CN106623419B - 定膨胀合金带材的冷轧生产方法 - Google Patents

定膨胀合金带材的冷轧生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种合金带材的加工工艺，具体说是定膨胀合金带材的冷轧生产方法。它的特点是选择精炼热轧卷板，并对其进行一次轧制、清洗、退火，再进行二次轧制、清洗、退火，然后经过拉矫、高温时效处理、反拉矫，得到定膨胀合金带材。采用该方法生产定膨胀合金带材，不需要进行焊接，带材不存在焊缝，卷径较大，而且均匀性好，其线膨胀系数在20‑400℃范围内为9.3*10‑ 6m/℃。

Description

定膨胀合金带材的冷轧生产方法
技术领域
本发明涉及一种合金带材的加工工艺，具体说是定膨胀合金带材的冷轧生产方法，尤其适用于电真空工业中作为与玻璃、陶瓷等封接结构材料的生产。
背景技术
定膨胀合金也叫封接合金，其用于与玻璃、陶瓷等材料进行封接，具备在一定温度范围内合金的线膨胀系数与被封接的玻璃、陶瓷等材料的线膨胀系数相近，以做到匹配封接。定膨胀合金有较高的导电、导热性，较高的强度和加工成形性、焊接性，与被封接材料能牢固结合。在使用过程中，为保证封接的气密性，要求定膨胀合金不允许有结构变化，非金属夹杂、有害元素和气体含量要尽可能少，带材应平整、光洁、无划痕、无残余应力等。
定膨胀合金属于精密合金，目前的生产工艺几乎全部为焊接轧制。我国生产精密合金的冶炼设备吨位较小，基本不超过2吨，原材料经锻造、修磨后热轧、酸洗、修磨得到热轧卷。为了提高卷径或者卷重从而提高轧制成材率降低轧制成本，必须对2卷以上材料进行氩弧焊接，焊缝部位容易产生缺陷或者成分偏差。
这种生产工艺的缺点有以下几点：
1.材料不稳定，很难保证整体的线膨胀系数一致；
2.特别是焊缝部分，如果经轧制加工后无法通过肉眼分辨切除的话更明显；
3.卷径或者卷重太小，需要频繁上下卷效率太低，且每次上卷需要调试，需要对轧卷去头去尾，既浪费时间也大大降低材料的利用率，费时废料费成本，产品性能不稳定，成品率较低。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种定膨胀合金带材的冷轧生产方法，采用该方法生产定膨胀合金带材，不需要进行焊接，带材不存在焊缝，卷径较大，而且均匀性好，其线膨胀系数在20-400℃范围内为9.3*10-6m/℃。
为解决上述问题，采取以下技术方案：
本发明的定膨胀合金带材的冷轧生产方法的特点是包括以下步骤：
第一步，选料：选择精炼热轧或者冷轧卷板，确保冶炼杂质含量较低，在轧制到0.1mm厚度时不能起皮，原料卷板厚度控制在1.5mm以下，以适合二十辊轧机开坯粗轧。
第二步，一次轧制：使用二十辊轧机冷轧，轧制张力控制在80-150N/mm2，轧制速度270-320m/min，将坯料粗轧至厚度为0.3-0.31mm。
第三步，一次清洗：将一次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以80-100m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备。
第四步，一次退火：将一次清洗好的带材以9-10m/min的速度在温度为910-930℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却。
第五步，二次轧制：分六道次轧制，前四道次选用普通Ra0.3-0.4um工作辊，将带材轧制到厚度为0.13-0.14mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.3-0.4um；最后二道次选用Ra0.1-0.2um细表面工作辊，将带材轧制到厚度为0.095-0.1mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.13-0.17um，表面细腻光滑。
第六步，二次清洗：将二次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以80-100m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备。
第七步，二次退火：将二次清洗好的带材以11.5-12m/min的速度在温度为910-930℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却。
第八步，拉矫：将二次退火后的半成品钢带在拉矫机上进行矫直，使钢带的不平度不超过1.0mm/m。
第九步，高温时效处理：将拉矫后的带材进行高温时效处理，处理温度600-700℃，在光亮退火炉上进行，线速度为5-7m/min。
第十步，反拉矫：将高温时效处理后的带材在拉矫机上进行反向拉矫，进一步矫正板型，从而得到定膨胀合金带材。
第十一步，分剪包装：按客户要求分剪包装入库。
其中，第一步中选择的精炼热轧或者冷轧卷板为宝钢集团特钢分厂生产的精炼4J42大卷板。
第八步、第十步中使用的拉矫机为德国unger公司生产的二十三辊拉矫机。
采取上述方案，具有以下优点：
本发明的定膨胀合金带材的冷轧生产方法选择精炼热轧卷板，并对其进行一次轧制、清洗、退火，再进行二次轧制、清洗、退火，然后经过拉矫、高温时效处理、反拉矫，得到定膨胀合金带材。该工艺方法直接选用大卷卷板进行加工，卷径、卷重较大，不需要焊接，带材不存在焊缝，材料不存在局部缺陷和成分偏差，均匀性好，能够保证带材的整体线膨胀系数一致。经过高温时效处理后带材的定膨胀系数范围较广，在大约20-400℃的范围内稳定在9.3*10-6m/℃。同时，该生产过程的卷板卷径和卷重可随意调节，无需频繁上下卷，可提高生产效率，减少调试次数和时间，提高材料的利用率，使得产品的性能稳定，成品率较高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一
本实施例的定膨胀合金带材的冷轧生产方法包括以下步骤：
第一步，选料
选择精炼热轧或者冷轧卷板，确保冶炼杂质含量较低，在轧制到0.1mm厚度时不能起皮，原料卷板厚度控制在1.5mm以下，以适合二十辊轧机开坯粗轧。
第二步，一次轧制
使用二十辊轧机冷轧，轧制张力控制在80N/mm2，轧制速度320m/min，将坯料粗轧至厚度为0.31mm。
第三步，一次清洗
将一次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以80m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备。
