CN113290074A - 一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，具体涉及磁控管技术领域，其技术方案是：所述无氧铜管材料中，铜+银含量≥99.985％，含氧量≤0.0005％，其制备方法包括具体工艺步骤如下：S1，熔炼：将高纯阴极铜进行烘干，烘干后，并对高纯阴极铜进行灰尘清理，清理后，将高纯阴极铜置于有芯工频感应电炉内，放入后，提高炉温，将高纯阴极铜熔化成铜液，并加入质量分数为0.015％～0.021％的钡，并将铜液温度加热至1185℃±10℃，然后在铜液表面覆盖木炭层，木炭层厚度为20‑25cm；S2，上引连铸无氧铜管：将有芯石墨结晶器直接伸入铜液内，伸入铜液深度为22‑28mm，本发明的有益效果是：通过选用钡作为脱氧剂加入铜液中还具有降低成本的作用。
Description
技术领域
本发明涉及磁控管领域，具体涉及一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方 法。
背景技术
磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件，实质上是一个置于恒定磁场 中的二极管，管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电 磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生 微波能的目的，同时，磁控管是一种消耗品，容易老化和消磁，而微波炉的基 本原理是利用磁控管将电能转换成微波能量，达到加热食物的目的，因此磁控管 作为微波炉的心脏，是由高精度、高纯度无氧铜管制成，过去大多依赖进口，并且进口价 格高昂，打破国产微波炉生产瓶颈，探索磁控管用无氧铜管生产新工艺、新方法，达成 无氧铜管的工程化生产，提高无氧铜管生产效率及品质的研究成为热点。
现有的中国专利CN102605192B公开了一种磁控管用无氧铜管的制备方法，其 采用在铜液中加入镧，从而使镧作为脱氧剂，在铜液中起到脱氧的作用，但是镧作为稀土 元素，成本很高，从而会提高成本的投入。
因此，发明一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法很有必要。
发明内容
为此，本发明提供一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，通过在铜液 中加入钡，以解决会提高成本投入的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低成本磁控管用无氧 铜管的制备方法，所述无氧铜管材料中，铜+银含量≥99.985％，含氧量≤0.0005％，其制备方法包括具体工艺步骤如下：
S1，熔炼：将高纯阴极铜进行烘干，烘干后，并对高纯阴极铜进行灰尘清 理，清理后，将高纯阴极铜置于有芯工频感应电炉内，放入后，提高炉温，将 高纯阴极铜熔化成铜液，并加入质量分数为0.015％～0.021％的钡，并将铜液温 度加热至1185℃±10℃，然后在铜液表面覆盖木炭层，木炭层厚度为20-25cm；
S2，上引连铸无氧铜管：将有芯石墨结晶器直接伸入铜液内，伸入铜液深 度为22-28mm，并通过冷却水使铜液在有芯石墨结晶器内凝结成固体，凝固后的 铜管由牵引拉铸机引出，从而制成无氧铜空心坯料；
S3，矫正：将获得的无氧铜空心坯料进行挤压，从而达到对无氧铜空心坯 料进行矫正，弯曲度≤5.5mm/m；
S4，冷轧：对无氧铜空心坯料的内外表面用压缩空气吹扫，然后用二辊冷 轧机进行轧制，从而获得无氧铜母管；
S5，在无氧铜母管中加入清洗剂，并连接高压氮气进行内部吹扫清洗；
S6，退火：将无氧铜母管置于真空退火炉内进行再结晶真空退火，退火温 度520℃±120℃；
S7，冷拔成型：将退火后所得的再结晶无氧铜母管放在拉拔机上进行冷拔 成型，从而得到磁控管用无氧铜管成品；
S8，将得到的磁控管用无氧铜管成品进行矫正和定尺，过后再通过研磨机 进行研磨，以及再通过抛光机对其进行抛光；
