CN112570486B - 一种CuCrZr板带金属轧制工艺 - Google Patents

一种CuCrZr板带金属轧制工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112570486B
CN112570486B CN202011097986.0A CN202011097986A CN112570486B CN 112570486 B CN112570486 B CN 112570486B CN 202011097986 A CN202011097986 A CN 202011097986A CN 112570486 B CN112570486 B CN 112570486B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rolling
strip
copper
temperature
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011097986.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112570486A (zh
Inventor
靖林
庾高峰
张航
王聪利
吴斌
马明月
李小阳
侯玲
张琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Sirui Advanced Materials Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Sirui Advanced Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Sirui Advanced Materials Co Ltd filed Critical Shaanxi Sirui Advanced Materials Co Ltd
Priority to CN202011097986.0A priority Critical patent/CN112570486B/zh
Publication of CN112570486A publication Critical patent/CN112570486A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112570486B publication Critical patent/CN112570486B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/02Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02Making uncoated products
    • B21C23/04Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/06Making sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B22D11/004Copper alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/051Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having oscillating walls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14Plants for continuous casting
    • B22D11/145Plants for continuous casting for upward casting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26Methods of annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26Deposition of carbon only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

本发明公开了一种CuCrZr板带金属轧制工艺,属于板带轧制技术领域。本发明用连续挤压技术把铸杆挤压成方坯,再经过热轧和冷轧,生产出合格的带材和箔材,具体步骤包括:配料、上引连铸、连续挤压、热连轧、固溶、铣面、粗轧、时效、表面处理、精轧、退火、分切、包装,具有:①投资小,成本低,效率高;②成品率高,质量稳定;③生产灵活,适应市场等优点;相较于常规的方坯,本发明的200mm以内的板带产品可根据规格和重量要求灵活安排,最大限度的提高材料利用率,且在连续挤压过程中,铸态粗大晶粒被破碎,同时产生大量的晶核,在冷却过程中完成再结晶改造,获得更小的细晶粒金相组织的坯料。

Description

一种CuCrZr板带金属轧制工艺
技术领域
本发明属于金属板带轧制技术领域,具体涉及一种CuCrZr板带金属轧制工艺。
背景技术
近年来我国对高精度、高性能铜及铜合金板带材的需求急剧上升,随着电子零件、通讯设备、电器设备等器件的小型化和轻量化发展,薄型化、高强度、高导电地铜合金板需求越来越迫切,铜板带材料被广泛应用到新一代信息通信技术产业、航空航天装备、节能与新能源汽车、新材料等重点领域,在国家重点领域技术创新路线图中占有重要位置,也一直是国家产业振兴和技术改造专项资金支持的重点。
目前CuCrZr板带的轧制主要是连铸连轧和方坯轧制两种方法。连铸连轧是把铜液倒入连铸机中铸造出铜坯,然后不经冷却,在均热炉中保温一定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的铜轧制工艺;方坯轧制的方法是先将铜液熔铸成方坯,然后再对方坯进行加热后热轧,热轧完成后冷轧,工序慢,耗能高。
现有技术主要使用的工艺是连铸连轧,而现有的连铸连轧设备体积大,投资大,且铜液中含氧量高,铸锭炼制难度大,成品率低;上引连铸后的方坯规格固定,轧制产品规格固定,往往是大吨位方坯开坯,生产能力过剩,材料利用率低,还需要分切等工序,生产成本高;铸件与结晶器内壁粘连,不易分离,增加了引拔拉坯的难度。
发明内容
针对现有的技术问题,本发明提供一种低生产成本、高产品质量和成品合格率以及满足市场需求的CuCrZr板带轧制新工艺。
本发明的技术方案是:一种CuCrZr板带金属轧制工艺,包括以下步骤:
(1)配料
CuCrZr板带的主要化学组成及其重量百分比为:0.5%-1.2%Cr,0.03%~0.20%Zr,Fe≤0.08%,Si≤0.1%,杂质≤0.2%,余量为Cu,其中,Cu为无氧铜杆,Cr和Zr采用铬、锆包芯线;
(2)上引连铸
将上述重量百分比的无氧铜杆和铬、锆包芯线同时加入感应炉内,采用氩气保护并进行炉内搅拌,冷却水温保持在33℃±5℃,将石墨结晶器伸入并浸没在熔化的铜液面下,上端与真空泵连通,在真空负压的作用下,铜液在结晶器内徐徐吸引向上,并在引升器附近凝固成Φ20-Φ50铸杆,并将其收卷,卷径2m,通过严格控制水温,使上引连铸出的铸杆表面质量和成分稳定;
(3)连续挤压
选用上述制备的Φ30的铸杆通过连续挤压机,配合使用专用的工装模具挤压成宽度为20-200mm,厚度为10-50mm的铜排并收卷;
(4)热连轧
将上述连续挤压后收卷好的坯料进行放线、校直,然后进入轧机进行热轧,最后收卷,其中,加热速度为15m/min,加热温度800℃,最大卷径不超过1800mm,最终热轧的厚度为8-15mm;
(5)固溶处理
将上述热连轧处理后的合金坯料加热至750-950℃,并恒温保持,使过剩相充分溶于固溶体中,再快速冷却,以得到过饱和固溶体;
(6)铣面
对轧制板带的表面进行铣加工,去除表面氧化层,铣屑厚度为1mm;
(7)粗轧
经上述铣削完成的板带利用轧机进行多道次轧制,其中,高速挡的轧制速度为0-180-300m/min,低速档的轧制速度为0-90-200m/min,开卷速度0-120m/min,板带轧制厚度1mm;
(8)时效处理
将粗轧完成的板带置于热处理罩式炉内,在350-500℃的加热温度下保温1h-3h;
(9)表面处理
利用磷酸对上述时效处理后的板带表面进行酸洗处理,酸洗完成重新收卷;通过酸洗处理去除板材表面氧化及杂质,整个过程防止磕碰伤;
(10)精轧
经上述处理后的铜带再次置于轧机,以0-360m/min的轧制速度进行精轧,轧至产品规格和尺寸为0.1-0.8mm;
(11)退火
上述轧制完成后,对铜带整体进行退火处理消除轧制应力;
(12)分切
根据产品的规格对铜带进行分切;
(13)包装。