第四步，一次退火
将一次清洗好的带材以9m/min的速度在温度为910℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却。
第五步，二次轧制
分六道次轧制，前四道次选用普通Ra0.4um工作辊，将带材轧制到厚度为0.14mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.4um；最后二道次选用Ra0.2um细表面工作辊，将带材轧制到厚度为0.1mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.17um，表面细腻光滑。
第六步，二次清洗
将二次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以80m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备。
第七步，二次退火
将二次清洗好的带材以12m/min的速度在温度为910℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却。
第八步，拉矫
将二次退火后的半成品钢带在拉矫机上进行矫直，使钢带的不平度不超过1.0mm/m。
第九步，高温时效处理
将拉矫后的带材进行高温时效处理，处理温度600℃，在光亮退火炉上进行，线速度为7m/min。
第十步，反拉矫
将高温时效处理后的带材在拉矫机上进行反向拉矫，进一步矫正板型，从而得到定膨胀合金带材。
第十一步，分剪包装
按客户要求分剪包装入库。
实施例二
本实施例的定膨胀合金带材的冷轧生产方法的特点是包括以下步骤：
第一步，选料
选择精炼热轧或者冷轧卷板，确保冶炼杂质含量较低，在轧制到0.1mm厚度时不能起皮，原料卷板厚度控制在1.5mm以下，以适合二十辊轧机开坯粗轧。
第二步，一次轧制
使用二十辊轧机冷轧，轧制张力控制在120N/mm2，轧制速度300m/min，将坯料粗轧至厚度为0.305mm。
第三步，一次清洗
将一次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以90m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备。
第四步，一次退火
将一次清洗好的带材以9.5m/min的速度在温度为920℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却。
第五步，二次轧制
分六道次轧制，前四道次选用普通Ra0.3um工作辊，将带材轧制到厚度为0.13mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.3um；最后二道次选用Ra0.1um细表面工作辊，将带材轧制到厚度为0.1mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.15um，表面细腻光滑。
第六步，二次清洗
将二次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以90m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备。
第七步，二次退火
将二次清洗好的带材以11.5m/min的速度在温度为920℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却。
第八步，拉矫
将二次退火后的半成品钢带在拉矫机上进行矫直，使钢带的不平度不超过1.0mm/m。
第九步，高温时效处理
将拉矫后的带材进行高温时效处理，处理温度650℃，在光亮退火炉上进行，线速度为6m/min。
第十步，反拉矫
将高温时效处理后的带材在拉矫机上进行反向拉矫，进一步矫正板型，从而得到定膨胀合金带材。
第十一步，分剪包装
按客户要求分剪包装入库。
实施例三
本实施例的定膨胀合金带材的冷轧生产方法的特点是包括以下步骤：
第一步，选料
选择精炼热轧或者冷轧卷板，确保冶炼杂质含量较低，在轧制到0.1mm厚度时不能起皮，原料卷板厚度控制在1.5mm以下，以适合二十辊轧机开坯粗轧。
第二步，一次轧制
使用二十辊轧机冷轧，轧制张力控制在150N/mm2，轧制速度270m/min，将坯料粗轧至厚度为0.3mm。
第三步，一次清洗
将一次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以100m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备。
第四步，一次退火
将一次清洗好的带材以10m/min的速度在温度为930℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却。
第五步，二次轧制
分六道次轧制，前四道次选用普通Ra0.3um工作辊，将带材轧制到厚度为0.13mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.3um；最后二道次选用Ra0.1um细表面工作辊，将带材轧制到厚度为0.095mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.13um，表面细腻光滑。
第六步，二次清洗
将二次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以100m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备。
第七步，二次退火
将二次清洗好的带材以12m/min的速度在温度为930℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却。
第八步，拉矫
将二次退火后的半成品钢带在拉矫机上进行矫直，使钢带的不平度不超过1.0mm/m。
第九步，高温时效处理
将拉矫后的带材进行高温时效处理，处理温度700℃，在光亮退火炉上进行，线速度为5m/min。
第十步，反拉矫
将高温时效处理后的带材在拉矫机上进行反向拉矫，进一步矫正板型，从而得到定膨胀合金带材。
第十一步，分剪包装
按客户要求分剪包装入库。
上述三个实施例中，第一步中选择的精炼热轧或者冷轧卷板为宝钢集团特钢分厂生产的精炼4J42大卷板。第八步、第十步中使用的拉矫机均为德国unger公司生产的二十三辊拉矫机。

