CN105020565A - 一种换向器用铜银合金带材及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种换向器用铜银合金带材,包括铜、银和氧,按质量百分比计,所述铜和银总量≥99.99%,且所述银含量的波动范围小于5ppm,氧含量小于5ppm;所述带材的维氏硬度HV为102-108,抗拉强度为310-330MPa,延伸率为8-15%,厚度公差为±0.005mm,宽度公差为±0.05mm,侧弯小于1mm/m,导电率大于101%IACS。本发明通过合理优化带材的成分,保证了带材的成分稳定,且采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合,生产工艺流程短、高效、节能。
Description
技术领域
本发明涉及换向器的材料,具体是涉及一种换向器用铜银合金带材及其生产工艺。
背景技术
换向器是电机的重要部件之一,在电机运行中,换向器不仅要导电,而且要受到摩擦、发热以及离心等综合作用。因此,换向器的材料应具有良好的导电性、耐热性、耐磨性和较高的强度等性能。随着微特电机制造技术的发展,电机的转速越来越快,体积愈来愈小,换向器不断地与电刷产生高速摩擦,使得电机的电磁负荷增加,温升提高,传统的紫铜(T1) 和无氧铜(TU1) 材料已无法满足制造换向器材料的要求。
而铜银合金是在铜基体中添加微量的银元素,能够在不明显减低电导率的前提下,提高合金的力学性能和抗软化温度,满足当代换向器材料的发展要求。然而铜银合金性能很大程度取决于合金中含氧量的高低,含氧量越高,电导率、韧性越差。为了进一步提高合金的性能,需要严格控制铜银合金的工业化生产中含氧量。因此,开发出一种适用于换向器用铜银合金及其制备方法已迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术的上述技术问题,本发明的目的是提供一种换向器用铜银合金带材及其生产工艺,通过合理优化带材的成分,保证了带材的成分稳定,且采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合,生产工艺流程短、高效、节能。
为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种换向器用铜银合金带材,包括铜、银和氧,按质量百分比计,所述铜和银总量≥99.99%,且所述银含量的波动范围小于5ppm,氧含量小于5ppm;所述带材的维氏硬度HV为102-108,抗拉强度为310-330MPa,延伸率为8-15%,厚度公差为±0.005mm,宽度公差为±0.05mm,侧弯小于1mm/m,导电率大于101%IACS。
所述的银含量为0.03-0.32%。
一种换向器用铜银合金带材的生产工艺,包括以下步骤:
(1)上引连续铸造:采用阴极铜和银锭为原料,阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加,用牵引机组进行连续铸造,并用冷却循环水进行冷却,在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖,制得上引铜杆;
(2)将步骤(1)中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压,所述连续挤压机转速为3.2-3.5r/min,挤压的铜带坯尺寸为20×350mm;
(3)冷轧:采用冷轧机组对步骤(2)所得的铜带坯料进行轧制,道次加工率为35~45%;
(4)退火:采用光亮退火设备对步骤(3)所得的铜带进行中间退火,到退火温度为375℃~385℃,退火时间为6~10h;
(5)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(4)所得的铜带坯料进行中轧,加工率为30~33%;
(6)退火:采用光亮退火设备对步骤(5)所得的铜带进行成品退火,到退火温度为365℃~370℃,退火时间为7~9h;
(7)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(6)所得的铜带坯料进行精轧,加工率为25~29%;
(8)分切:采用高精度分切机组对步骤(7)所得的带材进行分切;分切侧弯小于1mm/m;
(9)包装入库:将步骤(8)分切后的带材进行包装入库。
所述步骤(1)中的阴极铜采用高纯阴极铜,所述银锭为银含量大于99.99%的银锭。
所述步骤(1)中的牵引机组的引杆速度为300~500mm/min,冷却循环出水温度35℃~50℃。
所述步骤(1)中的木炭的粒度为30mm~50mm,覆盖厚度100mm~150mm;所述的石墨磷片的覆盖厚度30mm~40mm。
所述步骤(1)中的上引铜杆的维氏硬度HB56-63,抗拉强度180-190MPa,延伸率36-39%,节距50mm,上引铜杆直径为Ф30.2mm,直径公差±0.1mm。
本发明具有以下有益效果:
1、通过使用本发明提供的银铜板带材料合理优化了带材的成分,铜和银总量≥99.99%,其中银含量为0.03-0.32%,银含量的波动范围小于5ppm;氧含量小于5ppm,保证了带材的成分稳定。
2、本发明的带材性能优异,维氏硬度HV102-108,抗拉强度310-330MPa,延伸率8-15%,厚度公差±0.005mm,宽度公差±0.05mm,侧弯小于1mm/m;导电率大于101%IACS。
3、本发明换向器用铜银合金带材的生产工艺,采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合,生产工艺流程短、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。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例1的换向器用铜银合金带材的生产工艺,包括以下步骤:
(1)上引连续铸造:采用阴极铜和银锭为原料,阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加,用牵引机组进行连续铸造,并用冷却循环水进行冷却,在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖,制得上引铜杆;阴极铜采用高纯阴极铜,银锭为银含量大于99.99%的银锭。
