CN105014025A - 一种铜镍锡合金带的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铜镍锡合金带的生产方法，包括熔炼、双辊连铸、在线固溶、清洗、冷轧、时效处理等步骤，本发明的有益效果是：1)由于采用高速双辊连铸工艺能够使熔融金属快速凝固，有效抑制了锡元素的偏析，使产品组织结构更加均匀；2)经双辊连铸和表面清洗的铜镍锡薄带经冷轧成型，能够获得良好的表面质量和晶粒较细小的内部组织。

Description

一种铜镍锡合金带的生产方法

技术领域

本发明涉及一种合金的生产方法，尤其涉及一种合金带的生产方法，属于材料成型领域。

背景技术

铍青铜是一种优质的弹性材料，具有高强硬度、耐磨、无磁性、导电导热性好、冲击无火花等优异性能，被广泛应用在医疗、航天航海导航仪器、机械制造、电子电力和仪表制造等行业中。然而，铍青铜的氧化物或粉尘有毒、合金性能对热处理很敏感、高温抗应力松弛能力差以及高成本，这些缺点随着人们对材料的绿色环保和功能提升的追求而日益显现，寻求功能相似的无毒、低成本铜合金成为必然。

铜镍锡合金因其功能与铍青铜相似，尤其在导电稳定性、抗热应力松弛性好、元件变形小等方面比铍青铜更优秀的特点，越来越受到人们的重视。铜镍锡合金性能虽好，但现有的铜镍锡合金薄带的生产方法因其成本高、工艺复杂、耗能高、成分易偏析等原因不能满足生产需求。

发明内容

本发明针对现有铜镍锡合金带生产方法的不足，提供一种铜镍锡合金带的生产方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种铜镍锡合金带的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)熔炼：将金属铜、镍、锡按照如下重量比置于1200～1500℃下熔化，Ni:7～15wt％，Sn:4～8wt％，杂质≦0.5wt％,铜余量；

2)双辊连铸：将步骤1)中所得的熔融液沿流槽进入双辊连铸机的浇口，通过浇口将熔融液浇注到两个旋转的铸轧辊之间凝固成型并在出口侧得到厚度为0.5～4mm的带坯；

3)在线固溶：向步骤2)中所得的成型后的带坯直接入水进行在线固溶处理；

4)清洗：采用抛光设备对步骤3)中所得带坯进行研磨与清洗；

5)冷轧：接步骤4)对带坯进行冷轧，变形量50～90％，得到厚度为0.05～2mm的薄带；

6)时效处理：将步骤5)中冷轧完成的薄带进行时效强化，之后置于空气中冷却至室温。

本发明的有益效果是：

1)由于采用双辊连铸工艺能够使熔融金属快速凝固，有效抑制了锡元素的偏析，使产品组织结构更加均匀。

2)经双辊连铸和表面清洗的铜镍锡薄带经冷轧成型，能够获得良好的表面质量和晶粒较细小的内部组织。

3)整个工艺过程分为主要包括熔炼、双辊连铸和冷轧三个部分，比传统工艺简单，设备成本低。

4)生产过程中除熔炼和时效处理外，中间无热轧，比传统工艺节约能源。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤1)中所述熔炼于真空感应电炉内完成，真空度＜0.01pa。

采用上述进一步方案的有益效果是，真空熔炼能够有效避免氧气与熔融金属反应从而避免金属的氧化，使产品组织结构更加均匀。

进一步，步骤1)中所述熔炼于熔炼炉内完成，选用木炭或石墨鳞片为覆盖剂。

进一步，步骤2)中所述双辊连铸机的辊缝为0.25～2mm，轧辊表面线

速度为0.2～0.8m/s。

进一步，步骤6)中所述时效强化的温度为300～450℃，保温时间2～8小时。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

一种铜镍锡合金带的生产方法，包括如下步骤：

1)熔炼：称取重量比铜：镍：锡＝85：7：8的金属作为原料置于1300℃的真空感应电炉中使其熔化，真空度﹤0.01Pa,使用铜镁合金作为脱氧剂，熔化完成后继续保温1小时；

