CN108057999B - 一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，属于铜板带生产工艺技术领域，其步骤为：（1）熔炼铸锭；（2）热轧；（3）铣面；（4）粗轧，其中，粗轧后带卷的规定厚度为2.5mm；（5）一次退火；（6）一次清洗；（7）中轧；（8）二次退火、清洗；（9）精轧；（10）三次退火、清洗；（11）精轧；（12）四次清洗；（13）矫平；（14）检验交付。通过该技术方案能够使黄铜产品同时满足汽车连接器行业对抗拉强度与延伸率指标的双要求。

Description

一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺

技术领域

本发明涉及一种铜板带生产工艺技术领域，尤其涉及到一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺。

背景技术

汽车连接器中的车用电线束接插器产品因产品冲压成型环节形状复杂，对铜带材料的塑性要求极高，且成型接插器单线片式的公端和母端啮合与分离（即插拔力）需符合国内汽车行业标准《QC/T417-2011》的要求，对铜带材料的强度又提出了较高的要求，因此，针对这类产品，汽车连接器行业提出了“双强铜带”这一市场需求，所谓的“双强铜带”即保障铜带材料在抗拉强度达到500MPa水平的基础上，同时保障铜带材料的延伸率可达到15%以上。

但是，目前现有技术中以牌号C5191为代表的磷铜产品可满足 “双强铜带”的应用需求，但该材料的价格与各汽车连接器生产厂家所期望的成本控制需求相距甚远，而以牌号C2680为代表的黄铜产品可满足汽车连接器行业对成本的管控期望，但在同时满足抗拉强度与延伸率指标上存在困难，而随着越来越多的企业对“双强铜带”采购愿望的不断提出，因而需尽快抢占“双强铜带”这一黄铜替代磷铜的市场竞争先机，因此，对汽车连接器行业黄铜“双强铜带”的研发及产业拓展是未来的发展趋势。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明在于克服现有技术中用于汽车连接器生产的黄铜产品在同时满足抗拉强度与延伸率指标上存在困难等不足，提供了一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，采用本发明的技术方案能够使黄铜产品同时满足汽车连接器行业对抗拉强度与延伸率指标的双要求。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其步骤如下：

（1）熔炼铸锭；（2）热轧；（3）铣面；（4）粗轧，其中，粗轧后带卷的规定厚度为2.5mm；（5）一次退火；（6）一次清洗；（7）中轧；（8）二次退火、清洗；（9）精轧；（10）三次退火、清洗；（11）精轧；（12）四次清洗；（13）矫平；（14）检验交付。

作为本发明进一步改进，步骤（1）中：将电解铜板及锌锭按照H65黄铜的成分标准称重好后，根据两种材料的熔点不同，先将电解铜加入铜水炉内进行加热熔化后，再将锌锭加入熔化，通过搅拌、捞渣成分检验后，待调整熔化的铜水温度为1030-1080℃时，再将铜水炉内熔化的铜水通过流管本体浇入水冷结晶器内，采用专用拉铸机拉铸出厚度为260mm的铸锭，且该铸锭成分中Fe≤250ppm，在拉铸过程中为了保证铸坯质量，需要采用干硼砂对铜水进行覆盖，保证铸坯表面质量，无夹渣、气孔等异常，且拉铸机进行拉铸铜锭时，当铜水中铅的含量小于150ppm，拉铸速度为17rpm，冷却水压为0.2Mpa；当铜水中铅的含量大于150ppm且小于200ppm，拉铸速度为14rpm，冷却水压为0.25Mpa；步骤（2）中：将步骤（1）中厚度为260mm铸锭放入推杆式加热炉内进行加热，使得铸锭加热5小时铸锭温度达到870℃后，进入二辊热轧机进行多道次轧制，热轧机规格为φ700*700mm，轧制速度为150m/min，热轧机冷却采用乳化液冷却，乳化液质量浓度为0.3%，待铸锭轧制到17.0mm后进行在线水冷，最后采用五辊无芯打卷机卷取卸料。

作为本发明进一步改进，步骤（3）中：将步骤（2）热轧后厚度为17.0mm的带坯采用铣床对其上下表面进行铣削，铣削速度为5m/min，带坯上下表面铣削量为各0.5mm，铣削后表面粗糙度控制在1.6Ra/um以内；步骤（4）中：将经步骤（4）铣面后16mm的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.5mm后卸卷，粗轧机规格为φ800*360mm，轧制速度为220m/min，粗轧机采用乳液润滑，乳液质量浓度为3%。