进一步地,所述步骤(2)中的石墨结晶器在使用前,对其内壁进行气相沉积处理,具体过程为:
S1:利用高压气体对石墨结晶器内壁进行清扫;
S2:将经过S1处理后的石墨结晶器置于沉积炉内,抽真空至0.06-0.07Pa,并以50-60℃/min的对沉积炉进行加热,直至温度升至1300-1500℃,并保温3-5h;
S3:向步骤S2加热后的沉积炉中通入体积比为1:4的氮气和液化石油气的混合气体,生成热解碳进行沉积,其中,混合气体的通入速率为3.5-5.5mL/min,通过将氮气作为运载气体,将液化石油气分解生成的多余的H2排出,避免H2过量降低碳沉积速度;
S4:排出废气,并将沉积炉的温度冷却至室温即可,通过沉积碳后的石墨结晶器,其光洁度、抗氧化性以及耐磨性增强,避免石墨结晶器由于内壁与高温铸杆的摩擦,易氧化和磨损,降低石墨结晶器使用寿命。
进一步地,所述步骤S3中,所述氮气和液化石油气的混合气体采用间断式送气的方式,具体为:向沉积炉内多次通入氮气和液化石油气混合气体,每次的通入上述混合气体的时间为0.5h,相邻两次通入上述混合气体的时间间隔为1-2h;通过间断送气的方式,使进入沉积炉的液化石油气能够充分热解炭化,增加沉积效果,避免因通入气体速率过快未来得及热解炭化,产生副产物,污染环境。
进一步地,所述步骤(2)中,熔化的铜液注入结晶器后,结晶成带液芯的铜杆铸坯,同时,控制结晶器上下往复振动的同时,也进行顺逆时针往复旋转运动,改变铸液与结晶器器壁的相对位置,防止铜杆铸坯在凝固过程中与结晶器铜板发生粘连而出现拉裂或拉漏事故,不利于脱坯。
进一步地,所述步骤(3)中,连续挤压温度为400-700℃,挤压轮转速为8r/min-10r/min,挤压比5-10。
进一步地,所述步骤(1)中,无氧铜杆采用氧含量≤5ppm、尺寸Φ8mm的无氧铜杆,通过选用无氧铜杆为原料,使铜液中含氧量低,铸锭炼制难度小,成品率高。
进一步地,所述步骤(11)中退火处理的具体过程为:首先,对步骤(10)精轧后的铜带置于真空度为2×10-3-100度为-3T的真空炉内,以25-35℃/min的升温速率将炉内温度升至550-600℃,并恒温处理15-20min,然后,以相同的升温速率将炉内温度升至750-850℃,并恒温处理35-40min,最后,将炉内温度降至室温即可,通过对精轧后的铜带在各个温度梯度恒温处理,保证燃烧室内衬结构表面均温,防止应力过大和产生表面裂纹,然后通过梯度加热并保温,消除组织应力,解决了退火后产生裂纹问题。
本发明的有益效果是:本发明提供的一种CuCrZr板带金属轧制工艺,具备以下的优点:
1、本发明运用上引连铸原理生产铸杆,用连续挤压技术把铸杆挤压成方坯,再经过热轧和冷轧,生产出合格的带材和箔材,具有:①投资小,成本低,效率高;②成品率高,质量稳定;③生产灵活,适应市场等优点;
2、本发明在连续挤压后形成宽20-200mm、厚10-50mm的铜排,便于轧制,窄带产品规格多样,重量不一,连续挤压生产灵活,相较于常规的方坯,200mm以内的板带产品可根据规格和重量要求灵活安排,最大限度的提高材料利用率,且在连续挤压过程中,铸态粗大晶粒被破碎,同时产生大量的晶核,在冷却过程中完成再结晶改造,获得更小的细晶粒金相组织的坯料;
3、本发明通过对石墨结晶器内壁进行气相沉积处理,增加了石墨结晶器的光洁度、抗氧化性以及耐磨性增强,避免石墨结晶器内壁与高温铸杆的摩擦、易氧化和磨损,降低石墨结晶器使用寿命;
4、本发明通过控制结晶器上下往复振动的同时,也进行顺逆时针往复旋转运动,改变铸液与结晶器器壁的相对位置,防止铜杆铸坯在凝固过程中与结晶器铜板发生粘连而出现拉裂或拉漏事故,不利于脱坯;
5、本发明选用的原料为氧含量≤5ppm的无氧铜杆,使铜液中含氧量低,铸锭炼制难度小,成品率高,满足使用要求,同时,在原料加入感应炉之前对其进行表面清洁,去除表面杂质,避免因杂质影响制备的CuCrZr板带的纯度,降低其质量。
附图说明
图1为本发明的轧制方向为纵向的晶粒的金相图;
图2为本发明的轧制方向为横向的晶粒的金相图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍,但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
一种CuCrZr板带金属轧制工艺,包括以下步骤:
(1)配料
