CN113981258A - 一种铜铬锆杆材的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铜铬锆杆材的生产工艺，包括以下步骤：步骤一、制备铜包合金金属线：将的铜带卷料放卷后进入包覆装置，合金颗粒从加料斗进入包覆装置内的铜带上，随后铜带进行包覆，合金颗粒包覆在铜带内形成铜包合金金属线；步骤二、上引连铸：将无氧铜杆、铜包合金金属线加入熔炼坩埚的速度，通过无氧铜杆加料控制装置和包覆线加料控制装置控制无氧铜杆及铜包合金金属线的加料速度，采用真空熔炼，控制上引铸杆的直径和速度，得到成品铜杆。本发明采用铜包合金线自动加料，铬、锆元素以铜包合金线的形式加入熔炼坩埚，加料稳定，提高了铜铬锆成品率，并且材料可以大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及电工合金材料生产技术领域，具体涉及一种铜铬锆杆材的生产工艺。
背景技术
铬锆铜广泛用于电机整流子、点焊机、缝焊机、对焊机用电极以及其他高要求强度、硬度、导电性的零件，因此，铬锆铜必须具有较高的强度和硬度、导电性和导热性、耐磨性和减磨性，这些性能主要通过加料工艺使成分均匀稳定来保证机电性能。
传统的铜铬锆材料采用的是铸造（下引）“裸漏式手工加料”生产工艺路线，因为吸氧及锆元素活泼，高温烧损挥发严重，致使生产的材料化学成分不均匀，存在应力缺陷、晶粒组织结构不均匀等问题，致使材料机电性能不均匀、无法大批量生产，成品率较低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种铜铬锆杆材的生产工艺，采用铜包合金线自动加料，实现真空熔炼，防止吸氧及锆元素烧损严重，克服了传统工艺的因裸漏加料与空气接触导致吸氧及锆元素活泼，高温烧损挥发严重，致使生产的材料化学成分不均匀，存在应力缺陷、晶粒组织结构不均匀等问题，通过铜包合金线自动加料真空熔炼，加料稳定，提高了铜铬锆成品率，并且材料可以大批量生产。
本发明的目的是这样实现的：
一种铜铬锆杆材的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、制备铜包合金金属线：将的铜带卷料放卷后进入包覆装置，合金颗粒从加料斗进入包覆装置内的铜带上，随后铜带进行包覆，合金颗粒包覆在铜带内形成铜包合金金属线；
步骤二、上引连铸：将无氧铜杆、铜包合金金属线加入熔炼坩埚的速度，通过无氧铜杆加料控制装置和包覆线加料控制装置控制无氧铜杆及铜包合金金属线的加料速度，采用真空熔炼，控制上引铸杆的直径和速度，得到成品铜杆。
优选的，所述铜包合金金属线为铜包铬金属线和铜包锆金属线，铜包铬金属线和铜包锆金属线从各自的包覆线放线架放出，经各自的包覆线加料控制装置进入熔炼坩埚。
优选的，所述铜包合金金属线为铜包铬锆金属线，铜包铬锆金属线从对应的包覆线放线架放出，经对应的包覆线加料控制装置后进入熔炼坩埚。
优选的，铜包铬金属线的铬含量为0.5-0.7%，对应的包覆线加料控制装置控制铜包铬金属线的加料速度在2.35-3.29m/h。
优选的，铜包锆金属线的锆含量为0.03-0.05%，对应的包覆线加料控制装置控制铜包锆金属线的加料速度在0.48-0.79m/h。
优选的，无氧铜杆加料控制装置控制无氧铜杆的加料速度控制在3-15m/min。
本发明的有益效果是：
本发明采用铜包合金线自动加料，实现真空熔炼，防止吸氧及锆元素烧损严重，克服了传统工艺的因裸漏加料与空气接触导致吸氧及锆元素活泼，高温烧损挥发严重，致使生产的材料化学成分不均匀，存在应力缺陷、晶粒组织结构不均匀等问题，铬、锆元素以铜包合金线的形式加入熔炼坩埚，加料稳定，提高了铜铬锆成品率，并且材料可以大批量生产。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种铜铬锆杆材的生产工艺的结构示意图。
图2为本发明实施例2的一种铜铬锆杆材的生产工艺的结构示意图。
图3为铜包合金金属线的生产过程示意图。
