CN109022898A - 一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，属于有色金属铜轧制及热处理技术领域。包含如下步骤：（1）熔炼拉铸；（2）热轧；（3）铣削加工；（4）粗轧；（5）切边；（6）一次退火；（7）一次清洗；（8）中轧；（9）松卷；（10）二次退火；（11）二次清洗；（12）中精轧；（13）气垫退火清洗；（14）精轧；（15）低温退火；（16）四次清洗；（17）拉弯矫直；（18）分条入库。本发明选择采用旧料、回料为主的投炉方式，保障成分合格的基础上，减少了纯金属投炉带来的成本增加，减少了成本，且所得产品的抗拉强度≥600MPa，得到显著提高。

Description

一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺

技术领域

本发明涉及本发明涉及有色金属铜轧制及热处理技术领域，更具体地说，涉及一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺。

背景技术

当前市场上的高强高弹连接器铜带主要以锡磷青铜材料为主，锡磷青铜具有优良的综合性能，但通常含锡量均≥4%，使得材料成本高，且由于锡在铜中极易形成反偏析，目前主要采用水平连铸+长时间均匀化退火的方式生产，生产效率及整体成材率均较低，导电性能往往也较低。

中国专利号201510995825.6，授权公告日2017年11月17日，发明创造名称为：一种锡黄铜带及其制备方法，该申请案涉及一种锡黄铜带及其制备方法，各元素含量控制为70％～74％的Cu，0.06％～ 1.2％的Sn，0.6％～1.5％的Ni，0.0045％～0.0065％的B，余量为Zn以及不可避免的杂质，最终获得的高强锡黄铜产品性能抗拉强度≥450MPa，延伸率为15%-35%，晶粒度为0.01mm-0.015mm。但该申请案采用的是水平连铸法，效率不高，采用新料投炉方式生产，成本增加。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种锡黄铜带的生产工艺，使其具有较高的强度和一定的导电率，在满足汽车行业对锡黄铜带较高的使用性能和使用寿命的要求下，提高锡黄铜带的生产效率，降低生产成本。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）熔炼拉铸：按照紫铜-回料-锌锭-中间合金的顺序投料，各组分的重量百分比为70%-74%的Cu，0.8%-1.2%的Sn，0.02%-0.04%的P，余量为Zn；调整熔化铜水温度≥1060℃，进行拉铸；

（2）热轧：将铸锭放置于260*420规格H65铸锭之后，控制出炉温度在820℃-850℃，进入二辊热轧机进行多道次轧制，热轧机规格为φ650*650mm，轧制速度120m/min-150m/min，热轧机冷却采用乳化液冷却，乳化液质量浓度为0.2%-0.4%；

（3）铣削加工：热轧至16mm厚的带卷进行铣面，铣削速度为4-6m/min，铣削后表面粗糙度Ra控制在1.5um以内；

（4）粗轧：将铣面后的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.0mm后卸卷，粗轧机规格为φ250/450*500mm，粗轧机采用乳液润滑，乳液质量浓度为2-4%；

（5）切边：粗轧后的铜带进行切边，剪去铜带两边缺陷部分，切边速度50-60m/min；

（6）一次退火：将2mm铜卷投入罩式炉中，退火温度为480℃-520℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出；

（7）一次清洗：一次退火后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；

（8）中轧：将一次清洗后厚度为2.0mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.7mm后卸卷，中轧机规格为φ260/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为200-240m/min；

（9）松卷：中轧后的带卷上松卷机进行松卷，释放张应力；

（10）二次退火：将松卷后的带卷进行罩式炉，退火温度为480℃-520℃，然后保温3小时冷却至常温；

（11）二次清洗：二次退火后的带卷送至中厚带进行清洗，按照碱洗→酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式处理；

（12）中精轧：将二次清洗后厚度为0.7mm的带卷进行多道次轧制，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；

