CN108004428A - 一种连续挤压制备铜铬银合金棒材的方法 - Google Patents

一种连续挤压制备铜铬银合金棒材的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种连续挤压制备铜铬银合金棒材的方法，铜铬银合金棒材按照重量百分比计，铬含量1.0％‑1.5％，银含量0.1‑0.15％，钛0.01～0.15％，锡0.01～0.15％，镁0.01～0.15％，铌0.01～0.15％，其余的余量为铜；制备方法是：上引连铸—连续挤压—连续轧制—固溶—连续轧制—时效—拉拔，制备的铜铬银棒材的抗拉强度大于580MPa，延伸率大于5％，导电率大于86％IACS，软化温度大于530℃。

Description

一种连续挤压制备铜铬银合金棒材的方法
技术领域
本发明涉及一种有色金属合金的制备方法，尤其涉及一种连续挤压制备铜铬银合金棒材方法。
背景技术
电阻焊是种高效无污染的焊接方法，广泛用于车辆、船舶、飞机、家电轻工产品的制造领域。电极是电阻焊设备中的关键部件，起夹持焊件、传递压力和大功率电流的作用。焊接钢板时，电极要承受高压力、高电流的作用，电极局部瞬时温升高达400～600℃，必须选用导电导热性好、具有一定强度、抗软化性高、不易与焊件产生合金化和粘接的材料制作电极。随着国民经济的高速发展，加工制造业规模不断扩大，电阻焊应用日益广泛，据统计用于电阻焊领域的钢材目前已占到焊接结构钢总量的30％左右，尤其在低碳钢、镀锌钢板和低合金耐热钢的焊接方面，电阻焊的应用更为普及，用于制造电阻焊电极的合金材料的市场需求日益旺盛，电阻焊电极是一种消耗品，目前，在电阻焊领域使用的电极有铜铬系合金、氧化铝弥散强化铜合金电极等。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能优异的连续挤压制备铜铬银合金棒材方法，满足电阻焊电极材料的使用。
本发明制备铜铬银合金按照重量百分比计，铬含量1.0％-1.5％，银含量0.1-0.15％，钛0.01～0.15％，锡0.01～0.15％，镁0.01～0.15％，铌0.01～0.15％，其余的余量为铜；铬含量与银含量的比值为10：1，银含量与钛含量的比值为10：1，钛含量、锡含量、镁含量、铌含量的比值为1：1：1：1。
本发明的制备方法是：上引连铸—连续挤压—连续轧制—固溶—连续轧制—时效—拉拔。
(1)上引连铸：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜烘干后投放进熔炼装置中，熔炼装置包括熔炼炉、隔仓、保温炉三部分组成，其中熔炼炉温度为1400-1450℃，保温炉温度为1350-1400℃，隔仓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％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将氩气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0.5MPa，流量0.5～1.0Nm3/h，转子转速控制在150～200r/min，通过在线除气装置，使铜液中的氧含量小于3ppm。
熔炼炉采用木炭覆盖，隔仓、保温炉采用石墨鳞片覆盖，同时熔炼炉、隔仓、保温炉均采用氩气进行气体保护。
采用颗粒状的纯铬，加入铜管内，烘干后按照比例加入熔炼炉内，颗粒状的纯铬的直径小于3mm，铜管直径小于50mm，铜管壁厚大于2mm。
采用纯银、铜钛中间合金、铜锡中间合金、铜镁中间合金、铜铌中间合金，按照比例加入熔化炉内。
采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为1.5～2.0mm，上引连铸的速度为500mm/min，停拉比率为60％-70％，采用小节距、大停拉比率提高铜杆表面质量，避免铜杆拉断。上引连铸直径Ф20mm，结晶器的冷却循环水进水温度小于35℃，结晶器的冷却循环水进水和出水温度差小于8℃。
上引连铸使用的结晶器为陶瓷材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm。
(2)连续挤压：连续挤压机转速为7r/min，连续挤压温度为750～850℃，连续挤压溢料率控制在6～8％。
(3)连续轧制：轧制速度0.15-0.25米/秒；连续轧制的总加工率大于60％。
(4)固溶：温度890℃-920℃，时间1-2小时。
(5)连续轧制：轧制速度0.15-0.25米/秒；连续轧制的总加工率大于50％。
(6)时效：温度450℃-500℃，时间3-5小时。
(7)拉拔：加工率30％-50％。
上述方法制备的铜铬银棒材的抗拉强度大于580MPa，延伸率大于5％，导电率大于86％IACS，软化温度大于530℃。
本发明的有益效果在于：
1.采用非真空熔炼的方法，实现了铜铬银合金棒材的连续化、大规模化生产。
2.采用纯铬的金属添加方法，降低了生产成本，采用氩气保护，控制氧含量等措施，使铬的挥发量较少，优化上引连铸的工艺参数，采用小节距、大停拉比率的方法，采用镀铬的陶瓷材质的结晶器，保证上引连铸铜杆表面光洁。
3.采用连续挤压、连续轧制、固溶时效的方法，制备的铜铬银合金棒材的性能优异。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
本发明制备铜铬银合金按照重量百分比计，铬含量1.5％，银含量0.15％，钛0.15％，锡0.15％，镁0.15％，铌0.15％，其余的余量为铜。
本发明的制备方法是：上引连铸—连续挤压—连续轧制—固溶—连续轧制—时效—拉拔。
(1)上引连铸：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜烘干后投放进熔炼装置中，熔炼装置包括熔炼炉、隔仓、保温炉三部分组成，其中熔炼炉温度为1450℃，保温炉温度为1350℃，隔仓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％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将氩气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0.5MPa，流量0.5～1.0Nm3/h，转子转速控制在150～200r/min，通过在线除气装置，使铜液中的氧含量小于3ppm。
熔炼炉采用木炭覆盖，隔仓、保温炉采用石墨鳞片覆盖，同时熔炼炉、隔仓、保温炉均采用氩气进行气体保护。
采用颗粒状的纯铬，加入铜管内，烘干后按照比例加入熔炼炉内，颗粒状的纯铬的直径小于3mm，铜管直径小于50mm，铜管壁厚大于2mm。
采用纯银、铜钛中间合金、铜锡中间合金、铜镁中间合金、铜铌中间合金，按照比例加入熔化炉内。
采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为1.5～2.0mm，上引连铸的速度为500mm/min，停拉比率为60％-70％，采用小节距、大停拉比率提高铜杆表面质量，避免铜杆拉断。上引连铸直径Ф20mm，结晶器的冷却循环水进水温度小于35℃，结晶器的冷却循环水进水和出水温度差小于8℃。
上引连铸使用的结晶器为陶瓷材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm。
(2)连续挤压：连续挤压机转速为7r/min，连续挤压温度为750～850℃，连续挤压溢料率控制在6～8％。
(3)连续轧制：轧制速度0.15-0.25米/秒；连续轧制的总加工率大于60％。
(4)固溶：温度920℃，时间2小时。
(5)连续轧制：轧制速度0.15-0.25米/秒；连续轧制的总加工率大于50％。
(6)时效：温度500℃，时间3-5小时。
(7)拉拔：加工率35％。
上述方法制备的铜铬银棒材的抗拉强度大于580MPa，延伸率大于5％，导电率大于86％IACS，软化温度大于530℃。
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 (2)

