CN104259238A - 一种无氧铜型材的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无氧铜型材的加工方法，其包括(1)以高纯阴极铜或标准阴极铜为原料经电炉高温熔化，再采用还原剂覆盖精炼，接着用牵引机构将无氧铜杆牵引出来；(2)将连铸后的无氧铜杆进行表面清理处理后，连续地送入连续挤压机中实现材料成型；(3)将连续挤压成型后的无氧铜型材在室温冷态下去除表层氧化层并消除修整不良表面层；(4)以连续挤制品为毛坯料，通过拉伸的方式获得符合要求的产品尺寸及精度，最后通过矫直加工保证产品的平直度要求；(5)将拉伸变形、矫直成型后的产品按国家标准及市场的特殊需求进行检验；(6)将检验后的成品锯切、包装入库。本发明的方法操作方便，工艺流程短，加工效率高，能耗低，出材率高且质量稳定。

Description

一种无氧铜型材的加工方法
技术领域
本发明属于新型材料成型技术领域，尤其涉及一种无氧铜型材的加工方法。
背景技术
目前，无氧铜型材的加工技术主要有两种生产方式，一是以高纯阴极铜或标准阴极铜为原料通过真空熔炼铸造的方式制作铸坯，然后将所述铸坯锯切成铸锭，所述铸锭在加热炉无氧氛围中加热，再使用卧式挤压机热挤压成型，然后水封保护冷却,最后通过冷拉拔加工到成品尺寸；二以高纯阴极铜或标准阴极铜为原料通过是连续(半连续)熔炼并铸造铸坯，然后将所述铸坯锯切成铸锭，所述铸锭在加热炉无氧氛围中加热，再使用卧式挤压机热挤压成型，然后水封保护冷却,最后通过冷拉拔加工到成品尺寸。然而，这两种工艺方法不仅工艺流程长、能耗大、环境污染严重，而且出材率低、质量稳定性不高。
发明内容
本发明是为了解决现有的无氧铜型材的加工技术工艺繁杂、流程长，能耗大，加工效率低且质量不稳定等问题而提出了一种工艺流程短，加工效率高，能耗低，出材率高且质量稳定的无氧铜型材的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
上述的无氧铜型材的加工方法，包括以下步骤：
(1)连铸无氧铜杆，即以高纯阴极铜或标准阴极铜为原料经电炉高温熔化，再采用还原剂覆盖精炼，接着用牵引机构在石墨结晶器中按规定的程序动作将无氧铜杆牵引出来，并进入收线装置；(2)连续挤压成型，即将上述步骤(1)连铸后的无氧铜杆进行表面清理处理后，连续地送入连续挤压机中实现材料成型；(3)表面去皮加工，即将经上述步骤(2)连续挤压成型后的无氧铜型材在室温冷态下去除表层氧化层，并消除修整不良表面层；(4)拉伸变形、矫直成型，即以步骤(3)表面去皮加工后的无氧铜型材为毛坯料，通过拉伸的方式获得符合要求的产品尺寸及精度，最后通过矫直加工保证产品的平直度要求；(5)成品检验，即将上述步骤(4)中拉伸变形、矫直成型后的产品按国家标准及市场的特殊需求进行检验；(6)将上述步骤(5)检验后的成品锯切、包装入库。
所述无氧铜型材的加工方法，其中：所述步骤(1)中所述高纯阴极铜或标准阴极铜的熔化温度为1150℃±10℃，所述还原剂采用的是白炭和石墨磷片；所述无氧铜棒的直径为Φ6mm～Φ40mm且氧含量≦10ppm，其是按照0.5mm/s～50mm/s的牵引速度牵引出来。
所述无氧铜型材的加工方法，其中：所述步骤(1)中的所述无氧铜杆无论采用任何方式生产，只要其氧含量小于10ppm且铜含量大于99.97％，其他成分符合GB5231-2001标准的Tu1牌号的要求，规格满足连续挤压机的要求，均可进行生产。
所述无氧铜型材的加工方法，其中：所述步骤(2)中的所述连续挤压机为适用Φ6mm～Φ40mm规格范围的铜线杆铜材连续挤压机，所述无氧铜杆送料速度范围为65mm/s～380mm/s，成型温度450～550℃，成型产品的挤出速度范围为5mm/s～280mm/s。