作为本发明进一步改进，步骤（5）中：将步骤（4）粗轧后厚度为2.5mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将2.5mm带卷投入罩式炉中，经过4小时升温至480℃，然后保温5小时，保温结束后先风冷后水冷，出炉温度≤90℃；步骤（6）中：将步骤（5）一次退火后的厚度为2.5mm的带卷依次采用酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式进行处理，其中，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为12%；采用240目单股丝刷抛光，刷毛材质为碳化硅，抛光转速为600 r/min，清洗速度为30m/min。

作为本发明进一步改进，步骤（7）中：将步骤（6）一次清洗后厚度为2.5mm的带卷进行5道次轧制，轧制到厚度为0.8mm后卸卷，中轧机规格为φ260/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为180m/min；步骤（8）中：将步骤（7）中轧后厚度为0.8mm的带卷进行退火、清洗过程，且采用气垫炉进行退火，具体退火、清洗过程为：开卷→碱洗→活套→加热炉→冷却炉→酸洗→钝化→烘干→活套→收卷，其中，加热炉采用电加热，加热温度为700℃，冷却炉采用风机冷却，风机转速为1300rpm，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为8-10%，采用液态钝化剂进行钝化，烘干温度为90℃，全程退火速度为22-30m/min。

作为本发明进一步改进，步骤（9）中：将步骤（8）二次退火、清洗后厚度为0.8mm的带卷进行2道次轧制，轧制到厚度为0.37mm后卸卷，精轧机规格为φ150/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为200m/min；步骤（10）中：将步骤（9）精轧后厚度为0.37mm的带卷进行退火、清洗过程，且采用气垫炉进行退火，具体退火、清洗过程为：开卷→碱洗→活套→加热炉→冷却炉→酸洗→钝化→烘干→活套→收卷，其中，加热炉采用电加热，加热温度为700℃，冷却炉采用风机冷却，风机转速为1300rpm，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为8-10%，采用液态钝化剂进行钝化，烘干温度为90℃，全程退火速度为37-52m/min。

作为本发明进一步改进，步骤（11）中：将步骤（10）三次退火、清洗后厚度为0.37mm的带卷进行1道次轧制，轧制到厚度为0.3mm后卸卷，精轧机规格为φ150/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为240m/min；步骤（12）中：将步骤（11）精轧后厚度为0.3mm的带卷依次采用碱洗→酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式进行处理，其中，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为4%-6%；采用1000目多股丝刷抛光，刷毛材质为氧化铝，抛光转速为900 r/min，清洗速度为80m/min；采用温度为60-70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。

作为本发明进一步改进，步骤（13）中：将经步骤（12）四次清洗后厚度为0.3 mm的带卷采用张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直，其中，张力辊共八个，直径为500mm，辊间最大张力58kN；弯曲矫直采用六重式23辊矫直，矫直辊直径为16mm，矫直中带卷延伸率控制在0.16%，带卷矫直速度为100m/min；步骤（14）中：将经步骤（13）矫平后的带卷进行分切检验交付。

作为本发明进一步改进，采用上述步骤制备的铜带材料，其抗拉强度为500-520MPa，其延伸率为15-18%。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

（1）本发明的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，各步骤环环相扣、层层递进以及各步骤工艺参数的合理设置，才使得生产的厚度为0.3mm的铜带材料，其抗拉强度为500-520MPa，其延伸率为15-18%，从而能够同时满足汽车连接器行业对抗拉强度与延伸率指标的双要求。

（2）本发明的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，在步骤（8）和步骤（10）中采用气垫炉进行退火，消除轧制后带卷的加工硬化，具体退火、清洗过程为：开卷→碱洗→活套→加热炉→冷却炉→酸洗→钝化→烘干→活套→收卷。需要说明的是：一般气垫炉的退火温度与其设备质量有关，因此，气垫炉整个退火过程中最重要的参数设置是全程退火速度，全程退火速度的大小决定着经气垫炉退火后铜带的温度，因此该退火速度不能过大，否则会导致经气垫炉退火的铜带未达到其再结晶温度，使其难以发生再结晶过程，从而也就不能消除其加工硬化，进而难以进行下一道工序；但该退火速度也不能过小，否则会导致经气垫炉退火的铜带晶粒尺寸粗大，从而使得铜带表面的粗糙度过大，同时，还会造成铜带的强度、塑性及韧性降低。综合上述分析，气垫炉退火过程中，全程退火速度要适宜，但是理论分析终究是理论分析，即虽然我们可以通过理论分析得知上述情形的发生，但在实际生产过程中，我们不仅要有理论分析，还需要在理论的基础上进行实践操作，进而才能确定全程退火速度的具体值，虽然理论分析已经给了我们解决问题的一定基础，但是由于实践过程中受多种因素影响，使得整个操作过程并不是很顺利，申请人通过长期的生产实践最终才确定本发明中步骤（8）和步骤（10）中的全程退火速度范围分别为22-30m/min、22-30m/min，该全程退火速度的设置最利于生产使用，在保证生产效率的同时，既能保证经气垫炉退火的铜带能够发生再结晶过程，同时还能保证经气垫炉退火的铜带晶粒尺寸较小，有效控制平均晶粒尺寸，保证铜带表面粗糙度，实现对铜带材料强化目的的同时可同步增加其塑性。其次，由于轧机轧制时带张力，使得铜带每层间压实度较高，即使得层间无间隙，故而通过罩式炉进行下道工序退火时，容易出现粘结现象，不利于退火过程的进行，即难以消除铜带内的残余应力。而本发明通过采用气垫炉进行退火，使得退火过程中带面不会发生粘结现象，进一步提高退火质量，且采用气垫炉退火，可使得晶粒更加均匀，性能更加稳定。

