CN108155281B - 一种小规格led铜带生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小规格LED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2.0mm；（5）一次退火；（6）一次清洗；（7）中轧；（8）二次退火；（9）二次清洗；（10）中精轧；（11）三次退火；（12）三次清洗；（13）精轧；（14）松卷；（15）四次退火；（16）四次清洗；（17）精轧；（18）五次清洗；（19）矫平；（20）分切交付。通过该技术方案能够提高小规格LED铜带质量，降低车间成本、提高生产利润。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜板带生产工艺技术领域，尤其涉及到一种厚度为0.11mm的小规格LED铜带生产工艺。
背景技术
LED灯支架是LED灯珠在封装之前的底基座，在LED灯支架的基础上，将芯片固定进去，焊上正负电极，再用封装胶一次封装成形。LED灯支架一般以铜为基体材料，因为铜的导电性很好，在铜带表面镀银等其他金属，以利于焊接和封装，它里边会有引线，来连接LED灯珠内部的电极，LED灯珠封装成形后，灯珠即可从支架上取下，灯珠两头的铜脚即成为了灯珠的正负极，用于焊接到LED灯具或其它LED成品上。
用于LED灯支架的小规格LED铜带，其厚度规格越小，其表面质量要求越高、分条质量要求也越高，同时对板型质量要求极高，从而造成生产轧制难度大，而现有的小规格LED产品质量还受生产速度影响，从而造成生产操作难度大，且生产效率低。
小规格LED产品的质量直接影响到LED灯支架的性能，所以生产要求严格，性能指标要求较高。目前一种0.11mm厚度的H65LED铜带能够生产符合LED灯支架性能指标要求的LED灯支架，但是此种0.11mm厚度的H65LED黄铜带产品生产时退火质量较差，生产运作繁琐，且在生产过程中出现的质量问题也比较多，所以其利润不是很理想。因此目前亟需要优化原有的生产工艺，在确保性能和公差质量稳定的前提下，降低车间成本、提高生产利润。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明在于克服现有技术中用于小规格LED铜带制造的H65黄铜带生产工艺复杂、生产质量差等问题的不足，提供了一种小规格LED铜带生产工艺，采用本发明的技术方案能够提高退火工艺质量、提高铜带质量，从而降低车间成本、提高生产利润。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种小规格LED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2.0mm；(5)一次退火；(6)一次清洗；(7)中轧；(8)二次退火；(9)二次清洗；(10)中精轧；(11)三次退火；(12)三次清洗；(13)精轧；(14)松卷；(15)四次退火；(16)四次清洗；(17)精轧；(18)五次清洗；(19)矫平；(20)分切交付。
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，先将电解铜板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230mm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，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230mm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100m/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3m/min，带坯上下表面铣削量为各0.75mm，铣削后表面粗糙度控制在1.6Ra/um以内；步骤(4)中：将经步骤(3)铣面后15.5mm的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.0mm后卸卷，粗轧机规格为
轧制速度为180m/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2.0mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将2.0mm铜卷投入罩式炉中，经过3.5小时升温至460℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出；步骤(6)中：将步骤(5)一次退火后的厚度为2.0mm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。
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2.0mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.5mm后卸卷，中轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为240m/min；步骤(8)中：将步骤(7)中轧后厚度为0.5mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出；步骤(9)中：将步骤(8)二次退火后厚度为0.5mm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8％；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(10)中：将步骤(9)二次清洗后厚度为0.5mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.25mm后卸卷，中精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为360m/min；步骤(11)中：将步骤(10)中精轧后厚度为0.25mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出；步骤(12)中：将步骤(11)三次退火后厚度为0.25mm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：将步骤(12)三次清洗后厚度为0.25mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.13mm后卸卷，精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为480m/min，轧辊表面粗糙度为0.18-0.23um；步骤(14)中：将步骤(13)精轧后厚度为0.13mm的带卷上松卷机进行张应力释放。
