CN110423967B - 一种屏蔽用锌白铜带材的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种屏蔽用锌白铜带材的加工工艺，其加工工艺流程为：铸造、铣面、热轧、中间退火、中轧、留底退火、成品轧制；其特征在于：所述中间退火、留底退火后分别进行研磨抛光；所述研磨抛光工艺为选用3～9组研磨刷进行抛光研磨，所述研磨刷为400～3000目，研磨刷的半径为200～400mm，压下量为5～30％，转速为300～1000r/min；所述留底退火工艺为：退火温度为380～680℃，保温时间为6～12h；所述成品轧制的加工率为5～15％。本发明锌白铜带材抗高温氧化性能优良，加工成本低且力学性能优异、稳定。

Description

一种屏蔽用锌白铜带材的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种铜合金加工工艺，具体涉及一种屏蔽用锌白铜带材的加工工艺。

背景技术

锌白铜合金，因其美丽的光泽、优良的冷热加工性、延展性、耐腐蚀和耐疲劳性能，被广泛应用于移动电子通讯器材和精密器件中。随着电子元器件的快速发展，客户对锌白铜带材的要求也是日趋严格。目前锌白铜合金在客户使用过程中，高温焊接时锌白铜带材表面易出现氧化发黄变色，严重影响产品的外观和性能，导致锌白铜发货失败。而且对生产厂家而言，一旦出现高温氧化变色，只能回炉重炼，导致产品报废率高，大大增加了生产成本。

结合锌白铜的成品性能及便于其实现手段，现有的锌白铜通常采用大加工率冷轧结合成品退火工艺出成品，冷轧加工率为35％～65％，然后再采用成品退火工艺改善折弯、塑性等性能来保证最终产品的性能，以C7701为例，抗拉强度为550MPa左右，硬度为150HV左右，延伸率22％左右。虽然上述工艺组合易获得成品性能，但采用成品退火控制最终性能存在以下不利影响，1)通过退火工艺控制成品性能易造成材料力学性能不稳定，如钟罩炉退火受热不均导致成品硬度和抗拉强度等性能波动范围较大；2)受热不均导致材料的组织均匀性差，最终影响产品的折弯性能；3)成品退火工艺易在锌白铜表面形成氧化层，如果研磨水洗过程并没有将氧化层去除干净，成品在高温条件下易氧化发黄变色；4)冷轧后再加一道成品退火，增加了生产成本。

如公开号为CN103639230B公开了一种锌白铜带材的加工工艺方法，成品轧制采用35％～65％的加工率，轧制后经喷涂防粘剂后进行成品退火。退火工艺设定515℃～545℃，保温5～12h，达到材料抗拉强度＞540MPa，HV130～165的性能要求。但材料的力学性能在铜合金带材的不同位置波动较大，且锌白铜在后续使用过程中，如果退火后的氧化层没有去除干净易氧化发黄变色而报废。

此外，锌白铜的高温氧化问题可以退火后采用清洗工艺进行解决，但现有的清洗工艺存在设计复杂或者清洗工艺设置不当而造成效果不理想的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种抗高温氧化性能优良，加工成本低且力学性能优异、稳定的一种屏蔽用锌白铜带材的加工工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种屏蔽用锌白铜带材的加工工艺，其加工工艺流程为：铸造、铣面、热轧、中间退火、中轧、留底退火、成品轧制；其特征在于：所述中间退火、留底退火后分别进行研磨抛光；所述研磨抛光工艺为选用3～9组研磨刷进行抛光研磨，所述研磨刷为400～3000目，研磨刷的半径为200～400mm，压下量为5～30％，转速为300～1000r/min；所述留底退火工艺为：退火温度为380～680℃，保温时间为6～12h；所述成品轧制的加工率为5～15％。

中间退火、留底退火后在锌白铜的表面会产生大量的氧化层，氧化层会随着轧制过程不断渗透、累积，直接影响到成品的表面质量，而且在高温环境下表面易发黄，大大降低抗氧化能力。因此，在中间退火、留底退火后分别进行研磨抛光工序，去除退火后的氧化层，提高锌白铜成品的抗高温氧化性能。

研磨抛光工艺的参数设计对于是否能够彻底清除氧化层具有直接的影响。本发明的所述研磨抛光工艺为选用3～9组研磨刷进行抛光研磨，所述研磨刷为400～3000目，研磨刷的半径为200～400mm，压下量为5～30％，转速为300～1000r/min。锌白铜在退火后因脱锌产生的氧化层厚度为50～90埃，把表面氧化层研磨去除干净的同时避免带材表面出现刷印和色差条等问题，研磨的参数设计必须保证一个合理的设定范围，通过发明人不断地试验，通过协同控制研磨刷组数、目数、半径、压下量、转速参数，最终获得满足材料表面粗糙度0.05～0.15μm和锌白铜在280～350℃保温3min不变色，并且研磨刷使用周期与现有技术相比提高了1倍，现有的研磨刷使用30天时间需要更换修整，而本发明可以实现使用50天时间后才进行更换修整，整体上延长刷子的使用寿命，降低生产成本。