（3）本发明的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其厚度为260mm的铸锭成分中Fe≤250ppm，需要说明的是：铁作为黄铜铸锭成分中的杂质元素，在一定含量范围内，具有细晶强化的作用，申请人经过长期生产实践和理论分析发现，该含量范围值优选为Fe≤250ppm。

（4）本发明的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，在步骤（6）一次清洗和步骤（12）四次清洗中均进行抛光处理，具体为：步骤（6）一次清洗中采用240目单股丝刷抛光，刷毛材质为碳化硅，抛光转速为600 r/min，清洗速度为30m/min；步骤（12）四次清洗中采用1000目多股丝刷抛光，刷毛材质为氧化铝，抛光转速为900 r/min，清洗速度为80m/min。需要说明的是：现有技术中一般都采用尼龙刷进行抛光处理，而尼龙丝太软，不能清除掉铜带表面的污迹等，申请人在考虑到上述尼龙刷所存在的缺陷后，经过长期的生产实践和理论分析发现：在步骤（6）一次清洗中采用240目单股丝刷抛光，在步骤（12）四次清洗中采用1000目多股丝刷抛光，可有效去除铜带表面的污迹，确保铜带表面清洁，且步骤（12）四次清洗中的刷毛材质为氧化铝，该氧化铝材质是申请人经过长期的生产试验摸索所获得的，选用该氧化铝材质既能清除铜带表面的污迹，还不会对铜带表面造成损伤。

（5）本发明的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，拉铸机进行拉铸铜锭时，当铜水中铅的含量小于150ppm，拉铸速度为17rpm，冷却水压为0.2Mpa；当铜水中铅的含量大于150ppm且小于200ppm，拉铸速度为14rpm，冷却水压为0.25Mpa。需要说明的是：长期的生产经验使申请人确定铜水中铅的含量不能超过200 ppm，否则拉铸出的铸锭中极易产生气泡，因此本发明将铜水中所含的铅量严格控制在200ppm内，但经过后续实践操作发现，即使铅的含量已经控制在200ppm内，拉铸出的铸锭仍然存在气泡、夹杂等缺陷，此时申请人又陷入毫无头绪阶段，因为申请人不知道是之前设定的铅含量控制有问题，还是其他环节的配合出现问题，申请人经过后续长期的生产实践和理论分析发现，将铅的含量控制在200ppm内是没有问题的，问题是针对200ppm内铅的含量需要划分为几个区域，并针对这几个区域分别设定拉铸速度值和冷却水压值，在确定这一方向后，申请人又重拾信心，继续投身于试验中，最终得出这一技术成果：当铜水中铅的含量小于150ppm，拉铸速度为17rpm，冷却水压为0.2Mpa；当铜水中铅的含量大于150ppm且小于200ppm，拉铸速度为14rpm，冷却水压为0.25Mpa。通过将这一技术成果应用于汽车连接器的双强铜带生产工艺中，有效提高了铸锭质量，为双强铜带的生产奠定了基础。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其步骤如下：

（1）熔炼铸锭；（2）热轧；（3）铣面；（4）粗轧，其中，粗轧后带卷的规定厚度为2.5mm；（5）一次退火；（6）一次清洗；（7）中轧；（8）二次退火、清洗；（9）精轧；（10）三次退火、清洗；（11）精轧；（12）四次清洗；（13）矫平；（14）检验交付。