所述无氧铜型材的加工方法，其中：所述连续挤压机由挤压轮、封闭腔体、挡块及挤压模具组成；所述步骤(2)中是将所述无氧铜杆送入所述连续挤压机中，使所述无氧铜杆在挤压轮的轮槽与封闭腔体之间形成的预挤压腔体的变形腔体中利用摩擦力摩擦升温软化并逐渐镦粗、填充预挤压腔体；然后控制废料和飞边料的流量、流向以及控制溢出的飞边余料的流出形式，将预挤压腔中的干净纯净的铜杆料经过挡块改流挤入带有纺锤状的流线型成型腔的模具内并连续地挤出模腔，以挤出口形状尺寸作为材料的成型尺寸而得到成型控制，最终实现材料成型。
所述无氧铜型材的加工方法，其中：所述步骤(3)中是采用铣削、车削、刨削、刮削、磨削及其他机械方法去除所述无氧铜型材表层0.10～0.5mm的氧化层。
所述无氧铜型材的加工方法，其中：所述在(5)中是检验产品的机械性能、物理性能、化学成分、材料缺陷、电气性能、几何尺寸及公差、表面质量及其他指标。
有益效果：
本发明无氧铜型材的加工方法步骤简单、操作方便，其应用连续挤压的方法，一次成型挤出无氧铜毛坯，经去皮加工去除表面氧化层，并修整表面，再经冷变形(使截面积减小，长度增长)制造符合无氧铜材质要求的铜型材，这种连续挤压技术，对连续挤压技术进行改进生产无氧铜型材，生产流程短，生产效率高，能耗低，成材率高，无污染；同时，采用牵引的方式生产无氧杆坯料，使坯料具有高纯、无氧的特性，减少了坯料的内部缺陷，质量性能更加稳定。
附图说明
图1为本发明无氧铜型材的加工方法的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明无氧铜型材的加工方法，包括以下步骤：
S010、连铸无氧铜杆
即以高纯阴极铜或标准阴极铜为原料，经1150±10℃电炉高温熔化，再采用白炭和石墨磷片等还原剂覆盖精炼，用牵引机构在石墨结晶器中，按规定的程序动作将Φ6mm～Φ40mm的无氧铜杆(氧含量≦10ppm)按照0.5mm/s～50mm/s的牵引速度牵引出来，最后将无氧铜杆收卷成盘；
S020、连续挤压成型
即将上述步骤S010连铸后的Φ6mm～Φ40mm无氧铜杆进行表面清理处理后，连续地送入连续挤压机中，使无氧铜杆在挤压轮槽与封闭腔体之间形成的预挤压腔的变形腔体部分中利用摩擦力摩擦升温软化并逐渐镦粗、填充预挤压腔；然后，控制废料和飞边料的流量、流向以及控制溢出的飞边余料的流出形式，将预挤压腔中的干净纯净的铜杆料经过挡块改流挤入带有纺锤状的流线型成型腔的模具内并连续地挤出模腔，以挤出口形状尺寸(定径带)作为材料的成型尺寸而得到成型控制，实现材料成型；
S030、表面去皮加工
将经上述步骤S020连续挤压成型后的无氧铜型材在室温冷态下用铣削、车削、刨削、刮削、磨削等机械方法去除表层0.10～0.5mm的氧化层，并消除修整划痕等不良表面层。
S040、拉伸变形、矫直成型
以上述步骤S030表面去皮加工后的无氧铜型材作为毛坯料，使用特殊设计的模具，通过拉伸的方式获得符合要求的产品尺寸及精度；最后通过矫直加工保证产品的平直度要求。
S050、成品检验
将上述步骤S040中拉伸变形、矫直成型后的产品按国家标准及市场的特殊需求，检验产品的机械性能、物理性能、化学成分、材料缺陷、电气性能、几何尺寸及公差、表面质量等。
S060、锯切、包装入库。
其中，上述步骤S010中的无氧铜杆无论采用任何方式生产，只要其氧含量小于10ppm，并且铜含量大于99.97％，其他成分符合GB5231-2001标准的Tu1牌号的要求，规格满足连续挤压机的要求，均可进行生产；