作为本发明进一步改进，步骤(15)中，将经步骤(14)松卷后的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出；步骤(16)中：将步骤(15)四次退火后厚度为0.13mm的带卷依次采用酸洗→清水冲洗→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6％；采用温度为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(17)中：将步骤(16)四次清洗后厚度为0.13mm的带卷进行一道次轧制，轧制到厚度为0.11mm后卸卷，精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为480m/min，轧辊表面粗糙度为0.08-0.12um；步骤(18)中：将步骤(17)精轧后厚度为0.11mm的带卷采用碱洗→酸洗→清水冲洗→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6％；采用温度为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(19)中：将经步骤(18)五次清洗后厚度为0.11mm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(20)中：将经步骤(19)矫平后的带卷进行分切交付。
3.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)本发明的一种小规格LED铜带生产工艺，其步骤(8)、步骤(11)和步骤(15)中，采用钟罩式退火炉对轧制后的带卷进行加工硬化消除，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出。申请人在设计退火温度时，从两个方面进行考虑，一方面，铜带在进行轧制后，产生加工硬化，很难继续轧制，因此退火温度需高于铜带的再结晶温度，另一方面，如果将退火温度刚好设置为铜带的再结晶温度，则会影响到整个生产效率，但如果将再结晶温度设计过高，则会造成晶粒尺寸过大，从而使得铜带表面的粗糙度过大，不满足小规格LED铜带表面粗糙度要求。综合上述分析，申请人经过长期的生产实践发现：将退火温度设计为380℃，可以克服上述两方面的缺陷，既可以使H65铜带卷有效的消除其内部的加工硬化，避免了因加工硬化消除不全面而导致后序冷轧中带卷有些部位轧不动的现象，严重影响带卷的轧制质量为最终的产品质量留有隐患，即满足后续能够继续轧制的要求，又能够在保证生产效率的同时，保证晶粒尺寸不会过大，从而避免铜带表面粗糙度过大，即满足小规格LED铜带表面粗糙度要求，从而保障镀银的均匀性，以利于后续LED支架的焊接和封装。因此，该退火温度的设置满足铜带卷退火最佳状态的同时，还节约了能源，提高了退火效率。
(2)本发明的一种小规格LED铜带生产工艺，将步骤(13)精轧后厚度为0.13mm的带卷上松卷机进行张应力释放。本发明将精轧后的铜带卷进行松卷，目的是去除张应力，保证在后续退火过程中带面不粘结。需要说明的是：此为本发明的关键创新点之一，即使得退火过程中带面不粘结，提高应力释放过程，进而消除铜带加工过程中所产生的内应力，为铜带的下道加工工序做好组织准备，从而能够提高铜带后期的使用质量和延长铜带使用寿命问题问题。众所周知，铜带加工过程中，一般情况下都需要通过轧制这道工序将其轧制成我们所需要的厚度，但是，在此过程中，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，故而在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，本发明采取的技术方案是将经轧制过的带卷在进行退火这道工序之前，先将铜带卷上松卷机进行张应力释放，使得经该步骤后得到的铜卷层间存在一定间隙，进而能够保证随后进行的退火过程中带面不粘结，提高应力释放，确保退火过程能够最佳进行，进而能够最大程度消除铜带内的残余应力，为铜带的下道加工工序做好组织准备，提高铜带后期的使用质量和延长铜带使用寿命问题。因此，此关键创新点能够使得铜带在加工退火过程中产生意料不到的技术效果。
(3)本发明的一种小规格LED铜带生产工艺，其步骤(6)一次清洗中采用240目单股丝刷抛光，步骤(9)二次清洗和步骤(12)三次清洗中均采用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(9)二次清洗和步骤(12)三次清洗中刷毛材质均为氧化铝，该氧化铝材质是申请人经过长期的生产试验摸索，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。而步骤(16)四次清洗和步骤(18)五次清洗中均不进行抛光处理，原因在于抛光会影响铜带表面的粗糙度。
(4)本发明的一种小规格LED铜带生产工艺，在步骤(13)和步骤(17)中，铜带使用的轧机轧辊均先采用高精度数控轧辊磨床对轧辊表面进行精磨，再投入轧机对铜带进行轧制，通过轧辊表面直接接触铜带，对铜带的表面进行研磨，避免了在清洗工序采用刷辊研磨造成研磨不均匀和产生刷痕的现象，而精磨后的轧辊表面对铜带进行研磨，能更好地控制铜带表面质量，减少表面刷痕的产生，且步骤(13)和步骤(17)中轧辊表面粗糙度分别为0.18-0.23um、0.08-0.12um，该轧辊表面粗糙度的设计能够保证最终获得的铜带，其表面粗糙度小于0.12um，从而保证镀银的均匀性，以利于后续LED支架的的焊接和封装。
(5)本发明的一种小规格LED铜带生产工艺，其生产的0.11mm厚度的H65LED黄铜带，除了要求其表面粗糙度小于0.12um之外，对其维氏硬度也有一定的要求，本发明通过步骤(17)精轧，即通过控制最后一道次加工率来控制其性能，最后一道次加工率为：(0.13-0.11)/0.13＝15.38％，申请人经无限次试验摸索，最终确定将最后一道次加工率控制在15.38％，可将其维氏硬度范围控制在145-160，满足小规格LED铜带的性能要求，从而保障冲压机的冲制合格率。
(6)本发明的一种小规格LED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200ppm，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小规格LED铜带生产工艺中，有效提高了铸锭质量，为小规格LED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
本实施例的一种小规格LED铜带生产工艺，其为0.11mm厚度的H65LED黄铜带，其表面粗糙度小于0.12um，其维氏硬度为145-160，H65成分为：铜Cu：63.5～68.0；锌Zn：余量；铅Pb：≤0.03；铅Pb：≤0.03；硼P：≤0.01；铁Fe：≤0.10；铍Sb：≤0.005；铋Bi：≤0.002，其性能介于H68和H62之间，价格比H68便宜，能良好地承受冷、热压力加工，有腐蚀破裂倾向。
