CN114406607A - 一种超薄紫铜薄带的制备方法及超薄紫铜薄带 - Google Patents
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Abstract
本发明属于射频电缆带和光伏行业的材料技术领域，具体涉及一种超薄紫铜带的制备方法及超薄紫铜带。该制备方法的工序为:水平连铸的紫铜铸坯的上下表面进行铣面，依次进行多道次粗轧、中轧、退火处理、预精轧、退火处理、精轧、退火处理，清洗分切，即得到超薄紫铜薄带。本发明的有益效果是：解决超薄紫铜带易粘结和晶粒不好的问题；解决超薄紫铜带清洗线容易断带和表面清洗不净的问题；解决软态紫铜薄带分条配刀技术难度极高的问题；解决了软态紫铜薄带分条缺陷多的难题；解决了软态紫铜薄带分切对刀具精度要求极高的难题；解决了软态紫铜薄带分条带包装时损伤端面问题。
Description
技术领域
本发明属于射频电缆带和光伏行业的材料技术领域，具体涉及一种超薄紫铜带的制备方法及超薄紫铜薄带。
背景技术
随着电信和电力行业的发展，我国电线电缆行业发展速度将高于国民经济的发展速度，预计达15%以上。从产品发展趋势上看，铜板带需求结构呈现多层次、多元化的复杂态势，向着超薄、高质量、高精度方向发展。软态紫铜超薄带产品行业发展较快，市场需求量大，据中国机械工业联合会预测， 2018年射频电缆带用于外层包覆的紫铜带达到20万吨，铜包铝导体材料所用紫铜带达到10万吨，光伏行业所用紫铜带达到5万吨。
紫铜超薄带加工费比普通紫铜带材加工费高出一倍，但国内很多企业受限于装备技术水平等原因，导致难以实现软态紫铜超薄带产业化，特别是软态紫铜超薄带分条边部质量要求很高，边部剪切质量的控制难度较大，剪切时主要质量问题就是剪切后容易出现较多的毛刺、卷边、窝边、刀痕等质量问题，同时因为这类产品具有材质软、厚度薄、宽度窄、卷重大等特点，其在后续包装过程中容易出现变形、刮伤、碰伤等质量问题，造成客户投诉、退货较多，产量一直难以提高。
因此，攻克软态紫铜超薄带的生产难题，开发市场所需的高精度、超薄分条紫铜带是材料发展的必然方向，也是市场的必然要求。
发明内容
本发明公开一种超薄紫铜带的制备方法及超薄紫铜带，以解决现有技术中上述以及潜在的任一问题。
为了解决上述技术方案，本发明中的技术方案是：一种超薄紫铜薄带的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
S1）将水平连铸的紫铜铸坯的上下表面进行铣面，得到一定的厚度紫铜铸坯，再进行多道次的粗轧，得到粗轧紫铜带坯；
S2）对S1）得到粗轧紫铜带坯进行多道次中轧，得到中轧紫铜带坯，再进行中间退火处理；
S3）对S2）处理后的紫铜带坯进行多道次的预精轧，再进行预精轧退火处理；
S4）对S3）处理后的紫铜带坯进行多道次的精轧，再进行预精轧退火处理；
S5）对S4）处理后的紫铜带坯进行酸洗，分切，即得到超薄紫铜薄带。
进一步，所述S1）中粗轧的工艺具体为：粗轧时采用上工作辊为凸辊，下工作辊为平辊，其中上工作辊凸度为0.02-0.05mm；轧制变形量为80-95%。
进一步，所述S2）中的中轧工艺具体为：中轧时工艺润滑采用全油润滑的方式，轧制力为2000kＮ-3000kN，弯辊方式采取正弯，弯辊力30-40KN，中轧变形量为40-60%左右；
采用气垫炉进行中间退火，退火温度为650-700℃，退火速度为30-50mm/min。
进一步，所述紫铜带坯的抗拉强度200-250MPa，延伸率30-40%，维氏硬度50-60，晶粒度0.01-0.03mm。
进一步，所述S3）中的预精轧具体工艺为：轧制时辅助液压弯辊力，采用后张力大于前张１-3kＮ的方法；预精轧后同样采用气垫炉进行中间退火，退火温度为650-700℃，退火速度为60-70m/min，预精轧后抗拉强度200-250MPa，延伸率30-40%，维氏硬度50-60，晶粒度0.01-0.03mm。
进一步，所述S4）中精轧的具体工艺为：轧制过程的轧制速度保持在220-290m/min范围内，前张力控制在6-7kN，后张力控制在7-8kN范围内。经过精轧后首先在重缠机上进行重缠，重缠时张力控制在200-300N，重缠后在钟罩炉进行成品退火，以50-100℃/h的的速度升温至280-320℃保温4-8h，钟罩炉退火后抗拉强度200-250MPa，延伸率30-40%，维氏硬度50-60，晶粒度0.01-0.03mm，导电率100-101%IACS。