CuCrZr板带的主要化学组成及其重量百分比为:0.5%Cr,0.03%Zr,Fe0.08%,Si0.1%,杂质总量0.2%,99.09%Cu,其中,Cu采用氧含量为4ppm尺寸为Φ8mm的无氧铜杆,Cr和Zr采用铬、锆包芯线;
(2)上引连铸
将上述重量百分比的无氧铜杆和铬、锆包芯线同时加入感应炉内,采用氩气保护并进行炉内搅拌,冷却水温保持在30℃,将石墨结晶器伸入并浸没在熔化的铜液面下,上端与真空泵连通,在真空负压的作用下,铜液在结晶器内徐徐吸引向上,并在引升器附近凝固成Φ20光亮铜杆,并将其收卷,卷径2m,通过严格控制水温,使上引连铸出的铸杆表面质量和成分稳定;
(3)连续挤压
选用上述制备的Φ20的铸杆通过连续挤压机,配合使用专用的工装模具,挤压成宽度为40mm,厚度为15mm的铜排并收卷,其中,连续挤压温度为600℃,挤压轮转速为8r/min,挤压比为5;
(4)热连轧
将上述连续挤压后收卷好的坯料进行放线、校直,然后进入轧机进行热轧,最后收卷,其中,加热速度为12m/min,加热温度800℃,最大卷径为1800mm,最终热轧的厚度为8mm;
(5)固溶处理
将上述热连轧处理后的合金坯料加热至850℃,并恒温保持,使过剩相充分溶于固溶体中,再快速冷却,以得到过饱和固溶体;
(6)铣面
对轧制板带的表面进行铣加工,去除表面氧化层,铣屑厚度为1mm;
(7)粗轧
经上述铣削完成的板带利用轧机进行多道次轧制,其中,高速挡的轧制速度为0-180-300m/min,低速档的轧制速度为0-90-200m/min,开卷速度0-120m/min,板带轧制厚度1mm;
(8)时效处理
将粗轧完成的板带置于热处理罩式炉内,在400℃的加热温度下保温3h;
(9)表面处理
利用磷酸对上述时效处理后的板带表面进行酸洗处理,酸洗完成重新收卷;通过酸洗处理去除板材表面氧化及杂质,整个过程防止磕碰伤;
(10)精轧
经上述处理后的铜带再次置于轧机,以100m/min的轧制速度进行精轧,轧至产品规格和尺寸为0.12/0.20/0.3/0.5/0.8mm;
(11)退火
上述轧制完成后,对铜带整体进行退火处理消除轧制应力;
(12)分切
根据产品的规格对铜带进行分切;
(13)包装。
实施例2
一种CuCrZr板带金属轧制工艺,包括以下步骤:
(1)配料
CuCrZr板带的主要化学组成及其重量百分比为:0.8%Cr,0.1%Zr,Fe0.05%,Si0.05%,杂质0.1%,98.9%Cu,其中,Cu采用氧含量5ppm尺寸为Φ8mm的无氧铜杆,Cr和Zr采用铬、锆包芯线;
(2)上引连铸
将上述重量百分比的无氧铜杆和铬、锆包芯线同时加入感应炉内,采用氩气保护并进行炉内搅拌,冷却水温保持在30℃,将石墨结晶器伸入并浸没在熔化的铜液面下,上端与真空泵连通,在真空负压的作用下,铜液在结晶器内徐徐吸引向上,并在引升器附近凝固成Φ30光亮铜杆,并将其收卷,卷径2m,通过严格控制水温,使上引连铸出的铸杆表面质量和成分稳定;
(3)连续挤压
选用上述制备的Φ30的铸杆通过连续挤压机,配合使用专用的工装模具,挤压成宽度为80mm,厚度为25mm的铜排并收卷,其中,连续挤压温度为600℃,挤压轮转速为9r/min,挤压比8,便于轧制,窄带产品规格多样,重量不一,连续挤压生产灵活,200毫米以内的板带产品可根据规格和重量要求灵活安排,最大限度的提高材料利用率;
(4)热连轧
将上述连续挤压后收卷好的坯料进行放线、校直,然后进入轧机进行热轧,最后收卷,其中,加热速度为10m/min,加热温度800℃,最大卷径为1800mm,最终热轧的厚度为10mm;
(5)固溶处理
将上述热连轧处理后的合金坯料加热至850℃,并恒温保持,使过剩相充分溶于固溶体中,再快速冷却,以得到过饱和固溶体;
(6)铣面
对轧制板带的表面进行铣加工,去除表面氧化层,铣屑厚度为1mm;
(7)粗轧
经上述铣削完成的板带利用轧机进行多道次轧制,其中,高速挡的轧制速度为0-180-300m/min,低速档的轧制速度为0-90-200m/min,开卷速度0-120m/min,板带轧制厚度1mm;
(8)时效处理
将粗轧完成的板带置于热处理罩式炉内,在430℃的加热温度下保温3h;
(9)表面处理
利用磷酸对上述时效处理后的板带表面进行酸洗处理,酸洗完成重新收卷;通过酸洗处理去除板材表面氧化及杂质,整个过程防止磕碰伤;
(10)精轧
经上述处理后的铜带再次置于轧机,以250m/min的轧制速度进行精轧,轧至产品规格和尺寸为0.12/0.20/0.3/0.5/0.8mm;