一种小规格LED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2.0mm；(5)一次退火；(6)一次清洗；(7)中轧；(8)二次退火；(9)二次清洗；(10)中精轧；(11)三次退火；(12)三次清洗；(13)精轧；(14)松卷；(15)四次退火；(16)四次清洗；(17)精轧；(18)五次清洗；(19)矫平；(20)分切交付。
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，先将电解铜板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230mm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，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200ppm，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小规格LED铜带生产工艺中，有效提高了铸锭质量，为小规格LED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，为小规格LED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230mm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100m/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3m/min，带坯上下表面铣削量为各0.75mm，铣削后表面粗糙度控制在1.6Ra/um以内。
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(3)铣面后15.5mm的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.0mm后卸卷，粗轧机规格为
轧制速度为180m/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2.0mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将2.0mm铜卷投入罩式炉中，经过3.5小时升温至460℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出。
步骤(6)中：将步骤(5)一次退火后的厚度为2.0mm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。
步骤(7)中：将步骤(6)一次清洗后厚度为2.0mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.5mm后卸卷，中轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为240m/min；
步骤(8)中：将步骤(7)中轧后厚度为0.5mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出。
步骤(9)中：将步骤(8)二次退火后厚度为0.5mm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8％；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70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。
步骤(10)中：将步骤(9)二次清洗后厚度为0.5mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.25mm后卸卷，中精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为360m/min。
步骤(11)中：将步骤(10)中精轧后厚度为0.25mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出。
步骤(12)中：将步骤(11)三次退火后厚度为0.25mm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：将步骤(12)三次清洗后厚度为0.25mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.13mm后卸卷，精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为480m/min，轧辊表面粗糙度为0.18-0.23um。
步骤(14)中：将步骤(13)精轧后厚度为0.13mm的带卷上松卷机进行张应力释放。本发明将精轧后的铜带卷进行松卷，目的是去除张应力，保证在后续退火过程中带面不粘结。需要说明的是：此为本发明的关键创新点之一，即使得退火过程中带面不粘结，提高应力释放过程，进而消除铜带加工过程中所产生的内应力，为铜带的下道加工工序做好组织准备，从而能够提高铜带后期的使用质量和延长铜带使用寿命问题问题。众所周知，铜带加工过程中，一般情况下都需要通过轧制这道工序将其轧制成我们所需要的厚度，但是，在此过程中，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，故而在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，本发明采取的技术方案是将经轧制过的带卷在进行退火这道工序之前，先将铜带卷上松卷机进行张应力释放，使得经该步骤后得到的铜卷层间存在一定间隙，进而能够保证随后进行的退火过程中带面不粘结，提高应力释放，确保退火过程能够最佳进行，进而能够最大程度消除铜带内的残余应力，为铜带的下道加工工序做好组织准备，提高铜带后期的使用质量和延长铜带使用寿命问题。因此，此关键创新点能够使得铜带在加工退火过程中产生意料不到的技术效果。
步骤(15)中，将经步骤(14)松卷后的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出。
步骤(16)中：将步骤(15)四次退火后厚度为0.13mm的带卷依次采用酸洗→清水冲洗→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6％；采用温度为70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。