牵引机组的引杆速度为300mm/min,冷却循环出水温度35℃。
木炭的粒度为30mm,覆盖厚度100mm;石墨磷片的覆盖厚度30mm。
该步骤(1)中的上引铜杆的维氏硬度HB56,抗拉强度180MPa,延伸率36%,节距50mm,上引铜杆直径为Ф30.2mm,直径公差±0.1mm。
(2)将步骤(1)中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压,所述连续挤压机转速为3.2r/min,挤压的铜带坯尺寸为20×350mm;
(3)冷轧:采用冷轧机组对步骤(2)所得的铜带坯料进行轧制,道次加工率为35%;
(4)退火:采用光亮退火设备对步骤(3)所得的铜带进行中间退火,到退火温度为375℃,退火时间为6h;
(5)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(4)所得的铜带坯料进行中轧,加工率为30%;
(6)退火:采用光亮退火设备对步骤(5)所得的铜带进行成品退火,到退火温度为365℃,退火时间为7h;
(7)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(6)所得的铜带坯料进行精轧,加工率为25%;
(8)分切:采用高精度分切机组对步骤(7)所得的带材进行分切;分切侧弯小于1mm/m;
(9)包装入库:将步骤(8)分切后的带材进行包装入库。
该实施例1制得的换向器用铜银合金带材,包括铜、银和氧,按质量百分比计,铜和银总量≥99.99%,银含量为0.03%,银含量的波动范围小于5ppm,氧含量小于5ppm。
该带材的维氏硬度HV为102,抗拉强度为310MPa,延伸率为8%,厚度公差为±0.005mm,宽度公差为±0.05mm,侧弯小于1mm/m,导电率大于101%IACS。
实施例2
本实施例2的换向器用铜银合金带材的生产工艺,包括以下步骤:
(1)上引连续铸造:采用阴极铜和银锭为原料,阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加,用牵引机组进行连续铸造,并用冷却循环水进行冷却,在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖,制得上引铜杆;阴极铜采用高纯阴极铜,银锭为银含量大于99.99%的银锭。
牵引机组的引杆速度为500mm/min,冷却循环出水温度50℃。
木炭的粒度为50mm,覆盖厚度150mm;石墨磷片的覆盖厚度40mm。
该步骤(1)中的上引铜杆的维氏硬度HB63,抗拉强度190MPa,延伸率39%,节距50mm,上引铜杆直径为Ф30.2mm,直径公差±0.1mm。
(2)将步骤(1)中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压,所述连续挤压机转速为3.5r/min,挤压的铜带坯尺寸为20×350mm;
(3)冷轧:采用冷轧机组对步骤(2)所得的铜带坯料进行轧制,道次加工率为45%;
(4)退火:采用光亮退火设备对步骤(3)所得的铜带进行中间退火,到退火温度为385℃,退火时间为10h;
(5)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(4)所得的铜带坯料进行中轧,加工率为33%;
(6)退火:采用光亮退火设备对步骤(5)所得的铜带进行成品退火,到退火温度为370℃,退火时间为9h;
(7)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(6)所得的铜带坯料进行精轧,加工率为29%;
(8)分切:采用高精度分切机组对步骤(7)所得的带材进行分切;分切侧弯小于1mm/m;
(9)包装入库:将步骤(8)分切后的带材进行包装入库。
该实施例2制得的换向器用铜银合金带材,包括铜、银和氧,按质量百分比计,铜和银总量≥99.99%,银含量为0.03%,银含量的波动范围小于5ppm,氧含量小于5ppm。
该带材的维氏硬度HV为108,抗拉强度为330MPa,延伸率为15%,厚度公差为±0.005mm,宽度公差为±0.05mm,侧弯小于1mm/m,导电率大于101%IACS。
实施例3
本实施例3的换向器用铜银合金带材的生产工艺,包括以下步骤:
(1)上引连续铸造:采用阴极铜和银锭为原料,阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加,用牵引机组进行连续铸造,并用冷却循环水进行冷却,在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖,制得上引铜杆;阴极铜采用高纯阴极铜,银锭为银含量大于99.99%的银锭。
牵引机组的引杆速度为400mm/min,冷却循环出水温度42.5℃。
木炭的粒度为40mm,覆盖厚度125mm;石墨磷片的覆盖厚度35mm。
该步骤(1)中的上引铜杆的维氏硬度HB59.5,抗拉强度185MPa,延伸率37.5%,节距50mm,上引铜杆直径为Ф30.2mm,直径公差±0.1mm。
(2)将步骤(1)中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压,所述连续挤压机转速为3.4r/min,挤压的铜带坯尺寸为20×350mm;
(3)冷轧:采用冷轧机组对步骤(2)所得的铜带坯料进行轧制,道次加工率为40%;
(4)退火:采用光亮退火设备对步骤(3)所得的铜带进行中间退火,到退火温度为380℃,退火时间为8h;
(5)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(4)所得的铜带坯料进行中轧,加工率为32%;
(6)退火:采用光亮退火设备对步骤(5)所得的铜带进行成品退火,到退火温度为367℃,退火时间为8h;
(7)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(6)所得的铜带坯料进行精轧,加工率为27%;
(8)分切:采用高精度分切机组对步骤(7)所得的带材进行分切;分切侧弯小于1mm/m;