2)双辊连铸：对侧封板加热至900℃预热后安装在铸轧辊两侧，将所得的熔融液沿流槽进入双辊连铸机的浇口，通过浇口将熔融液浇注到两个高速旋转的铸轧辊之间凝固成型，双辊连铸机的辊缝设置为0.25mm，线速度调至0.2m/s,得到厚度为0.5mm的带坯；

3)在线固溶：将成型后的带坯直接入水进行在线固溶处理，使其温度迅速降至室温；

4)清洗：使用抛光刷对带坯进行研磨与清洗；

5)冷轧：将清洗完后的带坯引入四辊轧机轧缝，第一道次辊缝设置为0.4mm，第二道次辊缝设置为0.3mm，第三道次辊缝设置为0.2mm，末道次辊缝设置为0.15mm，轧制速度0.6m/s，累积变形量50％，得到厚度为0.25mm的薄带，轧制后的薄带收集在卷取机上成卷；

6)时效处理：将所得薄带置于时效炉内进行时效强化，设置温度为300℃，保温时间8小时；

7)包装：开卷，采用进口抛光刷进行研磨清洗去除薄带表面的氧化皮和其他杂质，对清洗后的合金带进行拉弯矫治处理，保持带材平直度，按需分切，包装入库。

实施例2：

一种铜镍锡合金带的生产方法，包括如下步骤：

1)熔炼：称取重量比铜：镍：锡＝85：9：6的金属作为原料置于1500℃的熔炼炉中使其熔化，使用优质木炭作为覆盖剂，木炭粒度30mm，覆盖厚度100mm，熔化完成后继续保温40min；

2)双辊连铸：对侧封板加热至900℃预热后安装在铸轧辊两侧，将所得的熔融液沿流槽进入双辊连铸机的浇口，通过浇口将熔融液浇注到两个高速旋转的铸轧辊之间凝固成型，双辊连铸机的辊缝设置为2mm，线速度调至0.8m/s，得到厚度为4mm的带坯；

3)在线固溶：将成型后的带坯直接入水进行在线固溶处理，使其温度迅速降至室温；

4)清洗：使用抛光机对带坯进行研磨与清洗；

5)冷轧：将清洗完后的带坯引入四辊轧机辊缝，第一道次辊缝设置为3mm，第二道次辊缝设置为2mm，第三道次辊缝设置为1.0mm,末道次辊缝设置为0.8mm，轧制速度0.3m/s，累积变形量65％，得到厚度为1.4mm的薄带，轧制后的薄带收集在卷取机上成卷；

6)时效处理：将所得薄带置于时效炉内进行时效强化，设置温度为450℃，保温时间2小时；

7)包装：开卷，采用进口抛光刷进行研磨清洗去除薄带表面的氧化皮和其他杂质，对清洗后的合金带进行拉弯矫治处理，保持带材平直度，按需分切，包装入库。

实施例3：

一种铜镍锡合金带的生产方法，包括如下步骤：

1)熔炼：称取重量比铜：镍：锡＝84：12：4的金属作为原料置于1200℃的熔炼炉中使其熔化，使用优质木炭作为覆盖剂，木炭粒度50mm，覆盖厚度120mm,熔化完成后继续保温40min；

2)双辊连铸：对侧封板加热至900℃预热后安装在铸轧辊两侧，将所得的熔融液沿流槽进入双辊连铸机的浇口，通过浇口将熔融液浇注到两个高速旋转的铸轧辊之间凝固成型，双辊连铸机的辊缝设置为1.1mm，线速度调至0.3m/s，得到厚度为2mm的带坯；

3)在线固溶：将成型后的带坯直接入水进行在线固溶处理，使其温度迅速降至室温；

4)清洗：使用抛光刷对带坯进行研磨与清洗；

5)冷轧：将清洗完后的带坯引入四辊轧机辊缝，第一道次辊缝设置为1mm,第二道次辊缝设置为0.5mm.第三道次辊缝设置为0.2mm,末道次辊缝设置为0.1mm，轧制速度0.7m/s，累积变形量90％，得到厚度为0.2mm的薄带，轧制后的薄带收集在卷取机上成卷；