(11)退火
上述轧制完成后,对铜带整体进行退火处理消除轧制应力;
(12)分切
根据产品的规格对铜带进行分切;
(13)包装。
实施例3
一种CuCrZr板带金属轧制工艺,包括以下步骤:
(1)配料
CuCrZr板带的主要化学组成及其重量百分比为:1.2%Cr,0.20%Zr,Fe0.06%,S0.03%,杂质0.05%,98.46%Cu,其中,Cu采用氧含量为5ppm尺寸为Φ8mm的无氧铜杆,Cr和Zr采用铬、锆包芯线;
(2)上引连铸
将上述重量百分比的无氧铜杆和铬、锆包芯线同时加入感应炉内,采用氩气保护并进行炉内搅拌,冷却水温保持在35.2℃,将石墨结晶器伸入并浸没在熔化的铜液面下,上端与真空泵连通,在真空负压的作用下,铜液在结晶器内徐徐吸引向上,并在引升器附近凝固成Φ30光亮铜杆,并将其收卷,卷径2m,通过严格控制水温,使上引连铸出的铸杆表面质量和成分稳定;
(3)连续挤压
选用上述制备的Φ30的铸杆通过连续挤压机,配合使用专用的工装模具,挤压成宽度为120mm,厚度为30mm的铜排并收卷,其中,连续挤压温度为700℃,挤压轮转速为8r/min,挤压比10,便于轧制,窄带产品规格多样,重量不一,连续挤压生产灵活,200毫米以内的板带产品可根据规格和重量要求灵活安排,最大限度的提高材料利用率;
(4)热连轧
将上述连续挤压后收卷好的坯料进行放线、校直,然后进入轧机进行热轧,最后收卷,其中,加热速度为10m/min,加热温度900℃,最大卷径为1800mm,最终热轧的厚度为10mm;
(5)固溶处理
将上述热连轧处理后的合金坯料加热至850℃,并恒温保持,使过剩相充分溶于固溶体中,再快速冷却,以得到过饱和固溶体;
(6)铣面
对轧制板带的表面进行铣加工,去除表面氧化层,铣屑厚度为1mm;
(7)粗轧
经上述铣削完成的板带利用轧机进行多道次轧制,其中,高速挡的轧制速度为0-180-300m/min,低速档的轧制速度为0-90-200m/min,开卷速度120m/min,板带轧制厚度1mm;
(8)时效处理
将粗轧完成的板带置于热处理罩式炉内,在450℃的加热温度下保温3h;
(9)表面处理
利用磷酸对上述时效处理后的板带表面进行酸洗处理,酸洗完成重新收卷;通过酸洗处理去除板材表面氧化及杂质,整个过程防止磕碰伤;
(10)精轧
经上述处理后的铜带再次置于轧机,以360m/min的轧制速度进行精轧,轧至产品规格和尺寸为0.12/0.20/0.3/0.5/0.8mm;
(11)退火
上述轧制完成后,对铜带整体进行退火处理消除轧制应力;
(12)分切
根据产品的规格对铜带进行分切;
(13)包装
实施例4
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于:
步骤(2)中的石墨结晶器在使用前,对其内壁进行气相沉积处理,具体过程为:
S1:利用高压气体对石墨结晶器内壁进行清扫;
S2:将经过S1处理后的石墨结晶器置于沉积炉内,抽真空至0.065Pa,并以55℃/min的对沉积炉进行加热,直至温度升至1400℃,并保温4h;
S3:向步骤S2加热后的沉积炉中通入体积比为1:4的氮气和液化石油气的混合气体,生成热解碳进行沉积,其中,混合气体的通入速率为4.5mL/min,且氮气和液化石油气的混合气体采用间断式送气的方式,具体为:向沉积炉内多次通入氮气和液化石油气混合气体,每次的通入上述混合气体的时间为0.5h,相邻两次通入上述混合气体的时间间隔为1.5h,通过将氮气作为运载气体,将液化石油气分解生成的多余的H2排出,避免H2过量降低碳沉积速度,通过间断送气的方式,使进入沉积炉的液化石油气能够充分热解炭化,增加沉积效果,避免因通入气体速率过快未来得及热解炭化,产生副产物,污染环境;
S4:排出废气,并将沉积炉的温度冷却至室温即可,通过沉积碳后的石墨结晶器,其光洁度、抗氧化性以及耐磨性增强,避免石墨结晶器由于内壁与高温铸杆的摩擦,易氧化和磨损,降低石墨结晶器使用寿命。
实施例5
本实施例与实施例4基本相同,不同之处在于:
步骤(2)中,熔化的铜液注入结晶器后,结晶成带液芯的铜杆铸坯,同时,控制结晶器上下往复振动的同时,也进行顺逆时针往复旋转运动,改变铸液与结晶器器壁的相对位置,防止铜杆铸坯在凝固过程中与结晶器铜板发生粘连而出现拉裂或拉漏事故,不利于脱坯。
实施例6
本实施例与实施例5基本相同,不同之处在于:
步骤(11)中退火处理的具体过程为:首先,对步骤(10)精轧后的铜带置于真空度为8×10-3T的真空炉内,以30℃/min的升温速率将炉内温度升至300℃,并恒温处理18min,然后,以相同的升温速率将炉内温度升至560℃,并恒温处理1h,最后,将炉内温度降至室温即可,通过对精轧后的铜带在各个温度梯度恒温处理,保证燃烧室内衬结构表面均温,防止应力过大和产生表面裂纹,然后通过梯度加热并保温,消除组织应力,解决了退火后产生裂纹问题。
试验例
对本发明实施案1-6的工艺制备的CuCrZr板带的相关性能参数见表1。
表1:实施案1-6所制备的CuCrZr板带的相关性能参数
Figure GDA0003757833660000131
由此可知,利用本发明工艺制备的CuCrZr板带,屈服强度、延伸率以及硬度相较于现有的工艺制备出的CuCrZr板带都有所提升,同时,如果制备同一种CuCrZr板带材料,相较于实施例1-5,实施例6的方法制备的性能最优,这是由于实施例6结合了前5个实施例的技术方案,进一步解决了退火后产生裂纹的问题。

Claims (2)

1.一种CuCrZr板带金属轧制工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配料
CuCrZr板带的主要化学组成及其重量百分比为:0.5%-1.2%Cr,0.03%~0.20%Zr,Fe≤0.08%,Si≤0.1%,杂质≤0.2%,余量为Cu,其中,Cu为无氧铜杆,Cr和Zr采用铬、锆包芯线;
(2)上引连铸
将上述重量百分比的无氧铜杆和铬、锆包芯线同时加入感应炉内,采用氩气保护并进行炉内搅拌,冷却水温保持在33℃±5℃,将石墨结晶器伸入并浸没在熔化的铜液面下,上端与真空泵连通,在真空负压的作用下,铜液在结晶器内徐徐吸引向上,并在引升器附近凝固成Φ20-Φ50铸杆,并将其收卷,卷径2m;
(3)连续挤压
选用上述制备的铸杆通过连续挤压机,配合使用专用的工装模具,挤压成宽度为20-200mm,厚度为10-50mm的铜排并收卷;
(4)热连轧
将上述连续挤压后收卷好的坯料进行放线、校直,然后进入轧机进行热轧,最后收卷,其中,加热速度为15m/min,加热温度800℃,最大卷径不超过1800mm,最终热轧的厚度为8-15mm;
(5)固溶处理
将上述热连轧处理后的合金坯料加热至750-950℃,并恒温保持,使过剩相充分溶于固溶体中,再快速冷却,以得到过饱和固溶体;
(6)铣面
对轧制板带的表面进行铣加工,去除表面氧化层,铣屑厚度为1mm;
(7)粗轧
经上述铣屑完成的板带利用轧机进行多道次轧制,其中,高速挡的轧制速度为0-180-300m/min,低速档的轧制速度为0-90-200m/min,开卷速度0-120m/min,板带轧制厚度1mm;
(8)时效处理
将粗轧完成的板带置于热处理罩式炉内,在350-500℃的加热温度下保温1h-3h;
(9)表面处理
利用磷酸对上述时效处理后的板带表面进行酸洗处理,酸洗完成重新收卷;
(10)精轧
经上述处理后的铜带再次置于轧机,以0-360m/min的轧制速度进行精轧,轧至产品规格和尺寸为0.1-0.8mm;
(11)退火
上述轧制完成后,对铜带整体进行退火处理消除轧制应力;
(12)分切
根据产品的规格对铜带进行分切;
(13)包装
所述步骤(2)中的石墨结晶器在使用前,对其内壁进行气相沉积处理,具体过程为:
S1:利用高压气体对石墨结晶器内壁进行清扫;
S2:将经过S1处理后的石墨结晶器置于沉积炉内,抽真空至0.06-0.07Pa,并以50-60℃/min的对沉积炉进行加热,直至温度升至1300-1500℃,并保温3-5h;
S3:向步骤S2加热后的沉积炉中通入体积比为1:4的氮气和液化石油气的混合气体,生成热解碳进行沉积,其中,混合气体的通入速率为3.5-5.5mL/min;
S4:排出废气,并将沉积炉的温度冷却至室温即可;
所述步骤S3中,所述氮气和液化石油气的混合气体采用间断式送气的方式,具体为:向沉积炉内多次通入氮气和液化石油气混合气体,每次的通入上述混合气体的时间为0.5h,相邻两次通入上述混合气体的时间间隔为1-2h;
所述步骤(2)中,熔化的铜液注入结晶器后,结晶成带液芯的铜杆铸坯,同时,控制结晶器上下往复振动的同时,也进行顺逆时针往复旋转运动;
所述步骤(11)中退火处理的具体过程为:首先,对步骤(10)精轧后的铜带置于真空炉内,以25-35℃/min的升温速率将炉内温度升至550-600℃,并恒温处理15-20min,然后,以相同的升温速率将炉内温度升至750-850℃,并恒温处理35-40min,最后,将炉内温度降至室温即可;
