CN113578998B - 一种超薄壁无氧铜管及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于超薄铜加工技术领域，尤其涉及一种超薄壁无氧铜管及制备方法。该方法为：先采用工频感应炉熔炼，水平连铸得到一定直径的无氧铜管铸坯；对得到的无氧铜管铸坯采用三辊行星轧制、联拉、盘拉，然后进行在线退火；将经过S2)处理后的无氧铜管铸坯进行多道次直拉，当满足一定变形量时进行中间退火，最后直拉成型，即得到超薄壁无氧铜管。本发明的有益效果是，本发明的加工成形工艺所需设备简单，制造流程相对较短，尺寸精度高，适合批量化生产，可以满足高端电子产品中超薄超细热管所需的超薄壁无氧铜管。
Description
技术领域
本发明涉及铜加工技术领域，尤其涉及一种超薄壁无氧铜管及制备方法。
技术背景
随着电子产品的高功耗和轻携化发展，其芯片内部的热功耗和热密度越来越高，但是与此同时，电子产品厚度日益趋向轻薄方向发展，散热空间被限制得越来越小。受限于轻薄便携型电子产品狭小的散热空间，热管的超薄超细化(整体厚度低于2mm，壁厚小于0.12mm)发展是解决智能手机等轻薄型电子设备在狭小空间内的散热问题的有效手段，是热管技术发展的必然趋势。作为热管的壳体，要制造出超薄热管，需要得到超薄无氧铜管。然而，不同于传统铜管，由于超薄无氧铜管的壁厚过薄(<0.12mm)，导致目前在加工上存在拉拔成形困难，尺寸精度低，表面质量差等问题。
对此，CN 112371752 A一种超薄壁铜管的加工制备方法公开了一种采用交替重复进行固定拉拔和游动拉拔的拉拔方式制备管壁厚0.08-0.15mm的无氧铜管的技术方案。然而，虽然该拉拔方式断管率低，但是由于需要进行固定拉拔方式和游动拉拔方式交替进行，不可避免存在加工效率低，加工流程长，加工设备复杂等不足。因此，仍存在较大的改进空间。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一套加工工艺简单，适合批量化生产的超薄壁无氧铜管的制造工艺，可以制备管壁厚为0.06-0.12mm的超薄壁无氧铜管，以满足高端电子产品的散热需求。
采用的技术方式是：一种超薄壁无氧铜管及制造工艺，超薄壁无氧铜管的加工方法按照以下步骤进行的：采用工频感应炉熔炼无氧铜，熔炼温度1185-1225℃，采用水平连铸得到无氧铜管铸坯。无氧铜铸坯经再三辊行星轧制、联拉、盘拉，最后经过520℃在线退火生产出直拉所需无氧铜坯料管。将铜管用液压直拉机进行直拉拉拔成形，拉拔方式为游动芯头拉拔，拉拔速度20-60m/min。中间退火，退火温度350-400℃，保温30-60min，保护气氛为氮气和氢气混合气体或氩气和氢气混合气体，之后再进行直拉。
作为优选，所述无氧铜铸坯氧含量<3ppm，磷含量<4ppm。
作为优选，所述直拉拉拔模具的外模锥角为12°-14°，芯头锥角为9°-11°，设计单道次拉拔变形量<30％。
作为优选的，所述中间退火是当铜管直拉累计变形量为60％-80％时可进行该工序。
本发明的有益效果是：能够有效制备得到管壁厚为0.06-0.12mm的超薄壁铜管。该加工成形工艺所需设备简单，制造流程相对较短，尺寸精度高，适合批量化生产，可以满足高端电子产品中超薄超细热管所需的超薄壁无氧铜管。
附图说明
图1为本发明一种超薄壁无氧铜管的制备方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1所示，本发明一种超薄壁无氧铜管的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
S1)采用工频感应炉熔炼，水平连铸得到一定直径的无氧铜管铸坯；
S2)对S1)得到的无氧铜管铸坯采用三辊行星轧制、联拉、盘拉，然后进行在线退火；
S3)将经过S2)处理后的无氧铜管坯进行多道次直拉，当满足一定变形量时进行中间退火，最后直拉成型，即得到超薄壁无氧铜管。
所述S1)中的具体工艺为所述熔炼温度在1185-1225℃之间，水平连铸得到的无氧铜铸坯氧含量<3ppm，磷含量<4ppm。
所述S2)的具体工艺为：在线退火温度在500℃-560℃，退火时间2-3小时，退火后的盘拉管延伸率>20％，抗拉强度200-300MPa。
所述S3)中的多道次直拉为采用液压直拉机进行拉拔，拉拔方式为游动芯头拉拔，单道次拉拔变形量<30％，拉拔速度20-60m/min。
所述拉拔模具外模锥角为12°-14°，芯头锥角为9°-11°。
