CN103358099B - 一种铜包铝排的孔型轧制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铜包铝排的孔型轧制工艺，加工来料为芯部铝及包覆层铜复合成的铜包铝复合体，包括以下工艺步骤：开坯轧制；第一道次平孔轧制；第一道次立孔轧制；第二道次平孔轧制；第二道次立孔轧制；第三道次平孔轧制；第三道次立孔轧制；第四道次平孔轧制；第四道次立孔轧制；第五道次平孔轧制。本发明轧制工艺适用于加工方形、矩形的棒坯，轧制过程使用九个孔型道次，实现了全封闭约束轧制，由于宽度与厚度方向同时变形，实现了高效面积缩减，不需要中间拉拔、中间退火等工序，缩短了工艺流程，提高了生产效率；实现宽度方向利用孔型约束展宽，控制宽度方向扩展，解决了包覆材料结合层分离问题，结合强度大于35MPa。

Description

一种铜包铝排的孔型轧制工艺

技术领域

本发明涉及一种双金属复合材料领域，具体地说涉及一种铜包铝排的孔型轧制工艺。

背景技术

铜包铝复合母排由芯部铝及包覆层铜复合而成，其坯料采用水平连铸直接复合成形技术制成，专利号为2010102259012，专利名称为一种铜包铝复合母排的制备工艺，工艺步骤为：将圆形的棒坯46～48mm，拉拔四个道次，再采用平立轧三个道次，然后进行精细拉拔及精细轧制工艺过程，之后有退火及成品拉拔过程，由此完成全部加工工序。该加工工艺存在以下问题：该工艺适用于加工圆形的棒坯46～48mm，而对于方形棒坯不适用；该工艺过程虽然解决了侧边轧裂的问题，但是在实际生产中工艺复杂，流程较长，生产效率低下；平立轧过程中，立轧对材料侧面施加剪切应力，容易使铜层与铝芯容易剥离，破坏了铜铝结合界面。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明提供一种铜包铝排的孔型轧制工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种铜包铝排的孔型轧制工艺，加工来料为芯部铝及包覆层铜复合成的铜包铝复合体，包括以下工艺步骤：

（1）开坯轧制：开坯轧制用平辊轧制，轧制速度为10～40m/min，将铸造出的方形坯料轧制成规格为50×50mm的方坯；

（2）第一道次平孔轧制：采用1号孔型D轧制，1号孔型D槽深度H为方坯高度的70%~80%，加工率为来料厚度的20%~30%，出料截面积为来料截面积的60%~70%，制得A1；

（3）第一道次立孔轧制：将A1翻转90°，采用2号孔型E轧制，2号孔型E槽深度H为方坯高度的82%~87%，2号孔型E的侧壁斜度为15°,加工率为来料厚度的13~18％，出料截面积为来料截面积的76%~82%，制得A2；

（4）第二道次平孔轧制：将A2翻转90°，采用3号孔型F轧制，3号孔型F槽深度H为方坯高度的77%~80%，加工率为来料厚度的20~23％，出料截面积为来料截面积的72%~76%，使材料表面状态由粗糙变光洁，制得A3；

（5）第二道次立孔轧制：将A3翻转90°，采用4号孔型G轧制，4号孔型G槽深度H为方坯高度的82%~84%，加工率为来料厚度的16~18％，出料截面积为来料截面积的84%~88%，制得A4，本道次轧制实现侧边宽度收边，控制宽度方向扩展，并且使侧边材料组织状况得以改善；

（6）第三道次平孔轧制：将A4翻转90°，采用5号孔型H轧制，5号孔型H槽深度为方坯高度的83%~85%，加工率为来料厚度的15~17％，出料截面积为来料截面积的80~84%，制得A5；

（7）第三道次立孔轧制：将A5翻转90°，采用6号孔型I轧制，6号孔型I槽深度H为方坯高度的86%~88%，加工率为来料厚度的12~14%，出料截面积为来料截面积的79~84%，制得A6；

（8）第四道次平孔轧制：将A6翻转90°，采用7号孔型J轧制，7号孔型J槽深度H为方坯高度的81%~85%，加工率为来料厚度的15~19%，出料截面积为来料截面积的82~86%，制得A7；

（9）第四道次立孔轧制：将A7翻转90°，采用8号孔型K轧制，8号孔型K槽深度H为方坯高度的92%~94%，加工率为来料厚度的6~8%，立孔轧完成面积缩变7%，制得A8；