所述步骤(3)中,连续挤压温度为400-700℃,挤压轮转速为8r/min-10r/min,挤压比5-10。
2.根据权利要求1所述的一种CuCrZr板带金属轧制工艺,其特征在于,所述步骤(2)中,无氧铜杆采用氧含量≤5ppm、尺寸Φ8mm的无氧铜杆。
CN202011097986.0A 2020-10-14 2020-10-14 一种CuCrZr板带金属轧制工艺 Active CN112570486B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011097986.0A CN112570486B (zh) 2020-10-14 2020-10-14 一种CuCrZr板带金属轧制工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011097986.0A CN112570486B (zh) 2020-10-14 2020-10-14 一种CuCrZr板带金属轧制工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112570486A CN112570486A (zh) 2021-03-30
CN112570486B true CN112570486B (zh) 2022-12-27

Family

ID=75119958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011097986.0A Active CN112570486B (zh) 2020-10-14 2020-10-14 一种CuCrZr板带金属轧制工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112570486B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115491528A (zh) * 2022-08-17 2022-12-20 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种冷锻散热器基板生产工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4946520A (en) * 1987-02-02 1990-08-07 Phelps Dodge Industries, Inc. Copper rod manufactured by casting, hot rolling and chemically shaving and pickling
CN101502872A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 上海康成铜材有限公司 一种短流程无氧铜带生产方法
CN101712050A (zh) * 2009-11-24 2010-05-26 大连康丰科技有限公司 一种用于无氧铜带坯生产的连挤连轧工艺方法及生产线
CN101719527A (zh) * 2009-12-03 2010-06-02 绍兴市力博电气有限公司 太阳能电池组件用铜带的生产工艺
CN104593745A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 青岛泰浩达碳材料有限公司 高纯石墨结晶器的镀碳工艺
CN111621666A (zh) * 2020-06-22 2020-09-04 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种Cu-Cr系列合金板带的轧制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110076209A (zh) * 2019-05-13 2019-08-02 浙江力博实业股份有限公司 一种继电器用铜带的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4946520A (en) * 1987-02-02 1990-08-07 Phelps Dodge Industries, Inc. Copper rod manufactured by casting, hot rolling and chemically shaving and pickling