其中：无氧铜杆放线架1；导轮2；无氧铜杆加料控制装置3；熔炼坩埚4；包覆线放线架5；包覆线加料控制装置6；第一送料管道7；第二送料管道8；结晶器总成9；牵引单元10；收线架11；包覆装置12；加料斗12.1；铜带卷料13；无氧铜杆14；铜包铬金属线15；铜包锆金属线16；铜包铬锆金属线17。
具体实施方式
参见图1-3，本发明涉及一种成分稳定的铜铬锆杆材的生产装置，包括无氧铜杆放线架1、无氧铜杆加料控制装置3、熔炼坩埚4、包覆线放线架5、包覆线加料控制装置6、结晶器总成9、牵引单元10和收线架11，无氧铜杆从无氧铜杆放线架1放出，经导轮2导向进入无氧铜杆加料控制装置3后再进入熔炼坩埚4，铜包合金金属线从各自的包覆线放线架5放出，经各自的包覆线加料控制装置6进入熔炼坩埚4，所述熔炼坩埚4保持真空状态，无氧铜杆加料控制装置3和包覆线加料控制装置6控制无氧铜杆及铜包合金金属线的加料速度，无氧铜杆和铜包合金金属线进入熔炼坩埚4的加料仓熔化成金属熔液，铬、锆元素以铜包合金金属线的形式进熔炼坩埚4，避免高温锆元素挥发导致的化学成分不稳定，保证坩埚内溶液化学成分要求达到标准且均匀，同时避免了铬、锆元素高温下与空气接触形成氧化膜进入坩埚内影响产品质量，金属熔液从熔炼坩埚4加料仓过滤到铸造仓，再由结晶器总成9冷却结晶后通过牵引单元10引出成品铜杆，成品铬锆铜杆经过收线架11收在线盘上，完成整个铬锆铜熔炼生产过程。
包覆线加料控制装置6的进口设有第一送料管道7，出口设有第二送料管道8，所述第二送料通道9连接熔炼坩埚4的顶部，这样可以减少铜包合金金属线与氧气的接触。
所述熔炼坩埚4为真空无氧状态，所述熔炼坩埚的中间设有挡板，挡板将熔炼坩埚分为加料仓和铸造仓，加料仓和铸造仓的底部连通，第二送料管道8和熔炼坩埚的加料仓连接。
无氧铜杆加料控制装置3的壳体内均设有若干传动辊，所述传动辊成对设置，无氧铜杆置于每对传动辊之间，通过控制传动辊的转动速度从而控制无氧铜杆的加料速度。所述包覆线加料控制装置和无氧铜杆加料控制装置结构相同，铜包合金金属线置于每对传动辊之间，通过控制传动辊的转动速度从而控制铜包合金金属线的加料速度。
将10×0.4mm的铜带卷料13放卷后进入包覆装置12，合金颗粒从加料斗12.1进入包覆装置12内的铜带上，随后铜带进行包覆，合金颗粒包覆在铜带内形成铜包合金金属线。合金颗粒为铬合金颗粒，或锆合金颗粒，或铬、锆合金颗粒的混合颗粒。铜包合金金属线按合金颗粒的成分不同，分为铜包铬锆金属线、铜包铬金属线和铜包锆金属线。铜带包覆铬合金颗粒形成铜包铬金属线，铜带包覆锆合金颗粒形成铜包锆金属线，铜带包覆铬、锆合金颗粒形成铜包铬锆金属线。
一种铜铬锆杆材的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、制备铜包合金金属线：将10×0.4mm的铜带卷料13放卷后进入包覆装置12，合金颗粒从加料斗12.1进入包覆装置12内的铜带上，随后铜带进行包覆，合金颗粒包覆在铜带内形成铜包合金金属线；
步骤二、上引连铸：将无氧铜杆、铜包合金金属线加入熔炼坩埚4的速度，通过无氧铜杆加料控制装置3和包覆线加料控制装置6控制无氧铜杆及铜包合金金属线的加料速度，采用真空熔炼，控制上引铸杆的直径和速度，得到成品铜杆。
实施例1：
如图1，无氧铜杆14从无氧铜杆放线架1放出，经导轮2导向进入无氧铜杆加料控制装置3后再进入熔炼坩埚4，将铜包铬金属线15、铜包锆金属线16从各自的包覆线放线架5放出，经各自的包覆线加料控制装置6进入熔炼坩埚4，所述熔炼坩埚4保持真空状态，无氧铜杆加料控制装置3和包覆线加料控制装置6控制无氧铜杆、铜包铬金属线15和铜包锆金属线16的加料速度，无氧铜杆14、铜包铬金属线15和铜包锆金属线16进入熔炼坩埚4的加料仓，金属熔液从熔炼坩埚4加料仓熔化从坩埚底部过滤到铸造仓，再由结晶器总成9冷却结晶后通过牵引单元10引出成品铜杆，成品铬锆铜杆经过收线架收在线盘上，完成整个铬锆铜熔炼生产过程。
