CN106140862B - 一种电真空器件用铜带的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电真空器件用铜带的生产工艺，包括以下步骤：（1）将A级阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，用牵引机组上引铜杆，得到无氧铜杆；（2）用连续挤压机组生产铜带坯；（3）采用冷轧机组对铜带坯料进行轧制；（4）采用光亮退火设备对冷轧后铜带进行退火；（5）采用可逆液压冷轧机组对铜带进行再冷轧；（6）将冷轧后的铜带进行清洗钝化，对铜带进行脱脂、抛光、精抛和钝化；（7）采用分切设备对铜带进行分切。本发明生产的电真空器件用铜带具有氧含量低、焊接性能优异、塑性加工性能高、导电性能高和表面质量高等优点，且该工艺流程短、高效、节能。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属的加工技术领域，尤其是涉及一种电真空器件用铜带的生产工艺。
背景技术
电真空器件被大量广泛地运用于军事、工业以及日常生活领域，如雷达通讯系统、电气设备、成像器件和探测器件等领域。电真空器件材料是电真空器件技术发展的物质基础，电真空器件的技术、指标是否先进，产品的质量能否得到保证，除设计、制造工艺外，材料的性能也是一个重要因素，而且往往是决定性因素。
铜及铜合金具有高导电、导热性能、良好的延展性以及易于加工等特点，而且真空密封性能优异，即使很薄也不会漏气，这对电真空器件尤为重要。另外，它还具有优异的焊接性能，几乎所有液态焊料都能良好地对其表面进行润湿，而无须镀镍。因此，铜及铜合金是电真空器件广泛采用的金属之一。
目前，电真空器件用铜带采用以下生产工艺：
真空炉熔炼—铸锭—加热—热轧—铣面—冷轧—中间退火—清洗—冷轧—清洗—分切。
上述传统的电真空器件用无氧铜带生产工艺存在投资规模大、成材率低、产品长度有限、生产效率低、能耗大、产品氧含量不稳定等缺点。因此，提出本发明。
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电真空器件用铜带的生产工艺，该工艺生产的电真空器件用铜带具有氧含量低、焊接性能优异、塑性加工性能高、导电性能高和表面质量高等优点，且该工艺流程短、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：
一种电真空器件用铜带的生产工艺，包括以下步骤：
（1）上引连铸：以A级阴极铜为原料，将A级阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭或石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组上引铜杆，得到无氧铜杆，将铜杆进入收线装置；
（2）连续挤压：以步骤（1）中制备的无氧铜杆为原料，采用连续挤压机组生产铜带坯；
（3）冷轧：采用冷轧机组对铜带坯料进行轧制，道次加工率为30～40%；
（4）退火：采用光亮退火设备对冷轧后无氧铜带进行退火；
（5）再冷轧：采用可逆液压冷轧机组对铜带坯料进行精轧，道次加工率为25～32%；
（6）清洗钝化：将冷轧后的铜带进行清洗钝化，利用碱液对铜带进行脱脂，脱脂储液箱采用油水分离技术，采用10%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用500目的针刷粗抛光和3500目3M刷进行精抛，抛光后在70℃～80℃下用浓度为0.3%～0.35%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理；
（7）分切：采用分切设备对铜带进行分切。
所述步骤（1）中的熔炼装置包括结晶器、熔化炉和保温炉，所述结晶器的出水温度为30℃，所述熔化炉的温度为1165℃，所述保温炉的温度为1155℃。
所述熔化炉采用烘干的木碳覆盖，所述木炭的粒度为28mm，覆盖厚度为120mm。
所述保温炉采用石墨磷片覆盖，覆盖厚度为20mm。
所述熔化炉与保温炉之间设有隔仓，所述熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，所述流沟高出炉底200mm，所述隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的一氧化碳气体，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的一氧化碳气体压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，气源出口压力1.0MPa，流量1.5Nm3/h，所述转子转速控制在160-180r/min。
所述步骤（1）中的引杆速度为450mm/min，引杆直径为Ф30mm，冷却循环出水温度为30℃。
所述步骤（5）中的退火温度为300℃，退火时间8h。
本发明电真空器件用铜带的生产工艺具有如下有益效果：
1、采用A级阴极铜板为原料，利用铜液在线除气、脱氧设备保证铜材的纯度高，铜和银的含量总和≥99.99%、氧含量小于0.0005%、导电率≥101.5%IACS，满足了电真空器件用铜带使用环境。
2、采用连续挤压技术与铣面技术相结合，提供了板型质量良好的铜带坯，经过冷轧，铜带的板型良好，小于10I，有利于后续的加工和使用。
3、本发明流程短、高效、节能。本发明与传统工艺相比节省了铸锭加热、热轧、剪边等工序，有益效果是节约能耗30%以上，成材率达到75%以上。
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电真空器件用铜带的生产流程为：上引连铸—连续挤压—铣面—冷轧—退火—再冷轧—清洗钝化—分切。
其具体步骤为：
（1）上引连铸
以A级阴极铜为原料，将阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组上引铜杆。
上引连铸铜杆的成分组成为：Cu+Ag≥99.99%， O≤0.0005%。
熔炼装置包括结晶器、熔化炉和保温炉，进一步设置为：结晶器出水温度控制在30℃，熔化炉的温度为1165℃，采用烘干的木碳覆盖，保证熔化炉的还原气氛；木炭粒度为28mm，覆盖厚度120mm。保温炉的温度为1155℃，采用石墨磷片覆盖，其覆盖厚度20mm。
在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，流沟高出炉底200mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果。在隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的一氧化碳气体，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的一氧化碳气体压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力1.0MPa，流量1. 5Nm3/h，转子转速控制在160-180r/min。