CN101502872A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 上海康成铜材有限公司 一种短流程无氧铜带生产方法
CN101712050A (zh) * 2009-11-24 2010-05-26 大连康丰科技有限公司 一种用于无氧铜带坯生产的连挤连轧工艺方法及生产线
CN101719527A (zh) * 2009-12-03 2010-06-02 绍兴市力博电气有限公司 太阳能电池组件用铜带的生产工艺
CN104593745A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 青岛泰浩达碳材料有限公司 高纯石墨结晶器的镀碳工艺
CN111621666A (zh) * 2020-06-22 2020-09-04 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种Cu-Cr系列合金板带的轧制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Cu-Cr-Zr合金连续挤压变形行为的三维数值模拟分析研究;李文友;《铁道建筑技术》;20191231(第12期);第40-46页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112570486A (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111363948B (zh) 一种高强高导铜合金的高效短流程制备方法
CN111057978B (zh) 一种超细晶、高强韧耐热铝合金导线的制备方法
CN110373560B (zh) 一种薄板坯连续铸轧生产高性能铝合金板带材的方法
CN113684388B (zh) 一种高导电率软铝单丝及其制备方法
CN111394609B (zh) 一种高强高导铜合金的连续挤压工艺及其应用和模具材料
CN111496200B (zh) 一种铜合金的水平连铸方法
CN111041296B (zh) 一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法
CN103468907A (zh) 一种基于asp中薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧无取向电工钢的方法
CN112570486B (zh) 一种CuCrZr板带金属轧制工艺
CN114807686A (zh) 一种高强度耐热铝合金单丝及其生产工艺和应用
CN113059872A (zh) 一种铝锡合金-钢复合材料及其制备方法
CN111621666B (zh) 一种Cu-Cr系列合金板带的轧制方法
CN112170519A (zh) 一种L80~9Cr马氏体不锈钢管生产方法
CN111451276A (zh) 高纯Gd/Tb/Dy/Y稀土金属箔材的制备方法
CN116441855A (zh) 通过等径角挤压—搅拌摩擦增材制造纳米级金属零件的工艺
CN114107745B (zh) 一种宽幅6xxx铝合金板带的制备方法
CN114393196A (zh) 一种超厚铝合金淬火板及其制备方法
CN109182810B (zh) 一种低成本高室温塑性变形镁合金及其制备方法
CN114107746A (zh) 一种高性能宽幅6xxx铝合金板带及其制造方法
CN114101608A (zh) 一种薄带连铸新型6xxx铝合金板带及其制备方法
CN114107748B (zh) 一种颗粒增强6xxx铝合金板带及其制备方法
CN114101610B (zh) 一种颗粒增强6xxx铝合金板带的制备方法
CN213378549U (zh) 一种L80-9Cr马氏体不锈钢管生产系统
CN115584410B (zh) 一种高纯无氧铜管及其制备方法与应用
CN1477651A (zh) 一种金属接触线杆坯、金属接触线及该杆坯的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant