CN106119596A - 一种环保无铅高性能的铜合金线材及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保无铅高性能的铜合金线材及其加工工艺，由以下重量份的原料制备而成：铜 80～95份、硅 4～8份、镥 5～8份、镁 2～4份、锌 4～8份、镍 3～6份、银2～6份、锡1～4份、锰2～8份、铬 1.1～3.8份、钒 3～8份、镨2～6份、钕2～7份、钷1～5份和不可避免的杂质。本发明将传统铅元素替换为硅元素，按照铜、硅、镥、镁、锌、镍、银、锡、锰、铬、钒、镨、钕、钷和不可避免的杂质一定的成分配比，通过连铸连轧的生产工艺完成合金棒材的生产，采用连铸连轧的生产工艺，省去了传统生产工艺中的坯锭处理和退火挤压步骤；本发明不仅获得了无铅环保合金材料，而且缩短生产周期，提高了生产效率，大大降低生产成本。

Description

一种环保无铅高性能的铜合金线材及其加工工艺
技术领域
本发明涉及铜棒加工领域，具体涉及一种环保无铅高性能的铜合金线材及其加工工艺。
背景技术
现有的锡青铜材料为了实现其易切屑性能往往会添加铅元素，含铅的锡青铜具有较高的耐磨性和良好的可加工性，纤焊和焊接性能好，主要用于制造航空﹑汽车及其他工业部门中承受摩擦的零件并进行必要的焊接。但是由于铅的特性，在进行热加工时，极易产生热脆性，因此只能进行冷加工，降低了合金棒的可加工性，并且铅对环境具有很大的危害，随着环保意识的明显提高，含铅元素的青铜合金已经不能满足国内外高端市场的要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种环保无铅高性能的铜合金线材及其加工工艺。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种环保无铅高性能的铜合金线材，由以下重量份的原料制备而成：
铜 80～95份、硅 4～8份、镥 5～8份、镁 2～4份、锌 4～8份、镍 3～6份、银2～6份、锡1～4份、锰2～8份、铬 1.1～3.8份、钒 3～8份、镨2～6份、钕2～7份、钷1～5份和不可避免的杂质。
进一步地，一种环保无铅高性能的铜合金线材，由以下重量份的原料制备而成：
铜 81～90份、硅 5～7份、镥 6～7份、镁 3～4份、锌 5～7份、镍 4～6份、银3～5份、锡2～3份、锰3～7份、铬 2～3.5份、钒 4～7份、镨3～5份、钕3～6份、钷2～4份和不可避免的杂质。
进一步地，一种环保无铅高性能的铜合金线材，由以下重量份的原料制备而成：
铜 88份、硅 5份、镥 6份、镁 3份、锌 6份、镍 5份、银4份、锡3份、锰5份、铬 1.8份、钒6份、镨4份、钕5份、钷3份和不可避免的杂质。
进一步地，一种环保无铅高性能的铜合金线材的加工工艺，包括如下步骤：
S1:称取硅 5～7份、镥 6～7份、镁 3～4份、锌 5～7份、镍 4～6份、银3～5份、锡2～3份、锰3～7份、铬 2～3.5份、钒 4～7份、镨3～5份、钕3～6份、钷2～4份和不可避免的杂质加入到熔炼炉内；加热温度至1250～1450℃，得到合金金属液；
S2：将铜 81～90份加入熔炉内，带完全熔化后，在得到铜熔融液中加入步骤S1得到合金金属液加入进行充分搅拌，在金属液上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并在温度1200℃下保温1.5～2小时；从熔炼炉内取出样品，采用直读光谱仪对样品进行三到五次成分检测，以确定其合金成分在规定范围之内，然后进行成分化验；
S3、将得到的铜合金金属液引导倒入连铸连轧机内通过连铸连轧的方法生产铜合金线坯；然后进行退火处理，之后通过拉丝机进行拉丝操作，得到铜合金线材；
S4、将步骤S3铜合金线材进行酸洗之后进行热处理制得铜线材成品，检验合格入库。
进一步地，所述步骤S3中的连铸连轧速度为900～1800m/min，连铸连轧温度为1000-1200℃。
进一步地，所述步骤S3中的退火温度为 222～ 380℃，退火时间为 22～ 30 分钟。
进一步地，所述步骤S4中的酸洗采用酸洗液为镀锡助焊剂,其比例为1∶3。
本发明将传统铅元素替换为硅元素，按照铜、硅、镥、镁、锌、镍、银、锡、锰、铬、钒、镨、钕、钷和不可避免的杂质一定的成分配比，适当的温度，通过连铸连轧的生产工艺完成合金棒材的生产，采用连铸连轧的生产工艺，省去了传统生产工艺中的坯锭处理和退火挤压步骤；本发明不仅获得了无铅环保合金材料，而且缩短了生产周期，提高了生产效率，大大降低了生产成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明由以下重量份的原料制备而成：
