CN113088751A - 一种高韧性的紫铜带及其生产方法 - Google Patents

一种高韧性的紫铜带及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高韧性的紫铜带，成分包括石墨2‑5％、钨钛合金3‑8％、镁2‑5％、钨钢合金3‑8％、其余为紫铜。本发明钨钛合金和钨钢合金的特点是硬度高、比重轻、防生锈，石墨导电性强，具有抗磨性、耐热性，镁的特点是延展性高和热消散性高。

Description

一种高韧性的紫铜带及其生产方法
技术领域
本发明涉及紫铜带技术领域，尤其涉及一种高韧性的紫铜带及其生产方法。
背景技术
紫铜是对纯铜的一种称谓方式，因其表面颜色而得名，在一些工业生产制造作用，需要使用到紫铜带作为原料和部件，可以提供良好的导电性，并且利于安装和使用，因此需求量比较大，而对于不同的使用环境和位置，对紫铜带的尺寸也有不同的要求，紫铜带具有良好的导电、导热、耐蚀和加工性能，可以焊接和纤焊，然而现有的紫铜带在加工过程中容易出现断裂，且在使用中，由于韧性的不足，影响使用。
发明内容
本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种高韧性的紫铜带及其生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高韧性的紫铜带，成分包括石墨2-5％、钨钛合金3-8％、镁2-5％、钨钢合金3-8％、其余为紫铜，钨钛合金和钨钢合金的特点是硬度高、比重轻、防生锈，石墨导电性强，具有抗磨性、耐热性，镁的特点是延展性高和热消散性高。
一种高韧性紫铜带的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料紫铜65-85份放入熔炉内，加热至熔融状态，获得紫铜金属液；
2)将步骤1中的紫铜金属液倒入加热搅拌器内进行搅拌处理，搅拌的同时像加热搅拌器内倒入石墨、镁和钨钢合金的混合液，石墨、镁和钨钢合金重量比为：1：1:1.5，紫铜金属液与混合液重量比为4:1，预设时间后取出，获得混合金属液，将混合金属液浇铸，获得铸锭，将紫铜金属液和混合液相融合，获得混合金属液，增加其硬度、延展性和导电性；
3)将铸锭依次进行热轧处理--冷轧处理，获得初步紫铜带；
4)将初步紫铜带放入稀硫酸溶液内浸泡，10-25min后取出，清水清洗，获得紫铜带，利用稀硫酸对紫铜带表面钝化处理，减缓紫铜带的老化，且脱脂除去紫铜带表面因轧制残留的有机油性物质。
优选的，搅拌处理中，初始温度为300℃，以加热速度为8℃/s升温至400℃时，像加热搅拌器内倒入质量比5:1的钨钛合金混合液，45-75min后取出，获得混合金属液，该混合金属液为最终产物。
优选的，热轧处理中，在温度350-400℃下，对铸锭进行第一次粗轧，粗轧完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至410-500℃后，进行精轧，精轧完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至510-650℃后，第二次精轧，精轧完毕后，保持温度30-45min，取出，获得精轧紫铜带，通过多次轧制，保证精度，方便作业。
优选的，在冷轧处理中，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至500-400℃时，获得的精轧紫铜带进行冷轧处理工艺，再以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至400-300℃时，将冷轧后的紫铜带拉弯矫直，获得初步紫铜带，该初步紫铜带为最终产物。
优选的，热轧处理时间为3-5h。
与现有技术相比，本发明的有益效果：1.钨钛合金和钨钢合金的特点是硬度高、比重轻、防生锈，石墨导电性强，具有抗磨性、耐热性，镁的特点是延展性高和热消散性高；
2.通过多次轧制，保证精度，方便作业；
3.严格控制每次轧制的温度，随着温度的逐渐上升，紫铜带的内部结构也会发生转变，可减少金属与金属之间的间隙，加大金属之间的粘合度，使其增加紫铜带的机械强度，严格控制冷却速度和温度，减少金属的活性度，加大紫铜带的硬度和耐热性。
具体实施方式
下面结合实施例对发明进行详细的说明。
实施例1