(9)包装入库:将步骤(8)分切后的带材进行包装入库。
该实施例1制得的换向器用铜银合金带材,包括铜、银和氧,按质量百分比计,铜和银总量≥99.99%,银含量为0.03%,银含量的波动范围小于5ppm,氧含量小于5ppm。
该带材的维氏硬度HV为105,抗拉强度为320MPa,延伸率为12%,厚度公差为±0.005mm,宽度公差为±0.05mm,侧弯小于1mm/m,导电率大于101%IACS。
本发明的银铜板带材料合理优化了带材的成分,铜和银总量≥99.99%,其中银含量为0.03%,银含量的波动范围小于5ppm;氧含量小于5ppm,保证了带材的成分稳定。
本发明的带材性能优异,维氏硬度HV102-108,抗拉强度310-330MPa,延伸率8-15%,厚度公差±0.005mm,宽度公差±0.05mm,侧弯小于1mm/m;导电率大于101%IACS。
本发明换向器用铜银合金带材的生产工艺,采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合,生产工艺流程短、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。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思,而非对本发明权利保护的限定,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种换向器用铜银合金带材,其特征在于:包括铜、银和氧,按质量百分比计,所述铜和银总量≥99.99%,且所述银含量的波动范围小于5ppm,氧含量小于5ppm;所述带材的维氏硬度HV为102-108,抗拉强度为310-330MPa,延伸率为8-15%,厚度公差为±0.005mm,宽度公差为±0.05mm,侧弯小于1mm/m,导电率大于101%IACS。
2.如权利要求1所述换向器用铜银合金带材,其特征在于:所述的银含量为0.03-0.32%。
3.一种换向器用铜银合金带材的生产工艺,其特征在于包括以下步骤:
(1)上引连续铸造:采用阴极铜和银锭为原料,阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加,用牵引机组进行连续铸造,并用冷却循环水进行冷却,在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖,制得上引铜杆;
(2)将步骤(1)中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压,所述连续挤压机转速为3.2-3.5r/min,挤压的铜带坯尺寸为20×350mm;
(3)冷轧:采用冷轧机组对步骤(2)所得的铜带坯料进行轧制,道次加工率为35~45%;
(4)退火:采用光亮退火设备对步骤(3)所得的铜带进行中间退火,到退火温度为375℃~385℃,退火时间为6~10h;
(5)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(4)所得的铜带坯料进行中轧,加工率为30~33%;
(6)退火:采用光亮退火设备对步骤(5)所得的铜带进行成品退火,到退火温度为365℃~370℃,退火时间为7~9h;
(7)冷轧:采用可逆液压冷轧机组对步骤(6)所得的铜带坯料进行精轧,加工率为25~29%;
(8)分切:采用高精度分切机组对步骤(7)所得的带材进行分切;分切侧弯小于1mm/m;
(9)包装入库:将步骤(8)分切后的带材进行包装入库。
4.如权利要求3所述的换向器用铜银合金带材的生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的阴极铜采用高纯阴极铜,所述银锭为银含量大于99.99%的银锭。
5.如权利要求3所述的换向器用铜银合金带材的生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的牵引机组的引杆速度为300~500mm/min,冷却循环出水温度35℃~50℃。
6.如权利要求3所述的换向器用铜银合金带材的生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的木炭的粒度为30mm~50mm,覆盖厚度100mm~150mm;所述的石墨磷片的覆盖厚度30mm~40mm。
7.如权利要求3所述的换向器用铜银合金带材的生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的上引铜杆的维氏硬度HB56-63,抗拉强度180-190MPa,延伸率36-39%,节距50mm,上引铜杆直径为Ф30.2mm,直径公差±0.1mm。
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PB01 | Publication | ||
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CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 312000 Keqiao District, Shaoxing City, Zhejiang, Lishui Town, Libo Industrial Park Applicant after: Zhejiang Libo industrial Limited by Share Ltd Address before: 312000 Shaoxing County, Zhejiang, Shaoxing Province Ping Town, Li Bo Industrial Park, Shaoxing City Po Bo Electric Co., Ltd. Applicant before: Shaoxing Libo Electric Co., Ltd. |
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GR01 | Patent grant | ||
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