引杆速度450mm/min，引杆直径Ф30mm，冷却循环出水温度30℃。
制备的无氧铜杆纯度高Cu+Ag≥99.99%、氧含量小于0.0005%、导电率≥101.5%IACS。
（2）连续挤压
以步骤（1）制备的无氧铜杆为原料，采用连续挤压机组生产铜带坯，连续挤压机转速为3r/min；
（3）冷轧
采用冷轧机组对铜带坯料进行轧制，道次加工率为30～40%。
（4）退火
采用光亮退火设备对冷轧后无氧铜带进行退火，退火温度300℃，退火时间8h。
（5）再冷轧
采用可逆液压冷轧机组对铜带进行冷轧，道次加工率为25～32%。
（6）清洗钝化
将冷轧后的铜带进行清洗钝化，利用碱液对铜带进行脱脂，脱脂储液箱采用油水分离技术，采用10%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用500目的针刷粗抛光和3500目3M刷进行精抛，抛光后经70℃～80℃、0.3%～0.35%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
（7）分切
采用分切设备按照客户合同要求尺寸对铜带进行分切。
实施例2
本实施例2电真空器件用铜带的生产流程为：连续挤压—冷轧—退火—再冷轧—清洗钝化—分切。缺少上引连铸的步骤，其它步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例3电真空器件用铜带的生产流程为：上引连铸—冷轧—退火—再冷轧—清洗钝化—分切,缺少连续挤压的步骤，其它步骤与实施例1相同。
实施例4
本实施例4电真空器件用铜带的生产流程为：上引连铸—连续挤压—退火—再冷轧—清洗钝化—分切，缺少冷轧的步骤，其它步骤与实施例1相同。
实施例5
本实施例5电真空器件用铜带的生产流程为：上引连铸—连续挤压—冷轧—退火—清洗钝化—分切。缺少再冷轧的步骤，其它步骤与实施例1相同。
对比例1
采用传统工艺制备电真空器件用铜带：
真空炉熔炼—铸锭—加热—热轧—冷轧—中间退火—清洗—冷轧—清洗—分切。
性能测试及分析
通过本领域公知的技术进行性能测试及分析，分析结构如下：
本实施例1制得的铜材纯度非常高，铜和银的含量总和≥99.99%、氧含量小于0.0005%、导电率≥101.5%IACS，满足了电真空器件用无氧铜带使用环境。铜带的板型良好，小于10I，有利于后续的加工和使用。成材率达到90%。
实施例2-5制得的铜材的导电率小于101.5%IACS，且板型大于10I，成材率不到75%。
对比例1制得的铜材氧含量大于0.005%，成材率仅有40%，能耗非常大。
综上所述，本发明的生产工艺流程短、高效、节能，且制得的铜带具有优异的性能。
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 (8)
1.一种电真空器件用铜带的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）上引连铸：以A级阴极铜为原料，将阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭或石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组上引铜杆，得到无氧铜杆，将铜杆进入收线装置；
（2）连续挤压：以步骤（1）中制备的无氧铜杆为原料，采用连续挤压机组生产铜带坯；
（3）冷轧：采用冷轧机组对铜带坯料进行轧制，道次加工率为30～40%；
（4）退火：采用光亮退火设备对冷轧后铜带进行退火；
（5）再冷轧：采用可逆液压冷轧机组对铜带坯料进行精轧，道次加工率为25～32%；
（6）清洗钝化：将冷轧后的铜带进行清洗钝化，利用碱液对铜带进行脱脂，脱脂储液箱采用油水分离技术，采用10%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用500目的针刷粗抛光和3500目3M刷进行精抛，抛光后在70℃～80℃下用浓度为0.3%～0.35%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理；
（7）分切：采用分切设备对铜带进行分切；
所述步骤（1）中的熔炼装置包括结晶器、熔化炉和保温炉，所述步骤（1）中熔化炉与保温炉之间设有隔仓，所述熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，所述流沟高出炉底200mm，所述隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的一氧化碳气体，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的一氧化碳气体压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，气源出口压力1.0MPa，流量1.5Nm3/h，所述转子转速控制在160-180r/min。
2.如权利要求1所述电真空器件用铜带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的上引连铸铜杆的成分组成为：铜和银的含量总和≥99.99%，氧含量≤0.0005%，导电率≥101.5%IACS。
3.如权利要求1所述电真空器件用铜带的生产工艺，其特征在于：所述结晶器的出水温度为30℃，所述熔化炉的温度为1165℃，所述保温炉的温度为1155℃。
4.如权利要求3所述电真空器件用铜带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中熔化炉采用烘干的木炭覆盖，所述木炭的粒度为28mm，覆盖厚度为120mm。
5.如权利要求3所述电真空器件用铜带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中保温炉采用石墨鳞片覆盖，覆盖厚度为20mm。
6.如权利要求1所述电真空器件用铜带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的引杆速度为450mm/min，引杆直径为Ф30mm，冷却循环出水温度为30℃。
7.如权利要求1所述电真空器件用铜带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中连续挤压机转速为3r/min。
8.如权利要求1所述电真空器件用铜带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）中的退火温度为300℃，退火时间8h。
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