各合金组分之和为百分之百。在配料时，原材料以废杂铜、电解铜、锌锭、中间合金为主。

熔炼铸造：采用熔炼炉对所配的原料进行熔炼，利用伺服反推连铸技术生产出Φ12.0mm的铸坯。

拉拔：1）采用剥皮和多道次拉拔同步作业，将Φ12.0mm的铸坯生产至Φ8.5mm的线坯；2）热处理后的Φ8.5mm线坯生产至Φ5.5mm的线坯。

热处理：1）加工硬化后的Φ8.5mm线坯，经过退火炉进行加热处理，加热温度600℃，保温时间2.0h；2）加工硬化后的Φ5.5mm线坯，经过退火炉进行加热处理，加热温度550℃，保温时间5.0h；。3）加工硬化后的Φ2.6mm线坯，经在线退火技术，进行免酸洗。

连拉连退：1）热处理后的Φ5.5mm线坯，经大加工率拉拔连续退火设备进行加工至Φ2.6mm线坯；2）在线退火后的Φ2.6mm线坯，经大加工率拉拔连续退火设备进行加工至Φ1.2mm成品线坯，每件重量达到500Kg以上，经检验合格后，办理入库。

实施例2：

制作规格为Φ1.2mm的一种高锌铜合金切割母线材料，其中：

配料：合金组分按重量百分比进行配料，Cu:58.7% ,Zn：40.6%，Ni：0.15%，Si：0.03%， Fe ：0.01%，Zr：0.015%，余量为不可避免的杂质，各合金组分之和为百分之百。在配料时，原材料以废杂铜、电解铜、锌锭、中间合金为主。

轧制：采用剥皮和多道次轧制同步作业，将Φ12.0mm的铸坯生产至Φ6.5mm的线坯。

热处理：1）加工硬化后的Φ6.5mm线坯，经过退火炉进行加热处理，加热温度600℃，保温时间2.0h；2）加工硬化后的Φ2.7mm线坯，经在线退火技术，进行免酸洗。

连拉连退：1）热处理后的Φ6.5mm线坯，经大加工率拉拔连续退火设备进行加工至Φ2.7mm线坯；2）在线退火后的Φ2.7mm线坯，经大加工率拉拔连续退火设备进行加工至Φ1.2mm成品线坯，每件重量达到500Kg以上，经检验合格后，办理入库。

采用本发明加工制作的高锌铜合金切割母线材料，具有抗拉强度高、含锌量高、高软化点的使用性能，同时高锌铜合金切割母线材料加工工艺实现了短流程、高效率的生产目的。

Claims

1.一种高锌铜合金切割母线，其特征在于：所述的高锌铜合金切割母线的成分由确定组分、可相互置换组分以及不可避免的杂质组成，所述的确定组分包括Cu、Zn、Ni、Si和Fe，所述的可相互置换组分包括P或Al或Zr或Cr或Mg或稀土元素RE中的一种或多种，且所述的确定组分的重量百分比为：Cu: 58.5～60.0 ,Zn：40～41.5，Ni：0.05～2.0，Si：0.01～0.5，Fe ：0.001～0.1，所述的可相互置换组分的重量百分比为：P ：0.01～0.5或Al ：0.01～0.1或Zr：0.01～0.5或 Cr：0.01～0.5或Mg：0.01～0.2或稀土元素RE≤0.2。

2.根据权利要求1所述的一种高锌铜合金切割母线，其特征在于：所述的高锌铜合金切割母线中Ni和Si的重量百分比为3.5～4.5:1。

3.根据权利要求1或2所述的一种高锌铜合金切割母线，其特征在于：所述的可相互置换组分中的稀土元素RE为镧（La）或铈（Ce）的一种或两者同时存在。

4.一种用于加工如权利要求1-3任一项权利要求所述的一种高锌铜合金切割母线的方法，其特征在于：所述的加工方法包括，

3）轧制工序：

4）拉拔工序：

5）热处理工序：

6）表面在线清洗工序：

7）连拉连退工序：

8）产品检验工序：

5.根据权利要求4所述的一种用于高锌铜合金切割母线的加工方法，其特征在于：所述的步骤2）中熔炼炉、保温炉内覆盖10mm～15mm的木炭层或冰晶石或炭粉，同时加强过程熔体搅拌，保证合金的熔炼、铸造温度为1000℃～1200℃。

6.根据权利要求5所述的一种用于高锌铜合金切割母线的加工方法，其特征在于：所述的步骤2）熔炼铸造工序和步骤3）轧制工序之间还设有将线坯表面杂质去除的剥皮装置。