所述S3)中的变形量累计变形量在60％-80％时，在保护气氛下进行中间退火，退火温度350-400℃，保温30-60min。
所述保护气氛为氮气和氢气混合气体或氩气和氢气混合气体。
所述超薄壁无氧铜管的直径为1.5-2.95mm,管壁的厚度为0.06-0.12mm。
一种超薄壁无氧铜，所述超薄壁无氧铜采用上述方法制备得到。
实施例1
一种超薄壁无氧铜管制造工艺，具体步骤如下：
采用工频感应炉熔炼无氧铜，熔炼温度1190℃，采用水平连铸得到无氧铜管铸坯(直径×壁厚为Φ90×25mm)。无氧铜铸坯再经三辊行星轧制、联拉、盘拉，得到规格为Φ8×0.18mm的盘拉管，再经过520℃×3小时在线退火生产出直拉所需无氧铜坯料管；
在液压直拉机进行多道次直拉，采用游动芯头拉拔，拉拔模具外模锥角为13°，芯头锥角为11°，拉拔速度为40m/min，设计各道次变形量，如表1所示。当累计变形量为75.85％，即第5道次后进行中间退火，退火温度350℃，保温30min，保护气氛为氩气和氢气混合气体。退火后继续直拉拉拔，可以得到抗拉强度为390-420MPa，外径公差为±0.02mm，壁厚公差为±0.01mm的Ф2x0.08超薄壁无氧铜管。
表1 Ф2x0.08mm铜管拉拔设计道次表
实施例2
一种超薄壁无氧铜管制造工艺，具体步骤如下：
采用工频感应炉熔炼无氧铜，熔炼温度1200℃，采用水平连铸得到无氧铜管铸坯(直径×壁厚为Φ90×25mm)。无氧铜铸坯再经三辊行星轧制、联拉、盘拉，得到规格为Φ8×0.18mm的盘拉管，再经过540℃×2小时在线退火生产出直拉所需无氧铜坯料管；
在液压直拉机进行多道次直拉，采用游动芯头拉拔，拉拔模具外模锥角为13°，芯头锥角为11°，拉拔速度为40m/min，设计各道次变形量，如表2所示。当累计变形量为65.41％，即第4道次后进行中间退火，退火温度350℃，保温30min，保护气氛为氩气和氢气混合气体。退火后继续直拉拉拔，可以得到抗拉强度为370-400MPa，外径公差为±0.02mm，壁厚公差为±0.01mm的Ф4x0.06mm超薄壁无氧铜管。
表2 Ф4x0.06mm铜管拉拔设计道次表
| 道次 | 设计外径(mm) | 设计壁厚(mm) | 单道次变形量(％) |
| 0 | 8 | 0.18 | |
| 1 | 7 | 0.15 | 27.00％ |
| 2 | 6.5 | 0.12 | 25.49％ |
| 3 | 6 | 0.1 | 22.94％ |
| 4 | 5.5 | 0.09 | 17.47％ |
| 中间退火 | |||
| 5 | 4.9 | 0.08 | 20.81％ |
| 6 | 4.4 | 0.07 | 21.40％ |
| 7 | 4 | 0.06 | 22.01％ |
以上对本申请实施例所提供的一种超薄壁无氧铜管的制备方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。
Claims (2)
1.一种超薄壁无氧铜管制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
S1)采用工频感应炉熔炼，水平连铸得到一定直径的无氧铜管铸坯；
所述的熔炼温度在1185-1225°C之间，水平连铸得到的无氧铜铸坯氧含量<3ppm，磷含量<4ppm；
S2)对S1)得到的无氧铜管铸坯采用三辊行星轧制、联拉、盘拉，然后进行在线退火，得到无氧铜管坯；
所述的在线退火温度在500°C-560°C，退火时间2-3小时，退火后的盘拉管延伸率>20％，抗拉强度200-300MPa；
S3)将经过S2)处理后的无氧铜管坯进行多道次直拉，当满足一定变形量时进行中间退火，最后直拉成型，即得到超薄壁无氧铜管；
所述的多道次直拉为采用液压直拉机进行拉拔，拉拔方式为游动芯头拉拔，单道次拉拔变形量<30％，拉拔速度20-60m/min；
所述拉拔模具外模锥角为12°-14°，芯头锥角为9°-11°；
所述的变形量累计变形量在60％-80％时，在保护气氛下进行中间退火，退火温度350-400°C，保温30-60min；
所述的保护气氛为氮气和氢气混合气体或氩气和氢气混合气体；
所述的超薄壁无氧铜管的直径为1 .5-2.95mm，管壁的厚度为0.06-0.12mm。
2.一种超薄壁无氧铜管，其特征在于，所述超薄壁无氧铜管采用如权利要求1所述的方法制备得到。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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