为解决退火出成品后锌白铜的氧化变色问题，本发明采用冷轧出成品，并结合前一道的留底退火工艺来控制最终的产品性能。所述留底退火工艺为：退火温度为380～680℃，保温时间为6～12h；所述成品轧制的加工率为5～15％。因中轧一般为大加工率轧制，轧制率>50％，材料硬化，塑性性能变差，当退火温度低于380℃或者保温时间低于6h，材料的塑性性能无法得到改善，其成品的加工性能变差，温度高于680℃或者保温时间高于12h时，材料的晶粒长大，其成品的力学性能降低，因此，本发明的留底退火工艺为：退火温度为380～680℃，保温总时间为6～12h。成品轧制是提高力学性能的手段之一，本发明是结合退火后的组织、性能和锌白铜加工硬化曲线，根据拟获得的成品力学性能制定具体的轧制率，本发明成品轧制的加工率为5～15％，轧制率低于5％，力学性能不能得到满足，轧制率高于15％，材料加工硬化，延伸率下降，因此，本发明结合留底退火温度，将成品轧制的轧制率控制在5～15％。

为进一步优化留底退火后的组织，作为优选，所述的留底退火采用阶梯式保温退火：先采用高温退火，温度为500～680℃，保温时间2～10h；再采用低温保温，温度为380～<500℃，保温时间2～10h。采用高温退火使得材料软化，得到再结晶组织，然后再进行低温退火，使得再结晶组织均匀化，晶粒大小保持一致。组织均匀直接影响材料退火后塑性稳定，也为成品轧制后获得稳定的力学性能提供保证。

根据锌白铜成品的清洗速度不同，研磨刷组数越多，相对来说，清洗的速度越快。同时刷子的所需的压下量和转速可以降低，这意味着刷子的损耗较少。在综合考虑研磨清洗效果、生产效率和生产成本的条件下，作为优选，所述的研磨刷选用8组，前4组目数为600～1800，后4组目数为2000～3000，研磨刷的半径为200～300mm，压下量为7％～10％，转速为400～500r/min。

作为优选，所述的研磨刷选用6组，前3组目数为600～1800，后3组目数为2000～3000，研磨刷的半径为250～350mm，压下量为11～14％，转速为500～600r/min。

为进一步提高抗高温氧化变色性能，作为优选，所述的研磨刷采用两端支撑的固定结构。相比现有的单侧悬梁臂结构，刷子的稳定性得到提高，不仅可以有效避免带材研磨因振动产生的刷痕，还可以保证带材表面研磨的均匀性，得到理想的表面光洁度和粗糙度，提高抗高温氧化性能。

为进一步提高抗高温氧化变色性能，作为优选，所述的研磨刷可以左右移动作业，移动的速度为0.5～3mm/s。研磨刷设计成可以左右移动作业，在有利于刷子均匀磨损的同时减小刷子的磨损量。传统的固定研磨刷方式在使用时，刷子与带材接触的部分和与带材不接触的部分磨损程度是不一样的。如果带材清洗过程中走偏或者带材宽度发生变化，研磨清洗的效果不佳，甚至可能出现色差带情况，因此，左右移动的刷子可以很好的达到均匀研磨的效果，同时避免因刷子不均匀研磨造成的后期维护和频繁更换的问题。

为进一步提高抗高温氧化变色性能，作为优选，所述的研磨刷选用8组，前4组研磨刷目数≥后4组研磨刷目数；其中第一组、第二组研磨刷的目数≤第三组、第四组研磨刷目数，第五组、第六组研磨刷的目数≤第七组组、第八组研磨刷目数，相邻组目数差为0～1000。前4组研磨刷主要起到研磨作用，目的是能够粗磨掉表面氧化层，而同时保证表面质量良好，杜绝表面出现刷印；后4组为抛光组，主要起到抛光的作用，保证表面粗糙度在0.05～0.15μm。研磨刷目数整体按照由粗到细设计，且相邻组目数差要求≤1000。既要保障粗磨与抛光的优异效果，同时也要考虑研磨刷生产成本和使用寿命，因此，相邻组目数差控制在0～1000，可以在保证彻底清除氧化层的同时取得好的表面粗糙度。

本发明通过在中间退火和留底退火后分别设置研磨抛光工艺，且通过协同控制研磨刷参数，可以实现锌白铜在280～350℃保温3min后表面不变色。

本发明在去除氧化层的同时，能够保证表面的粗糙度，本发明锌白铜表面的粗糙度为0.05～0.15μm。

本发明锌白铜的抗拉强度510～580MPa，140～170HV，延伸率≥21％，铜合金带材边部与中部的硬度波动率N控制在1～3％。与传统的成品退火工艺相比，本发明采用留底退火结合成品冷轧出成品，力学性能优异且性能更加稳定。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明采用冷轧出成品，与退火出成品相比，降低了在锌白铜表面产生氧化层的概率；少一道退火工序，减少了成品退火的工艺成本；本发明锌白铜的抗拉强度510～580MPa，140～170HV，延伸率≥21％，且铜合金带材边部与中部的硬度波动率N控制在1～3％，与传统的成品退火工艺相比，本发明采用留底退火结合成品冷轧出成品，力学性能优异且性能更加稳定。