6)时效处理：将所得薄带置于时效炉内进行时效强化，设置温度为450℃，保温时间2小时；

7)包装：开卷，采用进口抛光刷进行研磨清洗去除薄带表面的氧化皮和其他杂质，对清洗后的合金带进行拉弯矫治处理，保持带材平直度，按需分切，包装入库。

实施例4：

一种铜镍锡合金带的生产方法，包括如下步骤：

1)熔炼：称取重量比铜：镍：锡＝77：15：8的金属作为原料置于1400℃的真空感应电炉中使其熔化，真空度﹤0.01Pa,使用铜镁合金作为脱氧剂,熔化完成后继续保温1小时；

2)双辊连铸：对侧封板加热至900℃预热后安装在铸轧辊两侧，将所得的熔融液沿流槽进入双辊连铸机的浇口，通过浇口将熔融液浇注到两个高速旋转的铸轧辊之间凝固成型，双辊连铸机的辊缝设置为1.5mm，线速度调至0.5m/s,得到厚度为3mm的带坯；

3)在线固溶：将成型后的带坯直接入水进行在线固溶处理，使其温度迅速降至室温；

4)清洗：使用抛光机对带坯进行研磨与清洗；

5)冷轧：将清洗完后的带坯引入四辊轧机辊缝，第一道次辊缝设置为2.5mm，第二道次辊缝设置为1.5mm,第三道次辊缝设置为1mm,末道次辊缝设置为0.65mm，轧制速度0.5m/s，累积变形量50％，得到厚度为1.5mm的薄带，轧制后的薄带收集在卷取机上成卷；

6)时效处理：将所得薄带置于时效炉内进行时效强化，设置温度为400℃，保温时间6小时；

7)包装：开卷，采用进口抛光刷进行研磨清洗去除薄带表面的氧化皮和其他杂质，对清洗后的合金带进行拉弯矫治处理，保持带材平直度，按需分切，包装入库。

采用上述四种实施例所描述的工艺方案得到的薄带性能如下表所示：

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					抗拉强度，MPa	931	894	1153	1247
延伸率，％	4	6	4	2
					维氏硬度	350	334	359	371
导电率，％IACS	10	10	8	7

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铜镍锡合金带的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)熔炼：将金属铜、镍、锡按照如下重量比置于1200～1500℃下熔化，Ni:7～15wt％，Sn:4～8wt％，杂质≦0.5wt％,铜余量；

2)双辊连铸：将步骤1)中所得的熔融液沿流槽进入双辊连铸机的浇口，通过浇口将熔融液浇注到两个旋转的铸轧辊之间凝固成型，得到厚度为0.5mm～4mm的带坯；

3)在线固溶：将步骤2)中所得的成型后的带坯直接入水进行在线固溶处理；

4)清洗：采用抛光设备对步骤3)中所得带坯进行研磨与清洗；

5)冷轧：接步骤4)对带坯进行冷轧，变形量50～90％，得到厚度为0.05～2mm的薄带；

6)时效处理：将步骤5)中冷轧完成的薄带进行时效强化，之后置于空气中自然冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种铜镍锡合金带的生产方法，其特征在于，步骤1)中所述熔炼于真空感应电炉内完成，真空度＜0.01pa。

3.根据权利要求1所述的一种铜镍锡合金带的生产方法，其特征在于，步骤1)中所述熔炼于熔炼炉内完成，选用木炭或石墨鳞片为覆盖剂。

4.根据权利要求1所述的一种铜镍锡合金带的生产方法，其特征在于，步骤2)中所述双辊连铸机的辊缝为0.25～2mm，轧辊表面线速度为0.2～0.8m/s。

5.根据权利要求1所述的一种铜镍锡合金带的生产方法，其特征在于，步骤6)中所述时效强化的温度为300～450℃，保温时间2～8小时。