铜包铬金属线15的铬含量为0.5-0.7%，对应的包覆线加料控制装置6控制铜包铬金属线15的加料速度在2.35-3.29m/h；铜包锆金属线16的锆含量为0.03-0.05%，对应的包覆线加料控制装置6控制铜包锆金属线16的加料速度在0.48-0.79m/h；无氧铜杆加料控制装置3控制无氧铜杆14的加料速度控制在3-15m/min。
实施例2：
如图2，无氧铜杆14从无氧铜杆放线架1放出，经导轮2导向进入无氧铜杆加料控制装置3后再进入熔炼坩埚4，铜包铬锆金属线17从包覆线放线架5放出，经包覆线加料控制装置6进入熔炼坩埚4，所述熔炼坩埚4保持真空状态，无氧铜杆加料控制装置3和包覆线加料控制装置6控制无氧铜杆及铜包铬锆金属线17的加料速度，无氧铜杆和铜包铬锆金属线17进入熔炼坩埚4的加料仓，金属熔液从熔炼坩埚4加料仓熔化从坩埚底部过滤到铸造仓，再由结晶器总成9冷却结晶后通过牵引单元10引出成品铜杆，成品铬锆铜杆经过收线架收在线盘上，完成整个铬锆铜熔炼生产过程。
铜包铬锆金属线17的铬、锆含量为0.45-0.65%、0.035-0.055%，对应的包覆线加料控制装置6控制铜包铬锆金属线17的加料速度在2.65-3.59m/h；无氧铜杆加料控制装置3控制无氧铜杆14的加料速度控制在3-15m/min。
实施例1和实施例2均能实现加料稳定，且实施例1的速度调节更加方便。
对比例1：
铬、锆元素直接裸露通过手动加入熔炼坩埚中，与进入熔炼坩埚的无氧铜杆形成金属溶液，由结晶器总成9冷却结晶后通过牵引单元10引出成品铜杆。
对比例1、实施例1和实施例2生产出来的铜铬锆杆材进行性能测试，测试结果如下：
对比例1、实施例1和实施例2生产出来的铜铬锆杆材，取样通过光谱法测定各元素成分占比，从上表可知，实施例1和实施例2的成分持续稳定。
实施例1和实施例2的硬度高于对比例1；
实施例1和实施例2的抗拉强度要高于对比例1；
综上，本发明生产出来的铜铬锆杆材成分稳定，具有较高的硬度和抗拉强度，机电性能稳定，成品率更高。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种铜铬锆杆材的生产工艺，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一、制备铜包合金金属线：将的铜带卷料放卷后进入包覆装置，合金颗粒从加料斗进入包覆装置内的铜带上，随后铜带进行包覆，合金颗粒包覆在铜带内形成铜包合金金属线；
步骤二、上引连铸：将无氧铜杆、铜包合金金属线加入熔炼坩埚的速度，通过无氧铜杆加料控制装置和包覆线加料控制装置控制无氧铜杆及铜包合金金属线的加料速度，采用真空熔炼，控制上引铸杆的直径和速度，得到成品铜杆。
2.根据权利要求1所述的一种铜铬锆杆材的生产工艺，其特征在于：步骤一中，所述铜包合金金属线为铜包铬金属线和铜包锆金属线，铜包铬金属线和铜包锆金属线从各自的包覆线放线架放出，经各自的包覆线加料控制装置进入熔炼坩埚。
3.根据权利要求1所述的一种铜铬锆杆材的生产工艺，其特征在于：步骤一中，所述铜包合金金属线为铜包铬锆金属线，铜包铬锆金属线从对应的包覆线放线架放出，经对应的包覆线加料控制装置后进入熔炼坩埚。
4.根据权利要求2所述的一种铜铬锆杆材的生产工艺，其特征在于：铜包铬金属线的铬含量为0.5-0.7%，对应的包覆线加料控制装置控制铜包铬金属线的加料速度在2.35-3.29m/h。
5.根据权利要求2所述的一种铜铬锆杆材的生产工艺，其特征在于：铜包锆金属线的锆含量为0.03-0.05%，对应的包覆线加料控制装置控制铜包锆金属线的加料速度在0.48-0.79m/h。
6.根据权利要求1所述的一种铜铬锆杆材的生产工艺，其特征在于：无氧铜杆加料控制装置控制无氧铜杆的加料速度控制在3-15m/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220128 |
|
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