（13）气垫退火清洗：将轧制后带卷进行气垫式连续退火清洗处理，运行速度50-60m/min；

（14）精轧：将气垫退火后厚度为0.3mm的带卷进行轧制，轧制到厚度为0.2mm后卸卷；

（15）低温退火：罩式炉中升温至250℃-260℃，保温3h 冷却至常温；

（16）四次清洗：将罩式炉退火后的带卷送到薄带清洗线进行清洗，碱液温度为1%-2%，酸液浓度为4%-6%，钝化浓度为0.04%-0.16%；

（17）拉弯矫直；

（18）分条入库；

步骤（14）中0.2mm铜带轧机前张力为4KN-4.5KN；步骤（16）中，清洗线开卷张力为1.6KN-2.0KN，收卷张力为4.6KN-5KN；步骤（17）中，拉弯矫直开卷张力为1.2KN-1.5KN，收卷张力1.5KN-1.8KN。

作为本发明更进一步的改进，步骤（1）中，对组分含量进行检验并适时补充一定量的新料，保证各组分的含量满足要求，新料与旧料的比列为4:6。

作为本发明更进一步的改进，步骤（7）中，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为10%-12%；采用240目单股丝刷抛光，重刷，刷毛材质为碳化硅，抛光转速为600 r/min，清洗速度为40-50m/min。

作为本发明更进一步的改进，步骤（11）中，碱液温度为1%-2%，酸液浓度为6%-8%，钝化浓度为0.12%-0.16%，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60-70m/min。

作为本发明更进一步的改进，步骤（17）中，将四次清洗后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，带卷矫直速度为120m/min。

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）本发明在投炉用料上是依据申请人在原料挖潜工作的已有经验，选择旧料为主的投料方式，避免新料投炉，在保障成分合格的基础上，大大节约了原料成本，减少了纯金属投炉带来的成本增加，以新旧料比例4:6来计算，一炉铜水节约成本约1300元，按一天6炉，可节省成本七千八百元。

（2）带料的开卷、卷取张力对产品的质量至关重要，为此要求进行恒张力控制，即在卷绕的过程中使产品承受最佳张力，且自始至终保持不变。若张力过大，会造成加工材料的拉伸变形；张力过小，会使卷取的材料的层与层之间的应力变形，造成收卷不整齐，影响加工质量。经申请人不断摸索得出步骤（14）中0.2mm铜带轧机前张力为4KN-4.5KN；步骤（16）中，薄带清洗线开卷张力为1.6KN-2.0KN，收卷张力为4.6KN-5KN；步骤（17）中，拉弯矫直开卷张力为1.2KN-1.5KN，收卷张力1.5KN-1.8KN，上述通过对张力的严格要求，实现辊间的同步，以保证带卷具有良好的板型和表面。

附图说明

无。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。

实施例1

本发明提供一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，在Cu-Zn合金的基础上，采用镀锡旧料，通过添加锡和控制磷的含量使其接近锡磷青铜的力学性能，锡可提高黄铜的机械性能，增加强度，磷能改善熔体的流动性以及除氧，有利于拉铸。一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，包括如下步骤：

（1）熔炼拉铸：注意投料次序，按照紫铜-回料-锌锭-中间合金的顺序投料，各组分的重量百分比为70%-74%的Cu，0.8%-1.2%的Sn，0.02%-0.04%的P，余量为Zn；调整熔化铜水温度≥1060℃，进行拉铸，控制较高的温度，能减少气体残留，铜水的流动性也较好，拉铸速度10-12rpm，拉铸速度偏低，冷却水压较高，是为了冷却效果，避免拉铸的时候产生漏洞，确保晶粒的均匀性无缩孔偏析等缺陷。其中，投料均采用旧料，另外采用一些磷铜碎料，经过取样化验后，若含量不符合要求，可适时补充一定量的新料，从而控制各组分在规定的含量范围内。

本发明在投炉用料上是依据申请人在原料挖潜工作的已有经验，选择旧料为主的投料方式，避免新料投炉，在保障成分合格的基础上，大大节约了原料成本，减少了纯金属投炉带来的成本增加，以新旧料比例4:6来计算，一炉铜水节约成本约1300元，按一天6炉，可节省成本七千八百元。

（2）热轧：将铸锭放置于260*420规格H65铸锭之后，使其具有足够的时间升至所需温度，由于黄铜熔点在930℃-940℃，温度过高容易熔化，温度低铸锭不够柔软，难以轧制，容易开裂，因此控制出炉温度在820℃-850℃，之后进入二辊热轧机进行多道次轧制，热轧机规格为φ650*650mm，轧制速度120m/min-150m/min，热轧机冷却采用乳化液冷却，乳化液质量浓度为0.2%-0.4%。

（3）铣削加工：热轧至16mm厚的带卷进行铣面，铣削速度为4-6m/min，保证能充分铣削掉表面的氧化皮，一方面保证带面的质量，另一方面又不会对成品率产生较大的影响，铣削后表面粗糙度Ra控制在1.5um以内。

（4）粗轧：将铣面后的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.0mm后卸卷，粗轧机规格为φ250/450*500mm，粗轧机采用乳液润滑，乳液质量浓度为2%-4%。粗轧工段正常供坯，表面按高要求生产，严控打磨印、黑丝、起皮，同时注重设备与带材接触部位工艺卫生。

（5）切边；粗轧后的铜带进行切边，剪去铜带两边缺陷部分，切的多，材料浪费，切的少，边部裂变缺陷不能完全去除，无法保证带材质量，切边速度50-60m/min。

（6）一次退火：将2mm铜卷投入罩式炉中，退火温度为480℃-520℃，然后保温5小时，在消除加工硬化的同时，改善成分偏析，确保组织均匀，保温结束后炉冷至常温取出。

（7）一次清洗；一次退火后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10%-12%；采用240目单股丝刷抛光，重刷，刷毛材质为碳化硅，抛光转速为600 r/min，清洗速度为40-50m/min。

（8）中轧：将清洗后厚度为2.0mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.7mm后卸卷，中轧机规格为φ260/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为200-240m/min。

（9）松卷：中轧后的带卷上松卷机进行松卷，释放张应力，保证在后续退火过程中带面不粘结，需要说明的是：在松卷时要注意铜粉、铜屑卡在胶辊表面，导致铜带表面产生挫伤、点伤，因此，胶辊要定期进行车削更换，保证带面质量。

（10）二次退火：将松卷后的带卷进行罩式炉退火，退火温度为480℃-520℃，然后保温3小时冷却至常温，二次退火的目的是消除带卷在轧制时产生的加工硬化，使其充分再结晶，适当的降低保温时间，避免晶粒过大过长，影响产品的性能和生产效率。

（11）二次清洗：二次退火后的带卷送至中厚带进行清洗，按照碱洗→酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式处理，其中，碱液温度为1%-2%，酸液浓度为6%-8%，钝化浓度为0.12%-0.16%，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60-70m/min。

（12）中精轧：将二次清洗后厚度为0.7mm的带卷进行多道次轧制，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。

（13）气垫退火清洗：将轧制后的带卷进行气垫式连续退火清洗处理，运行速度50-60m/min。

（14）精轧：将气垫退火后厚度为0.3mm的带卷进行轧制，轧制到厚度为0.2mm后卸卷。

（15）低温退火：将精轧后的带卷在罩式炉中升温至250℃-260℃，保温3h 冷却至常温。需要进行说明的是，上述精轧加上低温退火的工序一方面能够消除材料的内应力，另一方面由于低温退火的温度较低，不会发生组织转变，从而通过精轧和低温退火的配合来保证材料的抗拉强度≥600MPa。

（16）四次清洗：将罩式炉退火后的带卷送到薄带清洗线进行清洗，碱液温度为1%-2%，酸液浓度为4%-6%，钝化浓度为0.04%-0.16%。

（17）拉弯矫直：将四次清洗后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，带卷矫直速度为120m/min。

（18）分条入库：将矫平后的带卷进行分切交付。

需要进行说明的是，带料的开卷、卷取张力对产品的质量至关重要，为此要求进行恒张力控制，即在卷绕的过程中使产品承受最佳张力，且自始至终保持不变。若张力过大，会造成加工材料的拉伸变形；张力过小，会使卷取的材料的层与层之间的应力变形，造成收卷不整齐，影响加工质量。经申请人不断摸索得出步骤（14）中0.2mm铜带轧机前张力为4KN-4.5KN；步骤（16）中，薄带清洗线开卷张力为1.6KN-2.0KN，收卷张力为4.6KN-5KN；步骤（17）中，拉弯矫直开卷张力为1.2KN-1.5KN，收卷张力1.5KN-1.8KN，上述通过对张力的严格要求，实现辊间的同步，以保证带卷具有良好的板型和表面。

综上，通过本发明研发出的锡黄铜合金，具有高的抗拉强度和相当的延伸率，综合性能与锡磷青铜性能相当，导电率23.2%IACS，比常规锡磷青铜的导电能力高出60%，符合汽车行业高强高弹，且高导的使用需求，具备良好的市场推广前景。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）熔炼拉铸：按照紫铜-回料-锌锭-中间合金的顺序投料，各组分的重量百分比为70%-74%的Cu，0.8%-1.2%的Sn，0.02%-0.04%的P，余量为Zn；调整熔化铜水温度≥1060℃，进行拉铸；

（2）热轧：将铸锭放置于260*420规格H65铸锭之后，控制出炉温度在820℃-850℃，进入二辊热轧机进行多道次轧制，热轧机规格为φ650*650mm，轧制速度120m/min-150m/min，热轧机冷却采用乳化液冷却，乳化液质量浓度为0.2%-0.4%；

（3）铣削加工：热轧至16mm厚的带卷进行铣面，铣削速度为4-6m/min，铣削后表面粗糙度Ra控制在1.5um以内；

（4）粗轧：将铣面后的带坯进行多道次粗轧，轧制到2.0mm后卸卷，粗轧机规格为φ250/450*500mm，粗轧机采用乳液润滑，乳液质量浓度为2%-4%；

（5）切边；粗轧后的铜带进行切边，剪去铜带两边缺陷部分，切边速度50-60m/min；

（6）一次退火：将2mm铜卷投入罩式炉中，退火温度为480℃-520℃，然后保温5小时，保温结束后炉冷至常温取出；

（7）一次清洗：一次退火后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；

（8）中轧：将一次清洗后厚度为2.0mm的带卷进行多道次轧制，轧制到厚度为0.7mm后卸卷，中轧机规格为φ260/450*500mm，采用全油轧制，轧制速度为200-240m/min；

（9）松卷：中轧后的带卷上松卷机进行松卷，释放张应力；

（10）二次退火：将松卷后的带卷进行罩式炉退火，退火温度为480℃-520℃，然后保温3小时冷却至常温；

（11）二次清洗；二次退火后的带卷送至中厚带进行清洗，按照碱洗→酸洗→清水冲洗→抛光→热水冲洗→钝化→烘干→收卷的方式处理；

（12）中精轧：将二次清洗后厚度为0.7mm的带卷进行多道次轧制，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；

（13）气垫退火清洗：将轧制后带卷进行气垫式连续退火清洗处理，运行速度50-60m/min；

（14）精轧：将气垫退火后厚度为0.3mm的带卷进行轧制，轧制到厚度为0.2mm后卸卷；

（15）低温退火：罩式炉中升温至250℃-260℃，保温3h 冷却至常温；

（16）四次清洗；将罩式炉退火后的带卷送到薄带清洗线进行清洗，碱液温度为1%-2%，酸液浓度为4%-6%，钝化浓度为0.04%-0.16%；

（17）拉弯矫直；

（18）分条入库；

步骤（14）中0.2mm铜带轧机前张力为4KN-4.5KN；步骤（16）中，清洗线开卷张力为1.6KN-2.0KN，收卷张力为4.6KN-5KN；步骤（17）中，拉弯矫直开卷张力为1.2KN-1.5KN，收卷张力1.5KN-1.8KN。

2.根据权利要求1所述的一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，其特征在于：步骤（1）中，对组分含量进行检验并适时补充一定量的新料，保证各组分的含量满足要求，新料与旧料的比列为4:6。

3.根据权利要求1所述的一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，其特征在于：步骤（7）中，采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为10%-12%；采用240目单股丝刷抛光，重刷，刷毛材质为碳化硅，抛光转速为600 r/min，清洗速度为40-50m/min。

4.根据权利要求1所述的一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，其特征在于：步骤（11）中，碱液温度为1%-2%，酸液浓度为6%-8%，钝化浓度为0.12%-0.16%，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60-70m/min。

5.根据权利要求1所述的一种汽车连接器锡黄铜带的生产工艺，其特征在于：步骤（17）中，将四次清洗后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，带卷矫直速度为120m/min。