S9，将抛光后的磁控管用无氧铜管成品放入水中，并在水中加入洗涤剂， 过后在对磁控管用无氧铜管成品进行清洗，从而得到成品。
优选的，所述S2中，石墨结晶器的进水温度设置为20-25℃，出水温度设 置为24-32℃，水压设置为1.0-1.3MPa。
优选的，所述S2中，牵引拉铸机按照时间间隔可调的拉、停、拉、停循环 动作，控制牵引机的上引速度为30-35mm/min。
优选的，所述S4中，二辊冷轧机的轧管速度为6-8mm/s，送进量为4-7mm/ 次。
本发明的有益效果是：
1.通过选用钡作为脱氧剂加入铜液中不仅具有高效的除气效果，还具有降低氧含量的作用；
2.通过选用钡作为脱氧剂加入铜液中还具有降低成本的作用；
3.通过对木炭层进行增厚，具有使铜水不容易吸氧的作用；
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施 例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，所述无氧铜管材料中，铜+银含 量≥99.985％，含氧量≤0.0005％，其制备方法包括具体工艺步骤如下：
S1，熔炼：将高纯阴极铜进行烘干，烘干后，并对高纯阴极铜进行灰尘清 理，清理后，将高纯阴极铜置于有芯工频感应电炉内，放入后，提高炉温，将 高纯阴极铜熔化成铜液，并加入质量分数为0.015％的钡，并将铜液温度加热至 1175℃，然后在铜液表面覆盖木炭层，木炭层厚度为20cm；
进一步地，钡为碱土金属元素，化学元素符号Ba，周期表中ⅡA族第六周 期元素，是一种柔软的有银白色光泽的碱土金属，是碱土金属中最活泼的元素， 钡作为脱氧剂加入铜液中不仅具有除气、降低氧含量的作用，还具有降低成本的作 用，随着钡的加入量增加，铜液中含氧量下降，可见钡对铜液起到脱氧作用， 这是由于钡与氧的结合力很强，因此稀土元素可以取代铜生成RE2O3型稀土氧 化物，同时随着铜液中含氧量降低，铜液质量趋于正常；木炭层增厚使得铜水 不容易吸氧；
S2，上引连铸无氧铜管：将有芯石墨结晶器直接伸入铜液内，伸入铜液深 度为22mm，并通过冷却水使铜液在有芯石墨结晶器内凝结成固体，凝固后的铜 管由牵引拉铸机引出，从而制成无氧铜空心坯料，其中石墨结晶器的进水温度 设置为22℃，出水温度设置为24℃，水压设置为1.0MPa，以及牵引拉铸机按照 时间间隔可调的拉、停、拉、停循环动作，控制牵引机的上引速度为30mm/min；
进一步地，此上引连铸可采用多个结晶器，一次牵引多个无氧铜空心坯料，提高生产 效率；
S3，矫正：将获得的无氧铜空心坯料进行挤压，从而达到对无氧铜空心坯 料进行矫正，弯曲度≤5.5mm/m；
S4，冷轧：对无氧铜空心坯料的内外表面用压缩空气吹扫，然后用二辊冷 轧机进行轧制，从而获得无氧铜母管，其中二辊冷轧机的轧管速度为6mm/s，送 进量为4mm/次；
进一步地，通过压缩空气对无氧铜空心坯料的内外表面进行清理具有对颗 粒进行清理的作用，提高加工质量；通过二辊冷轧机进行轧制具有使晶粒细化，从 而使强度得到提高，改善韧性；
S5，在无氧铜母管中加入清洗剂，并连接高压氮气进行内部吹扫清洗；
进一步地，通过对无氧铜母管进行清洗具有提高退火质量；
S6，退火：将无氧铜母管置于真空退火炉内进行再结晶真空退火，退火温 度400℃；
S7，冷拔成型：将退火后所得的再结晶无氧铜母管放在拉拔机上进行冷拔 成型，从而得到磁控管用无氧铜管成品；
S8，将得到的磁控管用无氧铜管成品进行矫正和定尺，过后再通过研磨机 进行研磨，以及再通过抛光机对其进行抛光；
S9，将抛光后的磁控管用无氧铜管成品放入水中，并在水中加入洗涤剂， 过后在对磁控管用无氧铜管成品进行清洗，从而得到成品。
实施例2：
一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，所述无氧铜管材料中，铜+银含 量≥99.985％，含氧量≤0.0005％，其制备方法包括具体工艺步骤如下：
S1，熔炼：将高纯阴极铜进行烘干，烘干后，并对高纯阴极铜进行灰尘清 理，清理后，将高纯阴极铜置于有芯工频感应电炉内，放入后，提高炉温，将 高纯阴极铜熔化成铜液，并加入质量分数为0.018％的钡，并将铜液温度加热至 1185℃，然后在铜液表面覆盖木炭层，木炭层厚度为22.5cm；
