CN110385350B - 一种异型铜合金带的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种异型铜合金带的生产方法，其包括以下步骤：上引连铸、连续挤压、一道次轧制、一道次拉制、退火；该方法制备的异型铜合金带的晶粒尺寸为0.007‑0.015mm、导电率大于97％IACS，抗拉强度大于250MPa，延伸率大于55％。
Description
技术领域
本发明涉及一种有色金属加工方法，尤其涉及一种异型铜合金带的生产方法。
背景技术
异型铜带主要用于制作高精度引线框架和新能源汽车等行业，根据其使用特性，主要要求如下：具有高的导电和导热性能，同时应具有良好的强度、硬度、抗软化性、电镀性能、钎焊和塑封性能。
异型铜带传统的生产工艺主要有轧制法、铣削法、锻压法等。
轧制法：以日本公司为代表，主要是通过轧辊轧制出相应异型铜带坯料，再利用型辊轧制出成品。其缺点：铸造的带坯性能、表面质量难以满足后续加工的要求。产品尺寸精度不高，易产生较大的内应力，板形难于控制。
铣削法：以德国公司为代表，首先是以铣削得到异型铜带坯料，再利用型辊轧制出成品。缺点：带材的利用率低、成材率较低、致密度较低、机械性能较差、表面质量较差。
锻压法：以法国公司为代表，以高速锻压机锻造出异型铜带坯料，然后通过型辊轧制出产品。优点：金属损耗少、精度高，产品内应力小。缺点：工艺流程长、生产效率较低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种性能优异的异型铜合金带短流程生产方法。使用本发明制备的异型铜合金带按照重量百分比计，铟含量为0.02％，钇含量0.02％，银含量0.01％，铌含量0.01％，锂含量0.01％，余量为铜。本发明的技术方案是：
一种异型铜合金带的生产方法，包括以下具体步骤：
(1)上引连铸
采用工频熔炼装置进行上引连铸铜杆，熔炼装置包括熔炼炉、保温炉、牵引装置、卷取装置。
牵引装置包括结晶器、石墨模具、护套、牵引电机。
石墨模具安装在结晶器底部，在石墨模具与结晶器底部结合处用石棉线塞紧并涂上石墨乳胶以防止进气渗铜。
石墨模具插入铜液的深度为30-50mm，结晶器冷却水进出水温差在15℃。熔炼炉温度为1205℃，保温炉温度为1155℃，熔化炉电压380～420V，保温炉电压300～340V。
上引连铸铜杆的直径为Φ20mm，节距3～5mm，上引连铸铜杆速度600～700mm/min；铜液液面高度为400～450mm；熔化炉用木炭覆盖，厚度100～150mm，保温炉用石墨磷片覆盖，厚度为30～40mm，与护套上表面持平。上引连铸铜杆按照重量百分比计，铟含量为0.02％，钇含量0.02％，银含量0.01％，铌含量0.01％，锂含量0.01％，余量为铜。
(2)连续挤压
将上引连铸铜杆进行连续挤压制备异型铜合金带坯料。
先将连续挤压工装模具进行预热，温度460℃，保温5小时；将预热后的工装模具放进靴座后，放入导板，盖好压紧板，拧紧螺丝，合上靴座，压紧压紧缸，套上防氧化管；压紧缸压力表为22～25Mpa，主轴转速3.5转，添加热料。热料为10根直径为Φ30mm、长度为400㎜、温度为700～800℃无氧铜杆。
连续挤压工装模具与挤压轮的间隙为0.7mm。
连续挤压制备的异型铜合金带坯与成品的异型铜合金带横截面为同比例。
(3)一道次轧制
将连续挤压的异型铜合金带坯料进行一道次轧制。
一道次轧制的加工率为20％-50％。
一道次轧制时采用两辊轧机，其中下辊为平辊，上辊为型辊。