进一步，所述S5）中清洗的具体工艺为：使用15-18N/mm2范围内单位张力进行卷取，清洗速度控制在30-40m/min，研磨刷转速控制在600-800rpm，清洗中的酸洗温度为20-40℃，酸浓度在10-15%，碱液浓度为3%，钝化液浓度控制在0.07-0.12%，钝化后采用3M吸水挤干辊加气刀吹扫组合方式。清洗后进行分切，分切好的超薄紫铜带进行打包。
进一步，所述分切时配刀的上下相邻的刀的水平间隙为0.001-0.002mm，垂直间距的重叠量为0.05-0.7mm，公胶环外径比圆盘刀外径大0.15mm-0.2mm，母胶环外径比圆盘刀外径小0.2mm-0.25mm。
一种超薄紫铜薄带，其特征在于，所述超薄紫铜薄带采用上述制备方法制备得到，制备得到超薄紫铜薄带的表面光洁无污渍边部无毛刺和翘边，毛刺高度≤10mm，成品的晶粒度≤0.0116mm，导电率100-101%IACS。
本发明的有益效果是：（1）本发明的采用了上工作辊为凸辊以及下工作辊为平辊方式解决了板材横向厚度差过大的问题。中轧时控制道次和总的加工率较好的控制了带材横向厚度差。预精轧辅助液压弯辊力，采用后张力大于前张１-3KN的方法有效控制带材的纵向厚度公差。精轧控制道次加工率小于30%,工作辊配对差小于0.02mm以及精轧时采用单位大张力控制方式有效的控制了产品厚度公差和板形。
（2）在轧制过程中本工艺采用了气垫炉和钟罩炉结合的方式对不同厚度的带材进行退火，中轧和预精轧采用气垫炉退火保证了退火后带材的均匀性，精轧后采用钟罩炉退火保证成品发生充分的再结晶，最终制备组织和性能均匀，晶粒度为0.01-0.03mm的紫铜带材。
（3）轧制过程中需要清洗带材表面的污渍，清洗时控制穿带张力和卷曲张力保证带材卷取塔型良好不断带；清洗设置合适的速度、研磨刷转速和清洗液温度保证了带材的表面光洁无污渍。
（4）轧制至成品厚度的带材需进行剪切分条工序，剪切配刀时保证配刀上下相邻刀的水平间隙为0.001-0.002mm，垂直间距的重叠量为0.05-0.7mm，采用该配刀工艺进行剪切分条后边部质量良好。
（5）轧制生产过程中收卷时统一纸筒内径Φ296±0.5 m，同时调节分离盘和压辊之间间隙为3mm方式能避免铜带错层。
（6）铜带分切后进行包装时，自动包装过程中控制卷取张力12N/mm2左右既可以防止掉落又可以防止吸出凸面的情况发生。
6. 优点和积极效果
通过对紫铜超薄带生产工艺、分切技术以及包装方式全方面的研究，形成了超薄紫铜带和分条带生产的新工艺，有效解决了软态紫铜薄带的分条卷边、毛刺、波浪、错层、塔形等质量问题，产品退货率显著下降。
附图说明
图1为本发明的一种超薄紫铜带的制备方法的流程框图。
实施方式
下面结合附图和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，本发明一种超薄紫铜带的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
S1）将水平连铸的紫铜铸坯的上下表面进行铣面，得到一定的厚度紫铜铸坯，再进行多道次的粗轧，得到粗轧紫铜带坯；
S2）对S1）得到粗轧紫铜带坯进行多道次中轧，到中轧紫铜带坯，再进行中轧退火处理；
S3）对S2）处理后的紫铜带坯进行多道次的预精轧，再进行预精轧退火处理；
S4）对S3）处理后的紫铜带坯进行多道次的精轧，再进行退火处理；
S5）对S4）处理后的紫铜带坯进行酸洗，分切，即得到厚度为0.05-0.08mm的超薄紫铜薄带。
所述S1）中粗轧的工艺具体为：粗轧时采用上工作辊为凸辊，下工作辊为平辊，其中上工作辊凸度为0.02-0.05mm之间；变形量为 80-95%之间，所述粗轧紫铜带坯的厚度为1-1.2mm。
所述S2）中的中轧工艺具体为：中轧时工艺润滑采用全油润滑的方式，轧制力为2000kＮ-3000kN，弯辊方式采取正弯，弯辊力30-40KN，中轧变形量为40-60%之间；
采用气垫炉进行中间退火，退火温度为650-700℃，退火速度为30-50mm/min，得到厚度为0.4-0.6mm的中轧紫铜带坯。
