CN109182831A - 一种拉制用铜带的制备方法 - Google Patents

一种拉制用铜带的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种拉制用铜带的制备方法，采用上引连铸、连续挤压、拉制、精整等制备工艺，制备的铜带圆角0.5mm、侧弯小于1mm/m、导电率大于99％IACS、抗拉强度大于300MPa、延伸率大于8％、平面度小于0.1mm。

Description

一种拉制用铜带的制备方法
技术领域
本发明涉及一种有色金属材料的制备方法，尤其涉及一种拉制用铜带的制备方法。
背景技术
我国铜板带材生产加工技术经过近三十多年的发展，但目前我国铜板带材生产的技术水平和产品质量与先进工业国家相比尚有不少差距，主要体现在技术创新不足，集约化程度低，产品同质化严重，导致国内低档铜板带市场竞争激烈，企业效益不高。如何节能降耗，降低生产成本，提高成材率是我国铜板带行业将面临的重要问题。
铜板带材加工的生产流程主要分为三种：热轧法、水平连铸法、连续挤压法，三种方法均有优缺点。对于三种铜带制备方法而言，制备的铜带边部经过分切后，都存在撕裂面，无法达到圆角的技术要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拉制用铜带的制备方法，采用上引连铸、连续挤压、两道次连续拉制、精整的工艺；制备的铜带按照重量百分比计，银含量0.005-0.01％、铟含量0.005-0.01％、钇含量0.005-0.01％、钙含量0.002-0.005％、锶含量0.002-0.005％、氧含量小于3ppm，厚度为3.0-5.0mm，宽度为50.0-100mm，铜带圆角：0.5mm、侧弯：小于1mm/m、导电率：大于99％IACS、抗拉强度：大于300MPa、延伸率：大于8％、平面度：小于0.1mm。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜、纯银、铜铟中间合金、铜钇中间合金、铜钙中间合金、铜锶中间合金，将其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1150-1200℃，保温炉温度为1100-1150℃，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，采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为2.5～3.0mm，上引连铸的速度为550-600mm/min，停拉比率为50％-55％，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Ф30mm，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℃。制备的铜杆按照重量百分比计，银含量0.005-0.01％、铟含量0.005-0.01％、钇含量0.005-0.01％、钙含量0.002-0.005％、锶含量0.002-0.005％、氧含量小于3ppm。
上引连铸使用的结晶器为石墨材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm。
连续挤压机转速为3-3.5r/min，连续挤压温度为大于750℃，连续挤压溢料率控制在8-10％。
连续挤压后的铜带坯经过在线冷却水冷却后直接进行两道次拉制，这样的有益效果是缩短了生产流程，提高了生产效率。两道次拉制的加工率分别为15-8％和10-5％，第一道次拉制的目的是将铜带坯厚度减薄，提高铜带坯的强度和硬度，第二道次拉制的目的是控制铜带的圆角，使铜带坯的铜带圆角达到0.5mm。
连续挤压和两道次拉制的速度同步进行，两道次连续拉制后直接进行卷取。
拉制时采用5％的乳化液冷却，采用0.28MPa的压缩空气进行吹扫，将乳化液吹扫干净，不需要酸洗。
精整采用十辊矫直机组，对拉制后的铜带坯进行精整，提高铜带坯的板型和侧弯，制备的铜带侧弯小于1mm/m，平面度小于0.1mm。
精整时，先将铜带坯进行上下平面的矫直，其目的是提高铜带的平面度，然后将铜带坯左右侧面进行矫直，其目的是提高铜带的侧弯。
本发明的有益效果是：
1.制备的铜带性能性能指标优异，其中铜带圆角：0.5mm、侧弯：小于1mm/m、平面度：小于0.1mm，满足高精度铜带的要求。
2.本发明的制备方法高效节能，采用上引连铸、连续挤压、两道次连续拉制、精整的工艺，比传统的铜带制备等工艺节约了大量的时间和能耗。
3.采用微合金化，添加微量的银、铟、钇、钙、锶等元素，在保证铜带导电率的情况下，提高铜带的硬度和软化温度。
具体实施方式
采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜、纯银、铜铟中间合金、铜钇中间合金、铜钙中间合金、铜锶中间合金，将其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1150-1200℃，保温炉温度为1100-1150℃，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，采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为2.5～3.0mm，上引连铸的速度为550-600mm/min，停拉比率为50％-55％，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Ф30mm，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℃。制备的铜杆按照重量百分比计，银含量0.01％、铟含量0.01％、钇含量0.01％、钙含量0.005％、锶含量0.005％、氧含量小于3ppm。
上引连铸使用的结晶器为石墨材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm。
连续挤压机转速为3-3.5r/min，连续挤压温度为大于750℃，连续挤压溢料率控制在8-10％。
连续挤压后的铜带坯经过在线冷却水冷却后直接进行两道次拉制，这样的有益效果是缩短了生产流程，提高了生产效率。两道次拉制的加工率分别为15-8％和10-5％，第一道次拉制的目的是将铜带坯厚度减薄，提高铜带坯的强度和硬度，第二道次拉制的目的是控制铜带的圆角，使铜带坯的铜带圆角达到0.5mm。
连续挤压和两道次拉制的速度同步进行，两道次连续拉制后直接进行卷取。
拉制时采用5％的乳化液冷却，采用0.28MPa的压缩空气进行吹扫，将乳化液吹扫干净，不需要酸洗。
精整采用十辊矫直机组，对拉制后的铜带坯进行精整，提高铜带坯的板型和侧弯，制备的铜带侧弯小于1mm/m，平面度小于0.1mm。
精整时，先将铜带坯进行上下平面的矫直，其目的是提高铜带的平面度，然后将铜带坯左右侧面进行矫直，其目的是提高铜带的侧弯。
本实例制备的铜带按照重量百分比计，银含量0.01％、铟含量0.01％、钇含量0.01％、钙含量0.005％、锶含量0.005％、氧含量小于3ppm，厚度为3.0-5.0mm，宽度为50.0-100mm，铜带圆角：0.5mm、侧弯：小于1mm/m、导电率：大于99％IACS、抗拉强度：大于300MPa、延伸率：大于8％、平面度：小于0.1mm。

Claims (5)

1.一种拉制用铜带的制备方法，其特征在于所述的制备方法是：上引连铸、连续挤压、两道次连续拉制、精整，制备的铜带按照重量百分比计，银含量0.01％、铟含量0.01％、钇含量0.01％、钙含量0.005％、锶含量0.005％、氧含量小于3ppm，厚度为3.0-5.0mm，宽度为50.0-100mm，铜带圆角：0.5mm、侧弯：小于1mm/m、导电率：大于99％IACS、抗拉强度：大于300MPa、延伸率：大于8％、平面度：小于0.1mm。
2.如权利要求1所述的上引连铸，其特征在于：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜、纯银、铜铟中间合金、铜钇中间合金、铜钙中间合金、铜锶中间合金，将其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1150-1200℃，保温炉温度为1100-1150℃，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，采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为2.5～3.0mm，上引连铸的速度为550-600mm/min，停拉比率为50％-55％，上引连铸直径Ф30mm，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石墨材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm。
3.如权利要求1所述的连续挤压，其特征在于：连续挤压机转速为3-3.5r/min，连续挤压温度为大于750℃，连续挤压溢料率控制在8-10％。
4.如权利要求1所述的两道次连续拉制，其特征在于：连续挤压后的铜带坯经过在线冷却水冷却后直接进行两道次拉制，两道次拉制的加工率分别为15-8％和10-5％，第一道次拉制的目的是将铜带坯厚度减薄，提高铜带坯的强度和硬度，第二道次拉制的目的是控制铜带的圆角，使铜带坯的铜带圆角达到0.5mm；连续挤压和两道次拉制的速度同步进行，两道次连续拉制后直接进行卷取；拉制时采用5％的乳化液冷却，采用0.28MPa的压缩空气进行吹扫，将乳化液吹扫干净，不需要酸洗。
5.如权利要求1所述的精整，其特征在于：精整采用十辊矫直机组，对拉制后的铜带坯进行精整，提高铜带坯的板型和侧弯，制备的铜带侧弯小于1mm/m，平面度小于0.1mm；精整时，先将铜带坯进行上下平面的矫直，其目的是提高铜带的平面度，然后将铜带坯左右侧面进行矫直，其目的是提高铜带的侧弯。
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