一道次轧制时，异型铜合金带先经过对中装置，然后进入轧辊进行轧制，轧制后再经过第二个对中装置，型辊与异型铜合金带的中心线一致。
一道次轧制时，异型铜合金带不同截面采用非同比例的加工率，大截面的加工率比小截面的加工率大0.5％-2％。
(4)一道次拉制
将一道次轧制后的异型铜合金带进行一道次拉制。
一道次拉制的加工率为5％-15％。
一道次拉制为连续卷拉。
一道次拉制时，异型铜合金带不同厚度采用非同比例的加工率，大截面的加工率比小截面的加工率小0.5％-2％。
一道次拉制后，异型铜合金带的表面粗糙度小于0.1μm。
(5)退火
将一道次拉制后的异型铜合金带进行退火，退火温度为300-500℃，保温时间为6-8小时，制备的异型铜合金带的晶粒尺寸为0.007-0.015mm、导电率大于97％IACS，抗拉强度大于250MPa，延伸率大于55％。
本发明的有益效果在于：
1.采用上引连铸、连续挤压、一道次轧制、一道次拉制、退火的生产方法，实现了异型铜合金带的短流程生产，本发明提供的生产方法，不仅高效节能，而且性能优异。
2.一道次轧制、一道次拉制变形时采用非同比例的加工变形方法，制备的异型铜合金带尺寸精度高。
3.一道次轧制时采用两套对中装置，保证异型铜合金带尺寸精度。
4.一道次轧制时，采用非同比例的加工率可以消除由于轧辊弹塑性变形导致的板形差的问题。
5.一道次拉制时，采用非同比例的加工率可以消除卷拉时导致的板形差的问题。
附图说明
图1为本发明的异型铜合金带在生产过程中的尺寸变化示意图。
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。
(1)上引连铸
采用工频熔炼装置进行上引连铸铜杆，熔炼装置包括熔炼炉、保温炉、牵引装置、卷取装置。
牵引装置包括结晶器、石墨模具、护套、牵引电机。
石墨模具安装在结晶器底部，在石墨模具与结晶器底部结合处用石棉线塞紧并涂上石墨乳胶以防止进气渗铜。
石墨模具插入铜液的深度为50mm，结晶器冷却水进出水温差在15℃。熔炼炉温度为1205℃，保温炉温度为1155℃，熔化炉电压420V，保温炉电压300V。
上引连铸铜杆的直径为Φ20mm，节距5mm，上引连铸铜杆速度700mm/min；铜液液面高度为450mm；熔化炉用木炭覆盖，厚度150mm，保温炉用石墨磷片覆盖，厚度为30mm，与护套上表面持平。上引连铸铜杆按照重量百分比计，铟含量为0.02％，钇含量0.02％，银含量0.01％，铌含量0.01％，锂含量0.01％，余量为铜。
(2)连续挤压
将上引连铸铜杆进行连续挤压制备异型铜合金带坯料。
先将连续挤压工装模具进行预热，温度460℃，保温5小时；将预热后的工装模具放进靴座后，放入导板，盖好压紧板，拧紧螺丝，合上靴座，压紧压紧缸，套上防氧化管；压紧缸压力表为25Mpa，主轴转速3.5转，添加热料。热料为10根直径为Φ30mm、长度为400㎜、温度为750℃无氧铜杆。
连续挤压工装模具与挤压轮的间隙为0.7mm。
连续挤压制备的异型铜带坯T1的尺寸为6mm、H1的尺寸为4mm。
(3)一道次轧制
将连续挤压的异型铜带合金坯料进行一道次轧制。
一道次轧制时采用两辊轧机，其中下辊为平辊，上辊为型辊。
一道次轧制时，异型铜合金带先经过对中装置，然后进入轧辊进行轧制，轧制后再经过第二个对中装置，型辊与异型铜合金带的中心线一致。
一道次轧制时，异型铜合金带不同厚度采用非同比例的加工率。
一道次轧制后异型铜合金带T2的尺寸为3.24mm、H2的尺寸为2.2mm。
(4)一道次拉制
将一道次轧制后的异型铜合金带进行一道次拉制。
一道次拉制为连续卷拉。