铜 80～95份、硅 4～8份、镥 5～8份、镁 2～4份、锌 4～8份、镍 3～6份、银2～6份、锡1～4份、锰2～8份、铬 1.1～3.8份、钒 3～8份、镨2～6份、钕2～7份、钷1～5份和不可避免的杂质。
一种环保无铅高性能的铜合金线材，由以下重量份的原料制备而成：
铜 81～90份、硅 5～7份、镥 6～7份、镁 3～4份、锌 5～7份、镍 4～6份、银3～5份、锡2～3份、锰3～7份、铬 2～3.5份、钒 4～7份、镨3～5份、钕3～6份、钷2～4份和不可避免的杂质。
一种环保无铅高性能的铜合金线材，由以下重量份的原料制备而成：
铜 88份、硅 5份、镥 6份、镁 3份、锌 6份、镍 5份、银4份、锡3份、锰5份、铬 1.8份、钒6份、镨4份、钕5份、钷3份和不可避免的杂质。
一种环保无铅高性能的铜合金线材的加工工艺，包括如下步骤：
S1:称取硅 5～7份、镥 6～7份、镁 3～4份、锌 5～7份、镍 4～6份、银3～5份、锡2～3份、锰3～7份、铬 2～3.5份、钒 4～7份、镨3～5份、钕3～6份、钷2～4份和不可避免的杂质加入到熔炼炉内；加热温度至1250～1450℃，得到合金金属液；
S2：将铜 81～90份加入熔炉内，带完全熔化后，在得到铜熔融液中加入步骤S1得到合金金属液加入进行充分搅拌，在金属液上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并在温度1200℃下保温1.5～2小时；从熔炼炉内取出样品，采用直读光谱仪对样品进行三到五次成分检测，以确定其合金成分在规定范围之内，然后进行成分化验；
S3、将得到的铜合金金属液引导倒入连铸连轧机内通过连铸连轧的方法生产铜合金线坯；然后进行退火处理，之后通过拉丝机进行拉丝操作，得到铜合金线材；
S4、将步骤S3铜合金线材进行酸洗之后进行热处理制得铜线材成品，检验合格入库。
所述步骤S3中的连铸连轧速度为900～1800m/min，连铸连轧温度为1000-1200℃。
所述步骤S3中的退火温度为 222～ 380℃，退火时间为 22～ 30 分钟。
所述步骤S4中的酸洗采用酸洗液为镀锡助焊剂,其比例为1∶3。
实施例1：
S1:称取硅 6份、镥 6份、镁3份、锌 6份、镍 5份、银5份、锡2.5份、锰6份、铬3.5份、钒 6份、镨4份、钕5份、钷3份和不可避免的杂质加入到熔炼炉内；加热温度至1350℃，得到合金金属液；
S2：将铜 88份加入熔炉内，带完全熔化后，在得到铜熔融液中加入步骤S1得到合金金属液加入进行充分搅拌，在金属液上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并在温度1200℃下保温1.8小时；从熔炼炉内取出样品，采用直读光谱仪对样品进行三到五次成分检测，以确定其合金成分在规定范围之内，然后进行成分化验；
S3、将得到的铜合金金属液引导倒入连铸连轧机内通过连铸连轧的方法生产铜合金线坯；然后进行退火处理，之后通过拉丝机进行拉丝操作，得到铜合金线材；
S4、将步骤S3铜合金线材进行酸洗之后进行热处理制得铜线材成品，检验合格入库。
所述步骤S3中的连铸连轧速度为1500m/min，连铸连轧温度为1110℃。
所述步骤S3中的退火温度为 288℃，退火时间为 28 分钟。
所述步骤S4中的酸洗采用酸洗液为镀锡助焊剂,其比例为1∶3。
实施例2：
S1:称取硅 5份、镥 6份、镁 3份、锌 5份、镍 4份、银3份、锡2份、锰3份、铬 2份、钒 4份、镨3份、钕3份、钷2份和不可避免的杂质加入到熔炼炉内；加热温度至1250℃，得到合金金属液；
S2：将铜 81份加入熔炉内，带完全熔化后，在得到铜熔融液中加入步骤S1得到合金金属液加入进行充分搅拌，在金属液上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并在温度1200℃下保温1.5小时；从熔炼炉内取出样品，采用直读光谱仪对样品进行三到五次成分检测，以确定其合金成分在规定范围之内，然后进行成分化验；
S3、将得到的铜合金金属液引导倒入连铸连轧机内通过连铸连轧的方法生产铜合金线坯；然后进行退火处理，之后通过拉丝机进行拉丝操作，得到铜合金线材；
S4、将步骤S3铜合金线材进行酸洗之后进行热处理制得铜线材成品，检验合格入库。
所述步骤S3中的连铸连轧速度为900m/min，连铸连轧温度为1000℃。
所述步骤S3中的退火温度为 222℃，退火时间为 22分钟。
所述步骤S4中的酸洗采用酸洗液为镀锡助焊剂,其比例为1∶3。
实施例3：
S1:称取硅7份、镥 7份、镁 4份、锌7份、镍 6份、银5份、锡3份、锰7份、铬3.5份、钒7份、镨5份、钕6份、钷4份和不可避免的杂质加入到熔炼炉内；加热温度至1450℃，得到合金金属液；