2)本发明在中间退火、留底退火后通过研磨抛光工艺去除氧化层，通过对研磨抛光工艺中各个参数调控，实现了在彻底去除锌白铜氧化层的同时保证了表面的粗糙度；本发明可以实现在280～350℃保温，3min后取出观察锌白铜表面不变色，而传统的研磨工艺锌白铜在280℃加热3min表面发黄，同时锌白铜的表面的粗糙度为0.05～0.15μm，满足生产需求。

3)通过对研磨刷的固定方式、研磨刷的移动方式、研磨刷的参数设置做了优化改进，研磨效果好，研磨刷磨损均匀，提高了研磨刷的使用寿命。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

选用14组锌白铜(成分为C7701)按照本发明的工艺方法进行加工作为实施例。

14组锌白铜实施例的工艺流程：配料→铸造→铣面→粗轧→中间退火→厚剪→研磨抛光→水洗→中轧→留底退火→研磨抛光→成品轧制→脱脂水洗→矫直→剪切→包装入库。

对比例C7701的工艺流程：配料→铸造→铣面→粗轧→中间退火→厚剪→研磨抛光→水洗→中轧→留底退火→研磨抛光→成品轧制→成品退火→脱脂水洗→矫直→剪切→包装入库。

锌白铜表面氧化变色测试：在电热恒温鼓风干燥箱280～350℃保温3min后取出锌白铜，其观察表面颜色。

成品硬度稳定性测试：沿锌白铜板带边部、中部分别取样，测试其维氏硬度HV(试样共测试5点硬度值，去掉最高值和最低值，其余3点硬度的算数平均值作为试样硬度)。记带材边部、中部硬度分别为X1和X2，用锌白铜板带的硬度波动率N表示产品性能的稳定性，硬度波动率N＝(∣X1-X2∣/X2)×100％。

表2实施例、对比例的性能测试结果

通过表2可以得出，本发明的锌白铜在280～350℃保温3min不变色，其抗高温氧化性能优于采用传统工艺加工的C7701，且本发明的锌白铜表面的粗糙度为0.05～0.15μm，优于传统工艺加工的C7701。

本发明锌白铜的抗拉强度、硬度、延伸率与传统工艺加工的C7701的力学性能相当，但硬度波动率N明显较低，因此，本发明的力学性能更加稳定。

Claims (9)

1.一种屏蔽用锌白铜带材的加工工艺，其加工工艺流程为：铸造、铣面、粗轧、中间退火、中轧、留底退火、成品轧制；其特征在于：所述中间退火、留底退火后分别进行研磨抛光；所述研磨抛光工艺为选用3～9组研磨刷进行抛光研磨，所述研磨刷为400～3000目，研磨刷的半径为200～400mm，压下量为5～30%，转速为300～1000r/min；所述留底退火采用阶梯式保温退火：先采用高温退火，温度为500～680℃，保温时间2～10h；再采用低温保温，温度为大于等于380℃且小于500℃，保温时间2～10h；所述成品轧制的加工率为5～15%。

2.根据权利要求1所述的屏蔽用锌白铜带材的加工工艺，其特征在于：所述的研磨刷选用8组，前4组目数为600～1800，后4组目数为2000～3000，研磨刷的半径为200～300mm，压下量为7%～10%，转速为400～500r/min。

3.根据权利要求1所述的屏蔽用锌白铜带材的加工工艺，其特征在于：所述的研磨刷选用6组，前3组目数为600～1800，后3组目数为2000～3000，研磨刷的半径为250～350mm，压下量为11～14%，转速为500～600r/min。

4.根据权利要求1所述的屏蔽用锌白铜带材的加工工艺，其特征在于：所述的研磨刷采用两端支撑的固定结构。

5.根据权利要求1所述的屏蔽用锌白铜带材的加工工艺，其特征在于：所述的研磨刷左右移动作业，移动的速度为0.5～3mm/s。

6.根据权利要求1所述的屏蔽用锌白铜带材的加工工艺，其特征在于：所述的研磨刷选用8组，前4组研磨刷目数≥后4组研磨刷目数；其中第一组、第二组研磨刷的目数≤第三组、第四组研磨刷目数，第五组、第六组研磨刷的目数≤第七组、第八组研磨刷目数，相邻组目数差为0～1000。

7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的加工工艺制备的屏蔽用锌白铜带材，其特征在于：该锌白铜带材在280～350℃保温3min后表面不变色。

8.根据权利要求1至6任一权利要求所述的加工工艺制备的屏蔽用锌白铜带材，其特征在于：该锌白铜带材表面的粗糙度为0.05～0.15μm。

9.根据权利要求1至6任一权利要求所述的加工工艺制备的屏蔽用锌白铜带材，其特征在于：该锌白铜带材的抗拉强度510～580MPa，维氏硬度140～170 HV，延伸率≥21%，铜合金带材边部与中部的硬度波动率N控制在1～3%。