一道次拉制时，异型铜合金带不同厚度采用非同比例的加工率。
一道次拉制后，异型铜合金带坯T3的尺寸为3mm、H3的尺寸为2mm。
(5)退火
将一道次拉制后的异型铜合金带进行退火，退火温度为350℃，保温时间为8小时。
上述方法制备的异型铜合金带的晶粒尺寸为0.007-0.015mm、导电率大于97％IACS，抗拉强度260MPa，延伸率60％，表面粗糙度小于0.1μm。
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 (1)
1.一种异型铜合金带的生产方法，其特征在于：所述的异型铜合金带按照重量百分比计，铟含量为0.02%，钇含量0.02%，银含量0.01%，铌含量0.01%，锂含量0.01%，余量为铜；所述的生产方法包括以下步骤：上引连铸、连续挤压、一道次轧制、一道次拉制、退火；所述生产方法的具体步骤是：
（1）上引连铸
采用工频熔炼装置进行上引连铸铜杆，所述的熔炼装置包括熔炼炉、保温炉、牵引装置、卷取装置；所述的牵引装置包括结晶器、石墨模具、护套、牵引电机；石墨模具安装在结晶器底部，在石墨模具与结晶器底部结合处用石棉线塞紧并涂上石墨乳胶以防止进气渗铜；石墨模具插入铜液的深度为50mm，结晶器冷却水进出水温差在15℃， 熔炼炉温度为1205℃，保温炉温度为1155℃，熔化炉电压420V，保温炉电压300V；上引连铸铜杆的直径为Φ20mm ，节距5mm，上引连铸铜杆速度700mm/min；铜液液面高度为450mm；熔化炉用木炭覆盖，厚度150mm，保温炉用石墨磷片覆盖，厚度为30mm，与护套上表面持平；
（2）连续挤压
连续挤压工装模具进行预热，温度460℃，保温5小时；将预热后的工装模具放进靴座后，放入导板，盖好压紧板，拧紧螺丝，合上靴座，压紧压紧缸，套上防氧化管；压紧缸压力表为25Mpa，主轴转速3.5转，添加热料；连续挤压工装模具与挤压轮的间隙为0.7mm；热料为10根直径为Φ30mm、长度为400㎜、温度为700～800℃无氧铜杆；连续挤压工装模具与挤压轮的间隙为0.7mm；连续挤压制备的异型铜带坯T1的尺寸为6 mm、H1的尺寸为4 mm；连续挤压制备的异型铜合金带坯与成品的异型铜合金带横截面为同比例；
（3）一道次轧制
将连续挤压的异型铜合金带坯料进行一道次轧制，一道次轧制的加工率为20%-50%，一道次轧制时采用两辊轧机，其中下辊为平辊，上辊为型辊，一道次轧制时，异型铜合金带先经过对中装置，然后进入轧辊进行轧制，轧制后再经过第二个对中装置，型辊与异型铜合金带的中心线一致，一道次轧制时，异型铜合金带不同截面采用非同比例的加工率，一道次轧制后异型铜合金带坯T2的尺寸为3.24 mm、H2的尺寸为2.2 mm；大截面的加工率比小截面的加工率大0.5%-2%；
（4）一道次拉制
将一道次轧制后的异型铜合金带进行一道次拉制，一道次拉制的加工率为5%-15%，一道次拉制为连续卷拉，一道次拉制时，异型铜合金带不同截面采用非同比例的加工率，一道次拉制后，异型铜合金带坯T3的尺寸为3 mm、H3的尺寸为2 mm；大截面的加工率比小截面的加工率大0.5%-2%，一道次拉制后，异型铜合金带的表面粗糙度小于0.1μm；
（5）退火
将一道次拉制后的异型铜合金带进行退火，退火温度为350℃，保温时间为8小时；
上述方法制备的异型铜合金带的晶粒尺寸为0.007-0.015mm、导电率大于97%IACS，抗拉强度260MPa，延伸率60%。
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