所述中轧紫铜带坯的抗拉强度200-250MPa，延伸率30-40%，维氏硬度50-60，晶粒度0.01-0.03mm。
所述S3）中预精的具体工艺为：轧时辅助液压弯辊力，采用后张力大于前张１-3kＮ的方法；预精轧后同样采用气垫炉进行中间退火，退火温度为650-700℃，退火速度为60-70m/min，预精轧轧紫铜带坯的厚度为0.15-0.25mm。
所述S4）中精轧的具体工艺为：轧制过程的轧制速度保持在220-290m/min范围内，前张力控制在6-7kN，后张力控制在7-8kN；经过精轧后首先在重缠机上进行重缠，重缠时张力控制在200-300N，重缠后在钟罩炉进行成品退火，以50-100℃/h速度的升温至280-320℃保温4-8h, 得到的精轧紫铜带坯的厚度为0.05-0.08mm。
所述S5）中清洗的具体工艺为：使用15-18N/mm2范围内单位张力进行卷取，清洗速度控制在30-40m/min，研磨刷转速控制在600-800rpm，清洗中的酸洗温度为20-40℃，然后钝化，钝化后采用3M吸水挤干辊加气刀吹扫组合方式，清洗后进行分切，分切好的超薄紫铜带进行打包。
所述酸洗时酸浓度在10-15%，碱液浓度为3%，钝化液浓度控制在0.07-0.12%。
所述分切时配刀的上下相邻的刀的水平间隙为0.001-0.002mm，垂直间距的重叠量为0.05-0.7mm，公胶环外径比圆盘刀外径大0.15mm-0.2mm，母胶环外径比圆盘刀外径小0.2mm-0.25mm。
所述的超薄紫铜薄带的表面光洁无污渍边部无毛刺和翘边，毛刺高度≤10mm，成品的晶粒度≤0.0116mm，导电率100-101%IACS。
实施例：
将水平连铸的紫铜铸坯上下表面铣面后厚度为15.15mm，铣面后进行冷粗轧，冷粗轧轧制道次分配为15.15-9.5-6.3-4.2-2.8-1.7-1.15，由15.15mm冷粗轧至1.15mm，粗轧时采用上工作辊为凸辊，下工作辊为平辊的控制办法，其中上工作辊凸度为0.04mm；粗轧后进行中轧，中轧轧制道次分配为1.15-0.86-0.64-0.5，中轧时工艺润滑采用全油润滑的方式，轧制力根据带材轧制变形情况，稳定在2000kＮ-3000kN范围内，弯辊方式采取正弯，弯辊力30-40KN，中轧时头尾两不稳定阶段，将升降速时间由20秒缩短为10秒，轧制张力由30kN提高到35kN。中轧后采用气垫炉进行中间退火，退火温度为680℃，退火速度为45mm/min,中轧退火后抗拉强度226.2MPa，延伸率39.7%，维氏硬度59.4，晶粒度0.02mm。
中轧退火后进行预精轧，预精轧道次分配为0.5-0.315-0.23-0.2，预精轧时辅助液压弯辊力，采用后张力大于前张１-3kＮ的方法，第一道次前张力25KN以及后张力27KN，第二道次前张力26KN以及后张力27KN，第三道次前张力26kN以及后张力27kN。预精轧后同样采用气垫炉进行中间退火，退火温度为680℃，退火速度为68m/min，预精轧后抗拉强度222.4MPa，延伸率33.5%，维氏硬度58.9，晶粒度0.018mm。预精轧及气垫炉退火后进行精轧，精轧采用美国I2S生产的20辊精轧机进行，精轧道次分配为0.2-0.14-0.098-0.07，轧制过程的轧制速度保持在220-290m/min范围内，前张力控制在6-7kN，后张力控制在7-8kN范围内。经过精轧至0.07mm后首先在重缠机上进行重缠，重缠时张力控制在260N左右，重缠后在钟罩炉进行成品退火，以100℃/h的升温至300℃保温6h，钟罩炉退火后抗拉强度242.0MPa，延伸率31.5%，维氏硬度51.3，晶粒度0.016mm，导电率100.3%IACS。钟罩炉退火后进行清洗，清洗过程中使用15-18N/mm2范围内单位张力进行卷取，清洗速度控制在30-40m/min，研磨刷转速控制在600-800rpm。清洗中的酸洗温度为20-40℃，酸浓度在10-15%，碱液浓度为3%，钝化液浓度控制在0.07-0.12%，钝化后采用3M吸水挤干辊加气刀吹扫组合方式。清洗后进行分切，分切配刀时上下相邻的刀的水平间隙为0.001-0.002mm，垂直间距的重叠量为0.05-0.7mm。分切好的超薄紫铜带进行打包，对卷重和外径较小的铜带采用人工手动包装方式；对卷重和外径大的铜带采取自动包装线进行包装的方式。
按以上生产工艺生产的产品各项性能检测结果如下；