1.一种连续挤压制备铜铬银合金棒材的方法，其特征在于：所述的铜铬银合金棒材按照重量百分比计，铬含量1.0％-1.5％，银含量0.1-0.15％，钛0.01～0.15％，锡0.01～0.15％，镁0.01～0.15％，铌0.01～0.15％，其余的余量为铜；铬含量与银含量的比值为10：1，银含量与钛含量的比值为10：1，钛含量、锡含量、镁含量、铌含量的比值为1：1：1：1；所述的铜铬银棒材的抗拉强度大于580MPa，延伸率大于5％，导电率大于86％IACS，软化温度大于530℃。
2.如权利要求1所述的一种连续挤压制备铜铬银合金棒材的方法，其特征在于：包括以下步骤：上引连铸—连续挤压—连续轧制—固溶—连续轧制—时效—拉拔：
(1)上引连铸：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜烘干后投放进熔炼装置中，熔炼装置包括熔炼炉、隔仓、保温炉三部分组成，其中熔炼炉温度为1400-1450℃，保温炉温度为1350-1400℃，隔仓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％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将氩气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0.5MPa，流量0.5～1.0Nm3/h，转子转速控制在150～200r/min，通过在线除气装置，使铜液中的氧含量小于3ppm；熔炼炉采用木炭覆盖，隔仓、保温炉采用石墨鳞片覆盖，同时熔炼炉、隔仓、保温炉均采用氩气进行气体保护；采用颗粒状的纯铬，加入铜管内，烘干后按照比例加入熔炼炉内，颗粒状的纯铬的直径小于3mm，铜管直径小于50mm，铜管壁厚大于2mm；采用纯银、铜钛中间合金、铜锡中间合金、铜镁中间合金、铜铌中间合金，按照比例加入熔化炉内；采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为1.5～2.0mm，上引连铸的速度为500mm/min，停拉比率为60％-70％，采用小节距、大停拉比率提高铜杆表面质量，避免铜杆拉断；上引连铸直径Ф20mm，结晶器的冷却循环水进水温度小于35℃，结晶器的冷却循环水进水和出水温度差小于8℃；上引连铸使用的结晶器为陶瓷材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm；
(2)连续挤压：连续挤压机转速为7r/min，连续挤压温度为750～850℃，连续挤压溢料率控制在6～8％；
(3)连续轧制：连续轧制的轧制速度0.15-0.25米/秒；连续轧制的总加工率大于60％；
(4)固溶：固溶温度890℃-920℃，时间1-2小时；
(5)连续轧制：连续轧制的轧制速度0.15-0.25米/秒；连续轧制的总加工率大于50％；
(6)时效：时效的温度450℃-500℃，时间3-5小时；
(7)拉拔：拉拔的加工率30％-50％。
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