（10）第五道次平孔轧制：成品前最后一道次，即为精轧，采用9号孔型L轧制，9号孔型L槽深度H为方坯高度的90%~92%，加工率为来料厚度的8%~10%，宽度方向加工量控制在2~6mm，出料截面积为来料截面积的8%~12%，制得A9；

（11）将制得的A9经拉拔工艺处理，拉拔速度控制在2～35 m/min，拉拔在厚度和宽度方向上都有所缩减，厚度上缩减量控制在3～6mm，宽度方向上控制在2～4mm，拉拔后两道次的截面积总缩减量控制在6~8%。

    本发明的有益效果是：本发明轧制工艺适用于加工方形、矩形的棒坯，首道次大压下量，开坯效果好；轧制过程使用九个孔型道次，实现了全封闭约束轧制，由于宽度与厚度方向同时变形，实现了高效面积缩减，不需要中间拉拔、中间退火等工序，缩短了工艺流程，提高了生产效率；实现宽度方向利用孔型约束展宽，控制宽度方向扩展，解决了包覆材料结合层分离问题，结合强度大于35MPa。

附图说明

图1为本发明所用的轧辊示意图；

图2为本发明成品孔型示意图。

具体实施方式

    为了更好地理解与实施，下面结合附图对本发明作进一步描述：一种铜包铝排的孔型压轧制工艺，首先由芯部铝及包覆层铜复合成铜包铝复合体，加工材料形状为方形，使用平辊开坯轧制出尺寸为50×50棒坯，然后使用两辊可逆轧机，轧机的轧辊孔型排布为：：1号孔型D→2号孔型E→3号孔型F→4号孔型G→5号孔型H→6号孔型J→7号孔型K→8号孔型L→9号孔型M，见附图1，加工步骤包括：①开坯轧制：首道开坯的方形坯料用普通平辊轧制到合50×50mm尺寸，轧制速度为35m/min，然后用第一道次1号孔型轧D开坯轧制，来料厚度加工变形量控制到22%，实现首道次大压下量，槽深度为铸坯高度的78%，宽度方向利用孔型约束展宽，开坯可以使厚度和宽度方向同时变形，达到变形率均匀的效果，出料截面积为来料截面积的70%，制得A1；

②第一道次立孔轧制：将A1翻转90°，采用2号孔型E轧制，2号孔型E槽深度H为方坯高度的85%，2号孔型E的侧壁斜度为15°,加工率为来料厚度的16％，出料截面积为来料截面积的77%，制得A2；本道次的孔型特点为对展宽进行约束并且加强对侧边进行约束加工，目的是可以改变材料侧面组织状况，将铸造态组织改变为加工态组织，一方面防止铜层开裂，防止材料过度宽展，这样可以防止过大的侧加工防止侧边漫边，较大的侧壁斜度使材料容易脱辊，避免缠辊；

③改善组织轧制：

第二道次平孔轧制：将A2翻转90°，采用3号孔型F轧制，3号孔型E槽深度H为方坯高度的78%，加工率为来料厚度的22％，出料截面积为来料截面积的75%，使材料表面状态由粗糙变光洁，制得A3；

第二道次立孔轧制：将A3翻转90°，采用4号孔型G轧制，4号孔型G槽深度H为方坯高度的83%，加工率为来料厚度的17％，出料截面积为来料截面积的84%，制得A4，本道次轧制实现侧边宽度收边，控制宽度方向扩展，并且使侧边材料组织状况得以改善；

④ 加工硬化轧制：

第三道次平孔轧制：将A4翻转90°，采用5号孔型H轧制，5号孔型H槽深度为方坯高度的83%，加工率为来料厚度的17％，出料截面积为来料截面积的80%，制得A5；

　  第三道次立孔轧制：将A5翻转90°，采用6号孔型I轧制，6号孔型I槽深度H为方坯高度的88%，加工率为来料厚度的12%，出料截面积为来料截面积的80%，制得A6；由于加工硬化的原理，本道次变形量相对前两道次要小，防止铜层与铝的结合开裂。

     ⑤尺寸预留轧制:

     第四道次平孔轧制：将A6翻转90°，采用7号孔型J轧制，7号孔型J槽深度H为方坯高度的81%，加工率为来料厚度的19%，出料截面积为来料截面积的82%，制得A7；