表1、产品各项性能指标检测结果
以上对本申请实施例所提供的一种超薄紫铜薄带的制备方法及超薄紫铜薄带，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 (10)
1.一种超薄紫铜薄带的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
S1）将水平连铸的紫铜铸坯的上下表面进行铣面，得到紫铜铸坯，再进行多道次的粗轧，得到粗轧紫铜带坯；
S2）对S1）得到粗轧紫铜带坯进行多道次中轧，得到中轧紫铜带坯，再进行中轧退火处理；
S3）对S2）处理后的紫铜带坯进行多道次的预精轧，再进行预精轧退火处理；
S4）对S3）处理后的紫铜带坯进行多道次的精轧，再进行退火处理；
S5）对S4）处理后的紫铜带坯进行清洗，分切，即得到厚度为0.05-0.08mm的超薄紫铜薄带。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1）中粗轧的工艺具体为：粗轧时采用上工作辊为凸辊，下工作辊为平辊，其中上工作辊凸度为0.02-0.05mm；总变形量为80-95%，所述粗轧紫铜带坯的厚度为1-1.2mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S2）中的中轧工艺具体为：中轧时工艺润滑采用全油润滑的方式，轧制力为2000kＮ-3000kN，弯辊方式采取正弯，弯辊力30-40KN，中轧变形量为40-60%之间；
采用气垫炉进行中间退火，退火温度为650-700℃，退火速度为30-50mm/min，得到厚度为0.4-0.6mm的中轧紫铜带坯。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述中轧紫铜带坯的抗拉强度200-250MPa，延伸率30-40%，维氏硬度50-60，晶粒度0.01-0.03mm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S3）中预精轧的具体工艺为：轧制时辅助液压弯辊力，采用后张力大于前张1-3kＮ的工艺；预精轧后同样采用气垫炉进行中间退火，退火温度为650-700℃，退火速度为60-70m/min，预精轧紫铜带坯的厚度为0.15-0.25mm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S4）中精轧的具体工艺为：前张力控制在6-7kN，后张力控制在7-8kN；经过精轧后首先在重缠机上进行重缠，重缠时张力控制在200-300N，重缠后在钟罩炉进行成品退火，以50-100℃/h速度的升温至280-320℃保温4-8h, 得到的精轧紫铜带坯的厚度为0.05-0.08mm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S5）中清洗的具体工艺为：使用15-18N/mm2范围内单位张力进行卷取，在温度为20-40℃下，清洗速度控制在30-40m/min，研磨刷转速控制在600-800rpm/min，先酸洗、再碱洗，然后钝化，钝化后采用3M吸水挤干辊加气刀吹扫组合方式，清洗后进行分切，分切好的超薄紫铜带进行打包。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述酸洗时，酸浓度在10-15%，碱洗时，碱液浓度为3%；钝化时钝化液浓度控制在0.07-0.12%。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述分切时配刀的上下相邻刀的水平间隙为0.001-0.002mm，垂直间距的重叠量为0.05-0.7mm，公胶环外径比圆盘刀外径大0.15mm-0.2mm，母胶环外径比圆盘刀外径小0.2mm-0.25mm。
10.一种超薄紫铜薄带，其特征在于，所述超薄紫铜薄带采用上述权利要求1-9任意一项制备方法制备得到，制备得到超薄紫铜薄带的表面光洁无污渍边部无毛刺和翘边，毛刺高度≤10mm，成品的晶粒度≤0.0116mm，导电率100-101%IACS。
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