上述步骤S020中的挤压机为适用Φ6mm～Φ40mm规格范围的铜线杆铜材连续挤压机，其由挤压轮、封闭腔体、挡块及挤压模具组成，无氧铜杆送料速度范围为65mm/s～380mm/s，成型温度450～550℃，成型产品的挤出速度范围为5mm/s～280mm/s；其中，通过改变材料的溢出方式及挤入模具的方式，可有效解决无氧铜杆进入模具后材料纯净度降低、出现材质分层、局部材料的含氧量超标、重新加热时鼓泡等材料缺陷；该连续挤压机可采用任意一种铜连续挤压机。
本发明无氧铜型材的加工方法步骤简单、操作方便，不仅工艺流程短，加工效率高，而且能耗低，出材率高且质量稳定，适于推广与应用。

Claims (7)

1.一种无氧铜型材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)连铸无氧铜杆
即以高纯阴极铜或标准阴极铜为原料经电炉高温熔化，再采用还原剂覆盖精炼，接着用牵引机构在石墨结晶器中按规定的程序动作将无氧铜杆牵引出来，并进入收线装置；
(2)连续挤压成型
即将上述步骤(1)连铸后的无氧铜杆进行表面清理处理后，连续地送入连续挤压机中实现材料成型；
(3)表面去皮加工
即将经上述步骤(2)连续挤压成型后的无氧铜型材在室温冷态下去除表层氧化层，并消除修整不良表面层；
(4)拉伸变形、矫直成型
即以步骤(3)表面去皮加工后的无氧铜型材为毛坯料，通过拉伸的方式获得符合要求的产品尺寸及精度，最后通过矫直加工保证产品的平直度要求；
(5)成品检验
即将上述步骤(4)中拉伸变形、矫直成型后的产品按国家标准及市场的特殊需求进行检验；
(6)将上述步骤(5)检验后的成品锯切、包装入库。
2.如权利要求1所述的无氧铜型材的加工方法，其特征在于：所述步骤(1)中所述高纯阴极铜或标准阴极铜的熔化温度为1150℃±10℃，所述还原剂采用的是白炭和石墨磷片；所述无氧铜棒的直径为Φ6mm～Φ40mm且氧含量≦10ppm，其是按照0.5mm/s～50mm/s的牵引速度牵引出来。
3.如权利要求1或2所述的无氧铜型材的加工方法，其特征在于：所述步骤(1)中的所述无氧铜杆无论采用任何方式生产，只要其氧含量小于10ppm且铜含量大于99.97％，其他成分符合GB5231-2001标准的Tu1牌号的要求，规格满足连续挤压机的要求，均可进行生产。
4.如权利要求1所述的无氧铜型材的加工方法，其特征在于：所述步骤(2)中的所述连续挤压机为适用Φ6mm～Φ40mm规格范围的铜线杆铜材连续挤压机，所述无氧铜杆送料速度范围为65mm/s～380mm/s，成型温度450～550℃，成型产品的挤出速度范围为5mm/s～280mm/s。
5.如权利要求1或4所述的无氧铜型材的加工方法，其特征在于：所述连续挤压机由挤压轮、封闭腔体、挡块及挤压模具组成；
所述步骤(2)中是将所述无氧铜杆送入所述连续挤压机中，使所述无氧铜杆在挤压轮的轮槽与封闭腔体之间形成的预挤压腔体的变形腔体中利用摩擦力摩擦升温软化并逐渐镦粗、填充预挤压腔体；然后控制废料和飞边料的流量、流向以及控制溢出的飞边余料的流出形式，将预挤压腔中的干净纯净的铜杆料经过挡块改流挤入带有纺锤状的流线型成型腔的模具内并连续地挤出模腔，以挤出口形状尺寸作为材料的成型尺寸而得到成型控制，最终实现材料成型。
6.如权利要求1所述的无氧铜型材的加工方法，其特征在于：所述步骤(3)中是采用铣削、车削、刨削、刮削、磨削及其他机械方法去除所述无氧铜型材表层0.10～0.5mm的氧化层。
7.如权利要求1所述的无氧铜型材的加工方法，其特征在于：所述在(5)中是检验产品的机械性能、物理性能、化学成分、材料缺陷、电气性能、几何尺寸及公差、表面质量及其他指标。
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