　　　第四道次立孔轧制：将A7翻转90°，采用8号孔型K轧制，8号孔型K槽深度H为方坯高度的93%，加工率为来料厚度的7%，立孔轧完成面积缩变7%，制得A8；这两个道次主要作用是控制厚度方向压下，实现宽度方向适量限制，使侧面铜铝结合良好；

 ⑥成品拉拔前精轧，采用9号孔型L轧制，9号孔型L槽深度H为方坯高度的92%，加工率为来料厚度的8%，宽度方向加工量控制在2mm，出料截面积为来料截面积的8%，制得A9；本道次的主要作用是精确控制拉拔前截面尺寸，使厚度与宽度满足拉拔尺寸要求，预留太大的拉拔余量会使铜层变形不均匀甚至铜层拉裂，预留不足的拉拔余量会使拉拔出的材料R角加工不到，表面粗糙或缺材。

轧制完成制得的A9经拉拔工艺处理，拉拔速度控制到30 m/min，拉拔在厚度和宽度方向上都有所缩减，厚度上缩减量控制到3.5mm，宽度方向上控制到2mm，拉拔后两道次的截面积总缩减量控制到6%。

Claims (1)

1.一种铜包铝排的孔型轧制工艺，其特征是：加工来料为芯部铝及包覆层铜复合成的铜包铝复合体，包括以下工艺步骤：

（1）开坯轧制：开坯轧制用平辊轧制，轧制速度为10～40m/min，将铸造出的方形坯料轧制成规格为50×50mm的方坯；

（2）第一道次平孔轧制：采用1号孔型D轧制，1号孔型D槽深度H为方坯高度的70%~80%，加工率为来料厚度的20%~30%，出料截面积为来料截面积的60%~70%，制得A1；

（3）第一道次立孔轧制：将A1翻转90°，采用2号孔型E轧制，2号孔型E槽深度H为方坯高度的82%~87%，2号孔型E的侧壁斜度为15°,加工率为来料厚度的13~18％，出料截面积为来料截面积的76%~82%，制得A2；

（4）第二道次平孔轧制：将A2翻转90°，采用3号孔型F轧制，3号孔型F槽深度H为方坯高度的77%~80%，加工率为来料厚度的20~23％，出料截面积为来料截面积的72%~76%，使材料表面状态由粗糙变光洁，制得A3；

（5）第二道次立孔轧制：将A3翻转90°，采用4号孔型G轧制，4号孔型G槽深度H为方坯高度的82%~84%，加工率为来料厚度的16~18％，出料截面积为来料截面积的84%~88%，制得A4，本道次轧制实现侧边宽度收边，控制宽度方向扩展，并且使侧边材料组织状况得以改善；

（6）第三道次平孔轧制：将A4翻转90°，采用5号孔型H轧制，5号孔型H槽深度为方坯高度的83%~85%，加工率为来料厚度的15~17％，出料截面积为来料截面积的80~84%，制得A5；

（7）第三道次立孔轧制：将A5翻转90°，采用6号孔型I轧制，6号孔型I槽深度H为方坯高度的86%~88%，加工率为来料厚度的12~14%，出料截面积为来料截面积的79~84%，制得A6；

（8）第四道次平孔轧制：将A6翻转90°，采用7号孔型J轧制，7号孔型J槽深度H为方坯高度的81%~85%，加工率为来料厚度的15~19%，出料截面积为来料截面积的82~86%，制得A7；

（9）第四道次立孔轧制：将A7翻转90°，采用8号孔型K轧制，8号孔型K槽深度H为方坯高度的92%~94%，加工率为来料厚度的6~8%，立孔轧完成面积缩变7%，制得A8；

（10）第五道次平孔轧制：成品前最后一道次，即为精轧，采用9号孔型L轧制，9号孔型L槽深度H为方坯高度的90%~92%，加工率为来料厚度的8%~10%，宽度方向加工量控制在2~6mm，出料截面积为来料截面积的8%~12%，制得A9；

（11）将制得的A9经拉拔工艺处理，拉拔速度控制在2～35 m/min，拉拔在厚度和宽度方向上都有所缩减，厚度上缩减量控制在3～6mm，宽度方向上控制在2～4mm，拉拔后两道次的截面积总缩减量控制在6~8%。