步骤(17)中：将步骤(16)四次清洗后厚度为0.13mm的带卷进行一道次轧制，轧制到厚度为0.11mm后卸卷，精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为480m/min，轧辊表面粗糙度为0.08-0.12um。
步骤(18)中：将步骤(17)精轧后厚度为0.11mm的带卷采用碱洗→酸洗→清水冲洗→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6％；采用温度为70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。需要说明的是：本步骤中铜带的清洗在清洗线中首先进行碱洗，然后进行酸洗，并不采用刷辊研磨，因为清洗线中的刷辊一般为较软的尼龙材质，容易造成研磨不均匀和产生刷痕的现象。另外，需要进一步说明的是：由于步骤(17)精轧后并不进行退火工序，因此，需要靠清洗线脱脂剂去除表面残油。
步骤(19)中：将经步骤(18)五次清洗后厚度为0.11mm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。需要说明的是：延伸率低了板型拉不平整，延伸率高了容易使表面晶粒拉大，本发明通过将延伸率控制在0.16％可以克服上述两种缺陷，满足板型平整和铜带表面粗糙度的要求。
步骤(20)中：将经步骤(19)矫平后的带卷进行分切交付。
本实施例中在步骤(6)一次清洗、步骤(9)二次清洗和步骤(12)三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600r/min，清洗速度为30m/min；步骤(9)二次清洗中采用1000目多股丝刷抛光，刷毛材质为氧化铝，抛光转速为900r/min，清洗速度为80m/min；步骤(12)三次清洗中采用1000目多股丝刷抛光，刷毛材质为氧化铝，抛光转速为900r/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(9)二次清洗和步骤(12)三次清洗中均采用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(9)二次清洗和步骤(12)三次清洗中刷毛材质均为氧化铝，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。而步骤(16)四次清洗和步骤(18)五次清洗中均不进行抛光处理，原因在于抛光会影响铜带表面的粗糙度，进而影响到镀银的不均匀，不利于后续LED支架的焊接和封装。
本实施例中在步骤(9)二次清洗、步骤(12)三次清洗、步骤(16)四次清洗和步骤(18)五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(13)和步骤(17)中，铜带使用的轧机轧辊均先采用高精度数控轧辊磨床对轧辊表面进行精磨，再投入轧机对铜带进行轧制，通过轧辊表面直接接触铜带，对铜带的表面进行研磨，避免了在清洗工序采用刷辊研磨造成研磨不均匀和产生刷痕的现象，而精磨后的轧辊表面对铜带进行研磨，能更好地控制铜带表面质量，减少表面刷痕的产生，且步骤(13)和步骤(17)中轧辊表面粗糙度分别为0.18-0.23um、0.08-0.12um，该轧辊表面粗糙度的设计能够保证最终获得的0.11mm厚度的LED铜带，其表面粗糙度小于0.12um，从而保证镀银的均匀性，以利于后续LED支架的的焊接和封装。
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(10)中精轧、步骤(13)精轧以及步骤(17)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，在冷加工时由于加工温度低，在加工过程中金属产生不同程度的加工硬化，从而引起金属的变形抗力增大和塑性降低。加工硬化是由于金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等，当加工硬化超过一定程度后金属将因过分硬脆而不适于继续冷加工。需要通过低温退火进行软化或再结晶，使其恢复塑性，降低变形抗力，以便进行后续的冷加工。因此消除加工硬化，为继续对待产品处理是至关重要的。退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到其再结晶温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却，进而可以消除加工硬化。铜带卷再结晶完成以后，若继续保温，会发生晶粒长大的过程。温度越高，晶界移动的激活能就越低，晶界平均迁移率就越高，晶粒长大速率就越快，在相同保温时间下，退火后的晶粒越粗大，晶粒粗大将会造成铜带卷的强度、塑性及韧性降低。本实施例中步骤(8)、步骤(11)和步骤(15)中，采用钟罩式退火炉对轧制后的带卷进行加工硬化消除，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出。申请人在设计退火温度时，从两个方面进行考虑，一方面，铜带在进行轧制后，产生加工硬化，很难继续轧制，因此退火温度需高于铜带的再结晶温度，另一方面，如果将退火温度刚好设置为铜带的再结晶温度，则会影响到整个生产效率，但如果将再结晶温度设计过高，则会造成晶粒尺寸过大，从而使得铜带表面的粗糙度过大，不满足小规格LED铜带表面粗糙度要求。综合上述分析，申请人经过长期的生产实践发现：将退火温度设计为380℃，可以克服上述两方面的缺陷，既使得H65铜带卷有效的消除其内部的加工硬化，避免了因加工硬化消除不全面而导致后序冷轧中带卷有些部位轧不动的现象，严重影响带卷的轧制质量为最终的产品质量留有隐患，即满足后续能够继续轧制的要求，又能够在保证生产效率的同时，保证晶粒尺寸不会过大，从而避免铜带表面粗糙度过大，即满足小规格LED铜带表面粗糙度要求，从而保障镀银的均匀性，以利于后续LED支架的焊接和封装。同时，该退火温度的设置满足铜带卷退火最佳状态的同时，还节约了能源，提高了退火效率。
本发明生产的0.11mm厚度的H65LED黄铜带，除了要求其表面粗糙度小于0.12um之外，对其维氏硬度也有一定的要求，本发明通过步骤(17)精轧，即通过控制最后一道次加工率来控制其维氏硬度，最后一道次加工率为：(0.13-0.11)/0.13＝15.38％，申请人经无限次试验摸索，最终确定将最后一道次加工率控制在15.38％，可将其维氏硬度范围控制在145-160，满足小规格LED铜带的性能要求，从而保障冲压机的冲制合格率。
本发明的一种小规格LED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0.11mm厚度的H65LED黄铜带，其表面粗糙度小于0.12um，其维氏硬度为145-160，从而满足LED支架的性能指标要求，同时，降低车间成本、提高生产利润。
Claims (10)