本发明提出的一种高韧性的紫铜带，成分包括石墨2％、钨钛合金3％、镁2％、钨钢合金3％、其余为紫铜。
实施例2
一种高韧性的紫铜带，成分包括石墨4％、钨钛合金6％、镁4％、钨钢合金6％、其余为紫铜。
实施例3
一种高韧性的紫铜带，成分包括石墨5％、钨钛合金8％、镁5％、钨钢合金8％、其余为紫铜。
对比例1
一种紫铜带，成分包括镁合金8％、铈5％，其余为紫铜。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的原料分别用相同制备方法制备出的紫铜带进行对比，具体数据如表1；
实施例1-3和对比例1的制备方法均为：将原料放入熔炉内加热至熔融状态，获得紫铜金属液，再将紫铜金属液浇铸，获得铸锭，将获得的铸锭进行多次轧制处理，获得紫铜带。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
抗压强度MPa 267 276 284 250
耐火极限 80min 95min 113min 58min
硬度HV 104 109 118 91
从表1可知，实施例3为最优方案，钨钛合金、钨钢合金、和镁的结合，提高了紫铜带的抗压强度，提高了紫铜带的延展性，石墨提高了紫铜带的耐热性和导电性，由此可见，钨钛合金、钨钢合金、和镁的结合的结合，有效的增加了紫铜带的抗压强度、耐热性和硬度。
实施例4
一种高韧性紫铜带的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料紫铜65份放入熔炉内，加热至熔融状态，获得紫铜金属液；
2)将步骤1中的紫铜金属液倒入加热搅拌器内进行搅拌处理，搅拌的同时像加热搅拌器内倒入石墨、镁和钨钢合金的混合液，石墨、镁和钨钢合金重量比为：1：1:1.5，紫铜金属液与混合液重量比为4:1，初始温度为300℃，以加热速度为8℃/s升温至400℃时，像加热搅拌器内倒入质量比5:1的钨钛合金混合液，45min后取出，获得混合金属液，将混合金属液浇铸，获得铸锭；
3)将铸锭依次进行热轧处理--冷轧处理，获得初步紫铜带；
4)将初步紫铜带放入稀硫酸溶液内浸泡，10min后取出，清水清洗，获得紫铜带。
实施例5
一种高韧性紫铜带的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料紫铜75份放入熔炉内，加热至熔融状态，获得紫铜金属液；
2)将步骤1中的紫铜金属液倒入加热搅拌器内进行搅拌处理，搅拌的同时像加热搅拌器内倒入石墨、镁和钨钢合金的混合液，石墨、镁和钨钢合金重量比为：1：1:1.5，紫铜金属液与混合液重量比为4:1，初始温度为300℃，以加热速度为8℃/s升温至400℃时，像加热搅拌器内倒入质量比5:1的钨钛合金混合液，60min后取出，获得混合金属液，将混合金属液浇铸，获得铸锭；
3)将铸锭依次进行热轧处理--冷轧处理，获得初步紫铜带；
4)将初步紫铜带放入稀硫酸溶液内浸泡，20min后取出，清水清洗，获得紫铜带。
实施例6
一种高韧性紫铜带的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料紫铜85份放入熔炉内，加热至熔融状态，获得紫铜金属液；
2)将步骤1中的紫铜金属液倒入加热搅拌器内进行搅拌处理，搅拌的同时像加热搅拌器内倒入石墨、镁和钨钢合金的混合液，石墨、镁和钨钢合金重量比为：1：1:1.5，紫铜金属液与混合液重量比为4:1，初始温度为300℃，以加热速度为8℃/s升温至400℃时，像加热搅拌器内倒入质量比5:1的钨钛合金混合液，75min后取出，获得混合金属液，将混合金属液浇铸，获得铸锭；
3)将铸锭依次进行热轧处理--冷轧处理，获得初步紫铜带；
4)将初步紫铜带放入稀硫酸溶液内浸泡，25min后取出，清水清洗，获得紫铜带。
对比例2
一种紫铜带的制备方法，将对比例1的原料放入熔炉内加热至熔融状态，获得紫铜金属液，再将紫铜金属液浇铸，获得铸锭，将获得的铸锭进行多次轧制处理，获得紫铜带。
将实施例4、实施例5、实施例6和对比例2制备出的紫铜带进行对比，具体数据如表2；
表2
实施例4 实施例5 实施例6 对比例2
抗压强度MPa 287 295 304 561
耐火极限 91min 110min 123min 70min
硬度HV 108 117 126 91