步骤（1）中：将电解铜板及锌锭按照H65黄铜的成分标准称重好后，根据两种材料的熔点不同，先将电解铜加入铜水炉内进行加热熔化后，再将锌锭加入熔化，通过搅拌、捞渣成分检验后，待调整熔化的铜水温度为1030-1080℃时，再将铜水炉内熔化的铜水通过流管本体浇入水冷结晶器内，采用专用拉铸机拉铸出厚度为260mm的铸锭，且该铸锭成分中Fe≤250ppm，在拉铸过程中为了保证铸坯质量，需要采用干硼砂对铜水进行覆盖，保证铸坯表面质量，无夹渣、气孔等异常，且拉铸机进行拉铸铜锭时，当铜水中铅的含量小于150ppm，拉铸速度为17rpm，冷却水压为0.2Mpa；当铜水中铅的含量大于150ppm且小于200ppm，拉铸速度为14rpm，冷却水压为0.25Mpa。

需要说明的是：长期的生产经验使申请人确定铜水中铅的含量不能超过200 ppm，否则拉铸出的铸锭中极易产生气泡，因此本发明将铜水中所含的铅量严格控制在200ppm内，但经过后续实践操作发现，即使铅的含量已经控制在200ppm内，拉铸出的铸锭仍然存在气泡、夹杂等缺陷，此时申请人又陷入毫无头绪阶段，因为申请人不知道是之前设定的铅含量控制有问题，还是其他环节的配合出现问题，申请人经过后续长期的生产实践和理论分析发现，将铅的含量控制在200ppm内是没有问题的，问题是针对200ppm内铅的含量需要划分为几个区域，并针对这几个区域分别设定拉铸速度值和冷却水压值，在确定这一方向后，申请人又重拾信心，继续投身于试验中，最终得出这一技术成果：当铜水中铅的含量小于150ppm，拉铸速度为17rpm，冷却水压为0.2Mpa；当铜水中铅的含量大于150ppm且小于200ppm，拉铸速度为14rpm，冷却水压为0.25Mpa。通过将这一技术成果应用于汽车连接器的双强铜带生产工艺中，有效提高了铸锭质量，为双强铜带的生产奠定了基础。

需要进一步说明的是：本发明中流管本体从上至下依次包括连接段、过渡段和插入段，其中，连接段为上小下大的圆台形结构，该流管本体内设置有第一进液孔和第二进液孔，其中，第一进液孔沿流管本体的轴向依次贯穿连接段、过渡段至插入段的内部，但不贯穿插入段。需要说明的是：申请人在设计第一进液孔时，基于长期的生产实践和理论分析发现，最终拉铸出的黄铜铸锭质量与铜水沿哪个方向进入结晶器内是有一定关联的，申请人经过后期实验的不断探索，最终发现铜水不能沿着竖直方向直接进入结晶器内，因为这会导致位于结晶器内的中部和周部铜水冷却速度相差较大，最终导致拉铸出的黄铜铸锭内部容易存在气孔、夹杂等缺陷，因此，本发明中第一进液孔并不贯穿插入段，从而消除铜水流入时对铸造液穴的冲击，缩短液穴深度，从而缩小凝固过渡区，进而保证结晶器内的中部和周部铜水冷却速度相差不大，提高黄铜铸锭的质量。

第二进液孔与第一进液孔相连通，该第二进液孔沿流管本体的径向贯穿插入段，且该第二进液孔至少为一对，每对第二进液孔的中轴线均位于同一直线上；需要说明的是：申请人经过长期的生产实践和理论分析发现，若铜水沿水平方向进入结晶器内，有利于改善黄铜铸锭的质量，因此本发明中第二进液孔沿流管本体的径向贯穿插入段设计，保证第二进液孔的平直度，从而使得铜水能够沿水平方向流入结晶器内，其次，本发明中第二进液孔至少为一对，且每对第二进液孔的中轴线均位于同一直线上，目的是为了保证从流管本体流入结晶器内的铜水在结晶器内分布均匀，进一步提高黄铜铸锭的质量。具体在本实施例中，第二进液孔的直径为7-9mm，且第二进液孔为两对，两对第二进液孔的中轴线所在直线之间的夹角为α，该夹角α的大小优选为35-45度，以上第二进液孔132的直径、第二进液孔132的对数以及夹角α的设计有利于减少或消除铸造结晶时因凝固过渡区过长或不均衡而产生的内部缩孔现象，从而显著提高黄铜铸锭的质量，满足黄铜铸锭的生产需求。

铜水炉上设置有浇注口，上述连接段卡接在浇注口内，上述插入段的下部插入结晶器内的铜液中，且上述第二进液孔浸没在结晶器内的铜液中。需要说明的是：浇铸时，流管本体1上的插入段13，其下部需插入结晶器内的铜液中，且要求流管本体1内的第二进液孔132完全浸没在结晶器内的铜液中，从而减小或消除铜水流入时对铸造液穴的冲击，缩短液穴深度，从而缩小凝固过渡区，进而保证结晶器内的中部和周部铜水冷却速度相差不大，提高大规格黄铜铸锭的质量。具体在本实施例中，结晶器内铜水的液面与结晶器口沿保持1-2cm，且插入段的下部插入铜水的深度保持 1-2cm，从而确保在拉铸过程中液面平稳，进而能够保障铜水在结晶器内良性结晶，提升铸造质量，同时，考虑到要满足上述条件，本发明中将第一进液孔未贯穿的插入段部分高度设计为13-17mm。

通过以上流管本体结构的设计，以及铜水炉、结晶器、流管本体三者之间的合理配合，能够有效消除黄铜铸锭的内部缩孔、气孔、夹杂等缺陷，同时还能保障铜水在结晶器内良性结晶，显著提高了黄铜铸锭的质量，为双强铜带的生产进一步奠定了基础。

步骤（2）中：将步骤（1）中厚度为260mm铸锭放入推杆式加热炉内进行加热，使得铸锭加热5小时铸锭温度达到870℃后，进入二辊热轧机进行多道次轧制，热轧机规格为φ700*700mm，轧制速度为150m/min，热轧机冷却采用乳化液冷却，乳化液质量浓度为0.3%，待铸锭轧制到17.0mm后进行在线水冷，最后采用五辊无芯打卷机卷取卸料。

步骤（3）中：将步骤（2）热轧后厚度为17.0mm的带坯采用铣床对其上下表面进行铣削，铣削速度为5m/min，带坯上下表面铣削量为各0.5mm，铣削后表面粗糙度控制在1.6Ra/um以内。需要说明的是：申请人经过长期的生产实践和理论分析发现，当带坯上下表面铣削量各为0.5mm时，既能完全消除氧化皮，还能节省生产成本。

现有技术中对熔炼铸锭先铣面再热轧是铜板带生产工艺步骤中的常规做法，本发明中申请人打破常规，采取的工艺步骤为先热轧再铣面，通过这一做法可将热轧后的氧化皮等表面质量缺陷彻底清除，使得热轧后的表面更光洁。

步骤（4）中：将经步骤（4）铣面后16mm的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.5mm后卸卷，粗轧机规格为φ800*360mm，轧制速度为220m/min，粗轧机采用乳液润滑，乳液质量浓度为3%。

步骤（5）中：将步骤（4）粗轧后厚度为2.5mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将2.5mm带卷投入罩式炉中，经过4小时升温至480℃，然后保温5小时，保温结束后先风冷后水冷，出炉温度≤90℃。

步骤（6）中：将步骤（5）一次退火后的厚度为2.5mm的带卷依次采用酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式进行处理，其中，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为12%；采用240目单股丝刷抛光，刷毛材质为碳化硅，抛光转速为600 r/min，清洗速度为30m/min。

步骤（7）中：将步骤（6）一次清洗后厚度为2.5mm的带卷进行5道次轧制，轧制到厚度为0.8mm后卸卷，中轧机规格为φ260/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为180m/min。

步骤（8）中：将步骤（7）中轧后厚度为0.8mm的带卷进行退火、清洗过程，且采用气垫炉进行退火，具体退火、清洗过程为：开卷→碱洗→活套→加热炉→冷却炉→酸洗→钝化→烘干→活套→收卷，其中，加热炉采用电加热，加热温度为700℃，冷却炉采用风机冷却，风机转速为1300rpm，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为8-10%，采用液态钝化剂进行钝化，烘干温度为90℃，全程退火速度为22-30m/min。

步骤（9）中：将步骤（8）二次退火、清洗后厚度为0.8mm的带卷进行2道次轧制，轧制到厚度为0.37mm后卸卷，精轧机规格为φ150/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为200m/min。

步骤（10）中：将步骤（9）精轧后厚度为0.37mm的带卷进行退火、清洗过程，且采用气垫炉进行退火，具体退火、清洗过程为：开卷→碱洗→活套→加热炉→冷却炉→酸洗→钝化→烘干→活套→收卷，其中，加热炉采用电加热，加热温度为700℃，冷却炉采用风机冷却，风机转速为1300rpm，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为8-10%，采用液态钝化剂进行钝化，烘干温度为90℃，全程退火速度为37-52m/min。

步骤（11）中：将步骤（10）三次退火、清洗后厚度为0.37mm的带卷进行1道次轧制，轧制到厚度为0.3mm后卸卷，精轧机规格为φ150/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为240m/min。

步骤（12）中：将步骤（11）精轧后厚度为0.3mm的带卷依次采用碱洗→酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式进行处理，其中，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为4%-6%；采用1000目多股丝刷抛光，刷毛材质为氧化铝，抛光转速为900 r/min，清洗速度为80m/min；采用温度为60-70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。

步骤（13）中：将经步骤（12）四次清洗后厚度为0.3 mm的带卷采用张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直，其中，张力辊共八个，直径为500mm，辊间最大张力58kN；弯曲矫直采用六重式23辊矫直，矫直辊直径为16mm，矫直中带卷延伸率控制在0.16%，带卷矫直速度为100m/min。

步骤（14）中：将经步骤（13）矫平后的带卷进行分切检验交付。

本实施例中在步骤（6）一次清洗和步骤（12）四次清洗中均进行抛光处理，具体为：步骤（6）一次清洗中采用240目单股丝刷抛光，刷毛材质为碳化硅，抛光转速为600 r/min，清洗速度为30m/min；步骤（12）四次清洗中采用1000目多股丝刷抛光，刷毛材质为氧化铝，抛光转速为900 r/min，清洗速度为80m/min。需要说明的是：现有技术中一般都采用尼龙刷进行抛光处理，而尼龙丝太软，不能清除掉铜带表面的污迹等，申请人在考虑到上述尼龙刷所存在的缺陷后，经过长期的生产实践和理论分析发现：在步骤（6）一次清洗中采用240目单股丝刷抛光，在步骤（12）四次清洗中采用1000目多股丝刷抛光，可有效去除铜带表面的污迹，确保铜带表面清洁，且步骤（12）四次清洗中的刷毛材质为氧化铝，该氧化铝材质是申请人经过长期的生产试验摸索所获得的，选用该氧化铝材质既能清除铜带表面的污迹，还不会对铜带表面造成损伤。

本实施例中在步骤（8）二次清洗、步骤（10）三次清洗和步骤（12）四次清洗中均采用硫酸进行酸洗，采用液态钝化剂进行钝化，酸洗去掉铜带卷表面形成的氧化层；对铜带卷表面进行钝化处理，赋予铜带卷表面耐蚀性。需要说明的是：本发明采用非BTA钝化液体系进行钝化，钝化液与铜表面的铜离子相互反应铜极电位从负方向向正方向快速移动，极化电阻迅速增大，快速形成了致密的铜膜物质，从而能非常高效地对铜板带进行钝化，该非BTA钝化液体系消除了BTA钝化在钝化铜带表面会产生一层 “白雾”“白点”不均匀的“流泪花”等现象；同时解决了因BTA钝化在水中的溶解度极低，直接加入时，会产生其作为溶质的溶液化学成分不均匀而产生的钝化效果不好的现象，保障铜带表面清洁度。

本实施例中在步骤（2）热轧和步骤（4）粗轧中各过程的轧机轧辊均采用不同浓度乳化液进行冷却或润滑，此过程有效的保证了铜带卷的表面质量，同时提高了轧机的工作效率，而步骤（7）中轧、步骤（9）精轧和步骤（11）精轧中各过程的轧机轧辊均采用全油轧制，由于全油轧制有良好的润滑性，冷却性和退火清洁性，从而能够使得铜带表面更加光亮光洁。

众所周知，铜带材料的强化机理包含细晶强化、固溶强化、加工硬化及第二相强化（如弥散强化、沉淀强化等）四大类。其中：①细晶强化主要通过对晶粒度的控制，减少平均晶粒尺寸的同时通过晶界的增加均布杂质元素，实现铜带材料强化目的的同时可同步增加塑性。②.固溶强化主要利用杂质元素不同温度下在铜中溶度的不同，通过冷却速率的控制使得杂质元素在铜中处于过饱和状态，以此实现铜带材料的强化目的，但降低塑性。③.加工硬化在细晶强化的基础上，进一步通过塑性变形增加铜带材料内部的位错数量，以此实现铜带材料强化的目的，但在强度提升上存在明显的方向性，且塑性降低。④.第二相强化指在铜基体之中均布硬质质点的方式实现强化，但降低塑性。综合上述强化机理，由于黄铜材料为单相或简单的双相合金，且对杂质元素控制严格，因此本发明中主要应用的强化机理为细晶强化与加工硬化两大类。综合两种强化机理的优劣势，申请人将在围绕加工硬化机理的基础上，通过细晶强化机理的合理应用，实现强度与塑性指标的同步达成。

申请人经过长期的试验探索发现：①气退条件下所生产黄铜产品在同等强度条件下，延伸率指标保障效果优于优于罩退。②低温罩退条件下所生产黄铜产品可获得较高的强度，但塑性劣于常温罩退。③.杂质元素偏高条件下所生产黄铜产品可获得较高的强度，但塑性仅略微降低。综合上述试验分析结论，申请人确定黄铜“双强铜带”的研发方向为气垫炉、低温、控制杂质元素这三个核心的工艺条件。

经过上述理论和试验分析，本发明在步骤（8）和步骤（10）中采用气垫炉进行退火，消除轧制后带卷的加工硬化，具体退火、清洗过程为：开卷→碱洗→活套→加热炉→冷却炉→酸洗→钝化→烘干→活套→收卷。需要说明的是：一般气垫炉的退火温度与其设备质量有关，因此，气垫炉整个退火过程中最重要的参数设置是全程退火速度，全程退火速度的大小决定着经气垫炉退火后铜带的温度，因此该退火速度不能过大，否则会导致经气垫炉退火的铜带未达到其再结晶温度，使其难以发生再结晶过程，从而也就不能消除其加工硬化，进而难以进行下一道工序；但该退火速度也不能过小，否则会导致经气垫炉退火的铜带晶粒尺寸粗大，从而使得铜带表面的粗糙度过大，同时，还会造成铜带的强度、塑性及韧性降低。综合上述分析，气垫炉退火过程中，全程退火速度要适宜，但是理论分析终究是理论分析，即虽然我们可以通过理论分析得知上述情形的发生，但在实际生产过程中，我们不仅要有理论分析，还需要在理论的基础上进行实践操作，进而才能确定全程退火速度的具体值，虽然理论分析已经给了我们解决问题的一定基础，但是由于实践过程中受多种因素影响，使得整个操作过程并不是很顺利，申请人通过长期的生产实践最终才确定本发明中步骤（8）和步骤（10）中的全程退火速度范围分别为22-30m/min、22-30m/min，该全程退火速度的设置最利于生产使用，在保证生产效率的同时，既能保证经气垫炉退火的铜带能够发生再结晶过程，同时还能保证经气垫炉退火的铜带晶粒尺寸较小，有效控制平均晶粒尺寸，保证铜带表面粗糙度，实现对铜带材料强化目的的同时可同步增加其塑性。

其次，由于轧机轧制时带张力，使得铜带每层间压实度较高，即使得层间无间隙，故而通过罩式炉进行下道工序退火时，容易出现粘结现象，不利于退火过程的进行，即难以消除铜带内的残余应力。而本发明通过采用气垫炉进行退火，使得退火过程中带面不会发生粘结现象，进一步提高退火质量，且采用气垫炉退火，可使得晶粒更加均匀，性能更加稳定。

另外，本发明厚度为260mm的铸锭成分中Fe≤250ppm，需要说明的是：铁作为黄铜铸锭成分中的杂质元素，在一定含量范围内，具有细晶强化的作用，申请人经过长期生产实践和理论分析发现，该含量范围值优选为Fe≤250ppm。

本发明通过对传统的H65黄铜牌号实施理论研究，探寻技术研发所需的理论支撑，确立以加工硬化和细晶强化两种技术手段相结合的研发方向的同时，在现有工艺条件的基础上，通过全程气退及低温工艺的实施，实现了对晶粒度的可控生产，通过对留底尺寸精度的提升，加工率参数的摸索，及杂质元素Fe含量的控制，完成双强铜带的生产，从而满足汽车连接器行业的需求。

本发明的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，各步骤环环相扣、层层递进以及各步骤工艺参数的合理设置，才使得生产的厚度为0.3mm的铜带材料为 “双强铜带”，其抗拉强度为500-520MPa，其延伸率为15-18%，从而能够同时满足汽车连接器行业对抗拉强度与延伸率指标的双要求。

Claims (9)

1.一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，其步骤如下：(1)熔炼铸锭；(2)热轧；(3)铣面；(4)粗轧，其中，粗轧后带卷的规定厚度为2.5mm；(5)一次退火；(6)一次清洗；(7)中轧；(8)二次退火、清洗；(9)精轧；(10)三次退火、清洗；(11)精轧；(12)四次清洗；(13)矫平；(14)检验交付；

其中：

步骤(1)中：拉铸机进行拉铸铜锭时，当铜水中铅的含量小于150ppm，拉铸速度为17rpm，冷却水压为0.2Mpa；当铜水中铅的含量大于150ppm且小于200ppm，拉铸速度为14rpm，冷却水压为0.25Mpa；

步骤(1)拉铸出的铸锭成分中Fe≤250ppm；

步骤(8)和步骤(10)中均采用气垫炉进行退火，且步骤(8)和步骤(10)中的全程退火速度分别为22-30m/min、37-52m/min。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，步骤(1)中：将电解铜板及锌锭按照H65黄铜的成分标准称重好后，根据两种材料的熔点不同，先将电解铜加入铜水炉内进行加热熔化后，再将锌锭加入熔化，通过搅拌、捞渣成分检验后，待调整熔化的铜水温度为1030-1080℃时，再将铜水炉内熔化的铜水通过流管本体浇入水冷结晶器内，采用专用拉铸机拉铸出厚度为260mm的铸锭，在拉铸过程中为了保证铸坯质量，需要采用干硼砂对铜水进行覆盖，保证铸坯表面质量，无夹渣、气孔等异常；步骤(2)中：将步骤(1)中厚度为260mm铸锭放入推杆式加热炉内进行加热，使得铸锭加热5小时铸锭温度达到870℃后，进入二辊热轧机进行多道次轧制，热轧机规格为

轧制速度为150m/min，热轧机冷却采用乳化液冷却，乳化液质量浓度为0.3％，待铸锭轧制到17.0mm后进行在线水冷，最后采用五辊无芯打卷机卷取卸料。

3.根据权利要求2所述的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，步骤(3)中：将步骤(2)热轧后厚度为17.0mm的带坯采用铣床对其上下表面进行铣削，铣削速度为5m/min，带坯上下表面铣削量为各0.5mm，铣削后表面粗糙度控制在1.6Ra/um以内；步骤(4)中：将经步骤(4)铣面后16mm的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.5mm后卸卷，粗轧机规格为

轧制速度为220m/min，粗轧机采用乳液润滑，乳液质量浓度为3％。

4.根据权利要求3所述的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，步骤(5)中：将步骤(4)粗轧后厚度为2.5mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将2.5mm带卷投入罩式炉中，经过4小时升温至480℃，然后保温5小时，保温结束后先风冷后水冷，出炉温度≤90℃；步骤(6)中：将步骤(5)一次退火后的厚度为2.5mm的带卷依次采用酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式进行处理，其中，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为12％；采用240目单股丝刷抛光，刷毛材质为碳化硅，抛光转速为600r/min，清洗速度为30m/min。

5.根据权利要求4所述的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，步骤(7)中：将步骤(6)一次清洗后厚度为2.5mm的带卷进行5道次轧制，轧制到厚度为0.8mm后卸卷，中轧机规格为

采用全油轧制，轧制速度为180m/min；步骤(8)中：将步骤(7)中轧后厚度为0.8mm的带卷进行退火、清洗过程，具体退火、清洗过程为：开卷→碱洗→活套→加热炉→冷却炉→酸洗→钝化→烘干→活套→收卷，其中，加热炉采用电加热，加热温度为700℃，冷却炉采用风机冷却，风机转速为1300rpm，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为8-10％，采用液态钝化剂进行钝化，烘干温度为90℃。

6.根据权利要求5所述的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，步骤(9)中：将步骤(8)二次退火、清洗后厚度为0.8mm的带卷进行2道次轧制，轧制到厚度为0.37mm后卸卷，精轧机规格为

采用全油轧制，轧制速度为200m/min；步骤(10)中：将步骤(9)精轧后厚度为0.37mm的带卷进行退火、清洗过程，具体退火、清洗过程为：开卷→碱洗→活套→加热炉→冷却炉→酸洗→钝化→烘干→活套→收卷，其中，加热炉采用电加热，加热温度为700℃，冷却炉采用风机冷却，风机转速为1300rpm，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为8-10％，采用液态钝化剂进行钝化，烘干温度为90℃。

7.根据权利要求6所述的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，步骤(11)中：将步骤(10)三次退火、清洗后厚度为0.37mm的带卷进行1道次轧制，轧制到厚度为0.3mm后卸卷，精轧机规格为

采用全油轧制，轧制速度为240m/min；步骤(12)中：将步骤(11)精轧后厚度为0.3mm的带卷依次采用碱洗→酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式进行处理，其中，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为4％-6％；采用1000目多股丝刷抛光，刷毛材质为氧化铝，抛光转速为900r/min，清洗速度为80m/min；采用温度为60-70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。

8.根据权利要求7所述的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，步骤(13)中：将经步骤(12)四次清洗后厚度为0.3mm的带卷采用张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直，其中，张力辊共八个，直径为500mm，辊间最大张力58kN；弯曲矫直采用六重式23辊矫直，矫直辊直径为16mm，矫直中带卷延伸率控制在0.16％，带卷矫直速度为100m/min；步骤(14)中：将经步骤(13)矫平后的带卷进行分切检验交付。

9.根据权利要求8所述的一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺，其特征在于，采用上述步骤制备的铜带材料，其抗拉强度为500-520MPa，其延伸率为15-18％。