进一步地，钡为碱土金属元素，化学元素符号Ba，周期表中ⅡA族第六周 期元素，是一种柔软的有银白色光泽的碱土金属，是碱土金属中最活泼的元素， 钡作为脱氧剂加入铜液中不仅具有除气、降低氧含量的作用，还具有降低成本的作 用，随着钡的加入量增加，铜液中含氧量下降，可见钡对铜液起到脱氧作用， 这是由于钡与氧的结合力很强，因此稀土元素可以取代铜生成RE2O3型稀土氧 化物，同时随着铜液中含氧量降低，铜液质量趋于正常；木炭层增厚使得铜水 不容易吸氧；
S2，上引连铸无氧铜管：将有芯石墨结晶器直接伸入铜液内，伸入铜液深 度为25mm，并通过冷却水使铜液在有芯石墨结晶器内凝结成固体，凝固后的铜 管由牵引拉铸机引出，从而制成无氧铜空心坯料，其中石墨结晶器的进水温度 设置为22.5℃，出水温度设置为28℃，水压设置为1.15MPa，以及牵引拉铸机 按照时间间隔可调的拉、停、拉、停循环动作，控制牵引机的上引速度为 32.5mm/min；
进一步地，此上引连铸可采用多个结晶器，一次牵引多个无氧铜空心坯料，提高生产 效率；
S3，矫正：将获得的无氧铜空心坯料进行挤压，从而达到对无氧铜空心坯 料进行矫正，弯曲度≤5.5mm/m；
S4，冷轧：对无氧铜空心坯料的内外表面用压缩空气吹扫，然后用二辊冷 轧机进行轧制，从而获得无氧铜母管，其中二辊冷轧机的轧管速度为7mm/s，送 进量为5.5mm/次；
进一步地，通过压缩空气对无氧铜空心坯料的内外表面进行清理具有对颗 粒进行清理的作用，提高加工质量；通过二辊冷轧机进行轧制具有使晶粒细化，从 而使强度得到提高，改善韧性；
S5，在无氧铜母管中加入清洗剂，并连接高压氮气进行内部吹扫清洗；
进一步地，通过对无氧铜母管进行清洗具有提高退火质量；
S6，退火：将无氧铜母管置于真空退火炉内进行再结晶真空退火，退火温 度520℃；
S7，冷拔成型：将退火后所得的再结晶无氧铜母管放在拉拔机上进行冷拔 成型，从而得到磁控管用无氧铜管成品；
S8，将得到的磁控管用无氧铜管成品进行矫正和定尺，过后再通过研磨机 进行研磨，以及再通过抛光机对其进行抛光；
S9，将抛光后的磁控管用无氧铜管成品放入水中，并在水中加入洗涤剂， 过后在对磁控管用无氧铜管成品进行清洗，从而得到成品。
实施例3：
一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，所述无氧铜管材料中，铜+银含 量≥99.985％，含氧量≤0.0005％，其制备方法包括具体工艺步骤如下：
S1，熔炼：将高纯阴极铜进行烘干，烘干后，并对高纯阴极铜进行灰尘清 理，清理后，将高纯阴极铜置于有芯工频感应电炉内，放入后，提高炉温，将 高纯阴极铜熔化成铜液，并加入质量分数为0.021％的钡，并将铜液温度加热至 1195℃，然后在铜液表面覆盖木炭层，木炭层厚度为25cm；
进一步地，钡为碱土金属元素，化学元素符号Ba，周期表中ⅡA族第六周 期元素，是一种柔软的有银白色光泽的碱土金属，是碱土金属中最活泼的元素， 钡作为脱氧剂加入铜液中不仅具有除气、降低氧含量的作用，还具有降低成本的作 用，随着钡的加入量增加，铜液中含氧量下降，可见钡对铜液起到脱氧作用， 这是由于钡与氧的结合力很强，因此稀土元素可以取代铜生成RE2O3型稀土氧 化物，同时随着铜液中含氧量降低，铜液质量趋于正常；木炭层增厚使得铜水 不容易吸氧；
S2，上引连铸无氧铜管：将有芯石墨结晶器直接伸入铜液内，伸入铜液深 度为22-28mm，并通过冷却水使铜液在有芯石墨结晶器内凝结成固体，凝固后的 铜管由牵引拉铸机引出，从而制成无氧铜空心坯料，其中石墨结晶器的进水温 度设置为25℃，出水温度设置为32℃，水压设置为1.3MPa，以及牵引拉铸机按 照时间间隔可调的拉、停、拉、停循环动作，控制牵引机的上引速度为35mm/min；
进一步地，此上引连铸可采用多个结晶器，一次牵引多个无氧铜空心坯料，提高生产 效率；
S3，矫正：将获得的无氧铜空心坯料进行挤压，从而达到对无氧铜空心坯 料进行矫正，弯曲度≤5.5mm/m；
S4，冷轧：对无氧铜空心坯料的内外表面用压缩空气吹扫，然后用二辊冷 轧机进行轧制，从而获得无氧铜母管，其中二辊冷轧机的轧管速度为8mm/s，送 进量为7mm/次；
进一步地，通过压缩空气对无氧铜空心坯料的内外表面进行清理具有对颗 粒进行清理的作用，提高加工质量；通过二辊冷轧机进行轧制具有使晶粒细化，从 而使强度得到提高，改善韧性；
S5，在无氧铜母管中加入清洗剂，并连接高压氮气进行内部吹扫清洗；
进一步地，通过对无氧铜母管进行清洗具有提高退火质量；
S6，退火：将无氧铜母管置于真空退火炉内进行再结晶真空退火，退火温 度640℃；
S7，冷拔成型：将退火后所得的再结晶无氧铜母管放在拉拔机上进行冷拔 成型，从而得到磁控管用无氧铜管成品；
S8，将得到的磁控管用无氧铜管成品进行矫正和定尺，过后再通过研磨机 进行研磨，以及再通过抛光机对其进行抛光；
S9，将抛光后的磁控管用无氧铜管成品放入水中，并在水中加入洗涤剂， 过后在对磁控管用无氧铜管成品进行清洗，从而得到成品。
将上述实施例1-3所制备的无氧铜管进行对比，得到以下数据：
由上表可知，实施例1-3所制得的氧铜管，在含氧量、维氏硬度、抗拉强 度和屈服强度上均具有较好的表现，经过使用后，实施例2效果最佳，在高效 的脱氧效果上，还同时具有高效的维氏硬度、抗拉强度和屈服强度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能 利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因 此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明 要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，其特征在于：所述无氧铜管材料中，铜+银含量≥99.985％，含氧量≤0.0005％，其制备方法包括具体工艺步骤如下：
S1，熔炼：将高纯阴极铜进行烘干，烘干后，并对高纯阴极铜进行灰尘清理，清理后，将高纯阴极铜置于有芯工频感应电炉内，放入后，提高炉温，将高纯阴极铜熔化成铜液，并加入质量分数为0.015％～0.021％的钡，并将铜液温度加热至1185℃±10℃，然后在铜液表面覆盖木炭层，木炭层厚度为20-25cm；
S2，上引连铸无氧铜管：将有芯石墨结晶器直接伸入铜液内，伸入铜液深度为22-28mm，并通过冷却水使铜液在有芯石墨结晶器内凝结成固体，凝固后的铜管由牵引拉铸机引出，从而制成无氧铜空心坯料；
S3，矫正：将获得的无氧铜空心坯料进行挤压，从而达到对无氧铜空心坯料进行矫正，弯曲度≤5.5mm/m；
S4，冷轧：对无氧铜空心坯料的内外表面用压缩空气吹扫，然后用二辊冷轧机进行轧制，从而获得无氧铜母管；
S5，在无氧铜母管中加入清洗剂，并连接高压氮气进行内部吹扫清洗；
S6，退火：将无氧铜母管置于真空退火炉内进行再结晶真空退火，退火温度520℃±120℃；
S7，冷拔成型：将退火后所得的再结晶无氧铜母管放在拉拔机上进行冷拔成型，从而得到磁控管用无氧铜管成品；
S8，将得到的磁控管用无氧铜管成品进行矫正和定尺，过后再通过研磨机进行研磨，以及再通过抛光机对其进行抛光；
S9，将抛光后的磁控管用无氧铜管成品放入水中，并在水中加入洗涤剂，过后在对磁控管用无氧铜管成品进行清洗，从而得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，其特征在于：所述S2中，石墨结晶器的进水温度设置为20-25℃，出水温度设置为24-32℃，水压设置为1.0-1.3MPa。
3.根据权利要求1所述的一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，其特征在于：所述S2中，牵引拉铸机按照时间间隔可调的拉、停、拉、停循环动作，控制牵引机的上引速度为30-35mm/min。
4.根据权利要求1所述的一种低成本磁控管用无氧铜管的制备方法，其特征在于：所述S4中，二辊冷轧机的轧管速度为6-8mm/s，送进量为4-7mm/次。
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