从表2可知，实施例6为最优方案，对比例2直接将原料一起熔融，也未将熔融加热分为两阶段，对比例2的抗压性、耐热性和硬度均低于实施例4、实施例5和实施例6，由此可见，将熔融加热分为两阶段，可增加紫铜带的抗压性、耐热性和硬度。
实施例7
本实施例与实施例6基本一致，不同之处在于：
轧处理中，在温度350℃下，对铸锭进行第一次粗轧，粗轧完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至410℃后，进行精轧，精轧完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至510℃后，第二次精轧，精轧完毕后，保持温度30min，取出，获得精轧紫铜带，将精轧紫铜带进行冷轧处理，在冷轧处理中，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至500℃时，获得的精轧紫铜带进行冷轧处理工艺，再以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至400℃时，将冷轧后的紫铜带拉弯矫直，获得初步紫铜带，该初步紫铜带为最终产物。
将实施例6和实施例7制备出的紫铜带进行对比，具体数据见表3；
表3
实施例6 实施例7
抗压强度MPa 304 317
耐火极限 123min 139min
硬度HV 126 134
从表3可知，实施例7的抗压性、耐火性和硬度均大于实施例6，由此可见，通过多次轧制，可保证精度，方便作业，严格控制每次轧制的温度，随着温度的逐渐上升，紫铜带的内部结构也会发生转变，可减少金属与金属之间的间隙，加大金属之间的粘合度，使其增加紫铜带的机械强度，严格控制冷却速度和温度，减少金属的活性度，加大紫铜带的硬度和耐热性。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种高韧性的紫铜带，其特征在于，成分包括石墨2-5％、钨钛合金3-8％、镁2-5％、钨钢合金3-8％、其余为紫铜。
2.如权利要求1所述的一种高韧性紫铜带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将原料紫铜65-85份放入熔炉内，加热至熔融状态，获得紫铜金属液；
2)将步骤1中的紫铜金属液倒入加热搅拌器内进行搅拌处理，搅拌的同时像加热搅拌器内倒入石墨、镁和钨钢合金的混合液，石墨、镁和钨钢合金重量比为：1：1:1.5，紫铜金属液与混合液重量比为4:1，预设时间后取出，获得混合金属液，将混合金属液浇铸，获得铸锭；
3)将铸锭依次进行热轧处理--冷轧处理，获得初步紫铜带；
4)将初步紫铜带放入稀硫酸溶液内浸泡，10-25min后取出，清水清洗，获得紫铜带。
3.如权利要求2所述的一种高韧性紫铜带的制备方法，其特征在于，所述搅拌处理中，初始温度为300℃，以加热速度为8℃/s升温至400℃时，像加热搅拌器内倒入质量比5:1的钨钛合金混合液至搅拌结束，获得混合金属液，该混合金属液为最终产物。
4.如权利要求2所述的一种高韧性紫铜带的制备方法，其特征在于，所述热轧处理中，在温度350-400℃下，对铸锭进行第一次粗轧，粗轧完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至410-500℃后，进行精轧，精轧完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至510-650℃后，第二次精轧，精轧完毕后，保持温度30-45min，取出，获得精轧紫铜带。
5.如权利要求4所述的一种高韧性紫铜带的制备方法，其特征在于，在所述冷轧处理中，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至500-400℃时，获得的精轧紫铜带进行冷轧处理工艺，再以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至400-300℃时，将冷轧后的紫铜带拉弯矫直，获得初步紫铜带，该初步紫铜带为最终产物。
6.如权利要求2所述的一种高韧性紫铜带的制备方法，其特征在于，所述热轧处理时间为3-5h。
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