Claims (1)

1.定膨胀合金带材的冷轧生产方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，选料
选择精炼热轧或者冷轧卷板，确保冶炼杂质含量较低，在轧制到0.1mm厚度时不能起皮，原料卷板厚度控制在1.5mm以下，以适合二十辊轧机开坯粗轧；
第二步，一次轧制
使用二十辊轧机冷轧，轧制张力控制在80-150N/mm2，轧制速度270-320m/min，将坯料粗轧至厚度为0.3-0.31mm；
第三步，一次清洗
将一次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以80-100m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备；
第四步，一次退火
将一次清洗好的带材以9-10m/min的速度在温度为910-930℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却；
第五步，二次轧制
分六道次轧制，前四道次选用普通Ra0.3-0.4um工作辊，将带材轧制到厚度为0.13-0.14mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.3-0.4um；最后二道次选用Ra0.1-0.2um细表面工作辊，将带材轧制到厚度为0.095-0.1mm，轧制后的表面粗糙度为Ra0.13-0.17um，表面细腻光滑；
第六步，二次清洗
将二次轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以80-100m/min的速度脱除轧制时残留在带材表面的轧制油，为退火作准备；
第七步，二次退火
将二次清洗好的带材以11.5-12m/min的速度在温度为910-930℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对带材进行快速冷却；
第八步，拉矫
将二次退火后的半成品钢带在拉矫机上进行矫直，使钢带的不平度不超过1.0mm/m；
第九步，高温时效处理
将拉矫后的带材进行高温时效处理，处理温度600-700℃，在光亮退火炉上进行，线速度为5-7m/min；
第十步，反拉矫
将高温时效处理后的带材在拉矫机上进行反向拉矫，进一步矫正板型，从而得到定膨胀合金带材；
第十一步，分剪包装
按客户要求分剪包装入库。
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