S2：将铜 90份加入熔炉内，带完全熔化后，在得到铜熔融液中加入步骤S1得到合金金属液加入进行充分搅拌，在金属液上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并在温度1200℃下保温2小时；从熔炼炉内取出样品，采用直读光谱仪对样品进行三到五次成分检测，以确定其合金成分在规定范围之内，然后进行成分化验；
S3、将得到的铜合金金属液引导倒入连铸连轧机内通过连铸连轧的方法生产铜合金线坯；然后进行退火处理，之后通过拉丝机进行拉丝操作，得到铜合金线材；
S4、将步骤S3铜合金线材进行酸洗之后进行热处理制得铜线材成品，检验合格入库。
所述步骤S3中的连铸连轧速度为1800m/min，连铸连轧温度为1200℃。
所述步骤S3中的退火温度为380℃，退火时间为30 分钟。
所述步骤S4中的酸洗采用酸洗液为镀锡助焊剂,其比例为1∶3。
本发明将传统铅元素替换为硅元素，按照铜、硅、镥、镁、锌、镍、银、锡、锰、铬、钒、镨、钕、钷和不可避免的杂质一定的成分配比，适当的温度，通过连铸连轧的生产工艺完成合金棒材的生产，采用连铸连轧的生产工艺，省去了传统生产工艺中的坯锭处理和退火挤压步骤；本发明不仅获得了无铅环保合金材料，而且缩短了生产周期，提高了生产效率，大大降低了生产成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种环保无铅高性能的铜合金线材，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
铜 80～95份、硅 4～8份、镥 5～8份、镁 2～4份、锌 4～8份、镍 3～6份、银2～6份、锡1～4份、锰2～8份、铬1.1～3.8份、钒3～8份、镨2～6份、钕2～7份、钷1～5份和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种环保无铅高性能的铜合金线材，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
铜 81～90份、硅 5～7份、镥 6～7份、镁 3～4份、锌 5～7份、镍 4～6份、银3～5份、锡2～3份、锰3～7份、铬 2～3.5份、钒 4～7份、镨3～5份、钕3～6份、钷2～4份和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种环保无铅高性能的铜合金线材，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
铜 88份、硅 5份、镥 6份、镁 3份、锌 6份、镍 5份、银4份、锡3份、锰5份、铬 1.8份、钒6份、镨4份、钕5份、钷3份和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种环保无铅高性能的铜合金线材的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1:称取硅 5～7份、镥 6～7份、镁 3～4份、锌 5～7份、镍 4～6份、银3～5份、锡2～3份、锰3～7份、铬 2～3.5份、钒 4～7份、镨3～5份、钕3～6份、钷2～4份和不可避免的杂质加入到熔炼炉内；加热温度至1250～1450℃，得到合金金属液；
S2：将铜 81～90份加入熔炉内，带完全熔化后，在得到铜熔融液中加入步骤S1得到合金金属液加入进行充分搅拌，在金属液上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，并在温度1200℃下保温1.5～2小时；从熔炼炉内取出样品，采用直读光谱仪对样品进行三到五次成分检测，以确定其合金成分在规定范围之内，然后进行成分化验；
S3、将得到的铜合金金属液引导倒入连铸连轧机内通过连铸连轧的方法生产铜合金线坯；然后进行退火处理，之后通过拉丝机进行拉丝操作，得到铜合金线材；
S4、将步骤S3铜合金线材进行酸洗之后进行热处理制得铜线材成品，检验合格入库。
5.根据权利要求4所述的一种环保无铅高性能的铜合金线材及其加工工艺，其特征在于，所述步骤S3中的连铸连轧速度为900～1800m/min，连铸连轧温度为1000-1200℃。
6.根据权利要求4所述的一种环保无铅高性能的铜合金线材及其加工工艺，其特征在于，所述步骤S3中的退火温度为 222～ 380℃，退火时间为 22～ 30 分钟。
7.根据权利要求4所述的一种环保无铅高性能的铜合金线材及其加工工艺，其特征在于，所述步骤S4中的酸洗采用酸洗液为镀锡助焊剂,其比例为1∶3。
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