1.一种小规格LED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2.0mm；(5)一次退火；(6)一次清洗；(7)中轧；(8)二次退火；(9)二次清洗；(10)中精轧；(11)三次退火；(12)三次清洗；(13)精轧；(14)松卷；(15)四次退火；(16)四次清洗；(17)精轧；(18)五次清洗；(19)矫平；(20)分切交付；
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(8)、步骤(11)和步骤(15)中，采用钟罩式退火炉对轧制后的带卷进行加工硬化消除，具体退火过程为：将带卷投入罩式炉中后，经过3.5小时升温至380℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出。
2.根据权利要求1所述的一种小规格LED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，先将电解铜板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230mm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230mm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100m/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所述的一种小规格LED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3m/min，带坯上下表面铣削量为各0.75mm，铣削后表面粗糙度控制在1.6Ra/um以内；步骤(4)中：将经步骤(3)铣面后15.5mm的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.0mm后卸卷，粗轧机规格为
轧制速度为180m/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所述的一种小规格LED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2.0mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火，具体退火过程为：将2.0mm铜卷投入罩式炉中，经过3.5小时升温至460℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出；步骤(6)中：将步骤(5)一次退火后的厚度为2.0mm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所述的一种小规格LED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2.0mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.5mm后卸卷，中轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为240m/min；步骤(8)中：将步骤(7)中轧后厚度为0.5mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火；步骤(9)中：将步骤(8)二次退火后厚度为0.5mm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8％；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70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。
6.根据权利要求5所述的一种小规格LED铜带生产工艺，其特征在于，步骤(10)中：将步骤(9)二次清洗后厚度为0.5mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.25mm后卸卷，中精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为360m/min；步骤(11)中：将步骤(10)中精轧后厚度为0.25mm的带卷采用钟罩式退火炉进行退火；步骤(12)中：将步骤(11)三次退火后厚度为0.25mm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70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。
7.根据权利要求6所述的一种小规格LED铜带生产工艺，其特征在于，步骤(13)中：将步骤(12)三次清洗后厚度为0.25mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.13mm后卸卷，精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为480m/min，轧辊表面粗糙度为0.18-0.23um；步骤(14)中：将步骤(13)精轧后厚度为0.13mm的带卷上松卷机进行张应力释放。
8.根据权利要求7所述的一种小规格LED铜带生产工艺，其特征在于，步骤(15)中，将经步骤(14)松卷后的带卷采用钟罩式退火炉进行退火；步骤(16)中：将步骤(15)四次退火后厚度为0.13mm的带卷依次采用酸洗→清水冲洗→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6％；采用温度为70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。
9.根据权利要求8所述的一种小规格LED铜带生产工艺，其特征在于，步骤(17)中：将步骤(16)四次清洗后厚度为0.13mm的带卷进行一道次轧制，轧制到厚度为0.11mm后卸卷，精轧机规格为
采用全油轧制，轧制速度为480m/min，轧辊表面粗糙度为0.08-0.12um；步骤(18)中：将步骤(17)精轧后厚度为0.11mm的带卷采用碱洗→酸洗→清水冲洗→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6％；采用温度为70℃的水进行热水冲洗；采用液态钝化剂进行钝化。
10.根据权利要求9所述的一种小规格LED铜带生产工艺，其特征在于，步骤(19)中：将经步骤(18)五次清洗后厚度为0.11mm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(20)中：将经步骤(19)矫平后的带卷进行分切交付。
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