CN115805436B - 一种具有均匀表面纹路的led用黄铜带的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有均匀表面纹路的OLED用黄铜带的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：熔铸→铸造→锯切→步进炉加热→热轧→双面铣→粗轧→厚剪切边→罩式炉退火→厚带清洗→第一次预精轧→罩式炉退火→在制清洗→第二次预精轧→气垫炉退火→精轧→成品清洗→拉弯矫直→成品分条；所述气垫炉退火步骤中，退火温度为630～670℃，退火气氛为空气，退火速度为80～100m/min；所述精轧步骤中，轧辊粗糙度控制在0.06～0.08um；通过本发明的方法生产得到的黄铜带表面纹路细而均匀，满足镀锡后LED产品使用的要求。

Description

一种具有均匀表面纹路的LED用黄铜带的生产方法

技术领域

本发明属于黄铜带生产技术领域，具体涉及一种具有均匀表面纹路的LED用黄铜带的生产方法。

背景技术

LED照明行业是指在LED芯片技术的基础上，结合光学、热学、电源学、机械、电子、功效管理、精密生产等多门综合学科的知识和技术，制造出能发出白光的LED照明产品，以满足人们工作和学习等日常生活照明需求的电气机械和器材制造业，目前主要包括LED通用照明、LED工业照明、LED景观装饰照明等三大具体应用领域。

LED灯支架一般以铜为基体材料，因为铜的导电性很好，一般在铜带表面镀锡等其他金属，以利于焊接和封装，铜带里面会有引线，来连接LED灯珠内部的电极，LED灯珠封装成形后，灯珠即可从支架上取下，灯珠两头的铜脚即成为了灯珠的正负极，用于焊接到LED灯具或其它LED成品上。如果铜带表面纹路粗而不均匀，则会导致在铜带产品在镀锡时，锡层的厚度不均，从而导致LED支架焊接不良，产品质量不过关。

中国专利CN108048675A中公开了高精黄铜带加工工艺，具体公开的步骤如下：a、选取原料；b、将步骤a的原料熔化及搅拌；c、浇铸及加热；d、反复轧制、冷却、双面铣；e、初轧；f、退火及冷却；g、二次轧制；h、将步骤g中完成二次轧制的坯料进行二次退火；i、将步骤h中完成二次退火的坯料进行初步酸洗；j、将步骤i中完成初步酸洗的坯料进行三次轧制、退火及酸洗；k、将步骤j中完成酸洗的坯料进行四次轧制，形成带状成品；l、将步骤k中的带状成品进行脱脂酸洗、表面钝化及烘干。该专利中仅关注到了黄铜带表面的平整性，并没有关注到黄铜带表面纹路的均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有均匀表面纹路的LED用黄铜带的生产方法，生产得到的黄铜带表面纹路细而均匀，满足镀锡后LED产品使用的要求。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种具有均匀表面纹路的LED用黄铜带的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：熔铸→铸造→锯切→步进炉加热→热轧→双面铣→粗轧→厚剪切边→罩式炉退火→厚带清洗→第一次预精轧→罩式炉退火→在制清洗→第二次预精轧→气垫炉退火→精轧→成品清洗→拉弯矫直→成品分条；

所述气垫炉退火步骤中，退火温度为630～670℃，退火气氛为空气，退火速度为80～100m/min；

所述精轧步骤中，轧辊粗糙度控制在0.06～0.08um，当低于0.06um时辊印十分严重且生产效率不高，当高于0.08um时，成品表面纹路不均匀；精轧压下率控制在10～20％；精轧速度控制在80～100m/min，轧制速度越快，铜带表面纹路越难以控制，在本发明的轧制速度下得到的LED用黄铜带的表面纹路均匀；

所述成品清洗步骤中，清洗后进行抛光。

所述步进炉加热步骤中，加热温度控制在870～950℃，步进周期控制在540～720s。

所述热轧步骤中，轧制力控制在600～1000KN，轧制速度控制在90～130m/min。

所述粗轧步骤中，开坯第一道次速度低于60m/min，开坯非第一道次低于180m/min。

所述罩式炉退火步骤中，退火温度为500～650℃，退火时间为5.5～6.5h，退火气氛为H₂和N₂的混合气，其中N₂的体积百分数为20～30％。此退火条件下可将轧制后的铜带产生的加工硬化进行消除，避免了后续加工因为加工硬化造成铜带表面出现剥落，使退火后的黄铜再结晶的晶粒度刚好可以满足后续的加工，使铜带的表面纹路更加均匀。

第一次预精轧时轧辊的粗糙度为0.28～0.3um，第一次预精轧的压下率为55～90％；第二次预精轧时轧辊粗糙度为0.15～0.18um，第一次预精轧的压下率为50～60％。

所述气垫炉退火步骤中，铜带先通过碱洗区进行脱脂，再通过加热区进行退火，再通过冷却区进行冷却，最后酸洗、抛光、钝化、烘干。

进一步地，气垫炉内加热1、2、3区的风机转速为1100～1300rpm，加热4区的温度为900～1500rpm；1、2、3区的风机转速为1100～1300rpm，冷却4区的温度为400～600rpm；气垫炉炉区风扇的转速的大小会影响铜带在气垫炉炉区的加热与冷却，若转速设定过大或过小，都会产生炉区擦伤进而影响铜带的表面质量。

进一步地，碱液的质量浓度控制在2.5～6％；抛光刷使用3000目，抛光电流为2A，酸液的质量浓度控制在8％～13％，钝化液的质量浓度控制在0.02％～0.06％；若酸浓度过低，铜带表面会产生大量氧化斑，若酸浓度过高材料表面发红，若钝化液浓度过高，铜带表面会出现白点，若钝化液浓度过低，起不到钝化的作用。

所述成品清洗步骤中，先碱洗进行脱脂，碱液的质量浓度控制在4～5％，这样的浓度下铜带表面的清洁度较高，工作温度为65～75℃；碱洗后进行酸洗抛光，酸液的质量浓度控制在6～10％，工作温度为常温；酸洗后进行抛光，抛光刷使用3000目，抛光电流为2.1A，抛光刷的抛光电流是控制抛光刷的压下量的，当抛光电流过大时，抛光刷的压下量过大，会造成铜带的表面划伤，表面纹路粗大不均匀等缺陷，当抛光电流过小时，抛光刷的压下量不够，刷子与铜带的接触不够，铜带的氧化层难以去除；抛光后进行钝化处理，钝化液的浓度控制在0.03～0.09％，如果钝化液的浓度过高材料表面会产生白点，如果浓度过低则起不到钝化的作用。

所述拉弯矫直步骤中，延伸率控制在2～3％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明在进行精轧之前，采用气垫炉退火，将碱洗脱脂、酸洗、研磨为一体，节省了退火后的清洗时间，大大提升了生产效率，而且气垫炉退火在炉区退火为悬浮式，与炉区无接触，减少了划伤、擦伤等表面缺陷，大幅提高铜带的表面质量。

2.通过控制气垫炉各炉区风扇的转速进一步避免产生炉区擦伤提升铜带表面的质量；在碱洗脱脂、酸洗、钝化时将碱液、酸液、钝化液的浓度控制在合适的范围提升清洗和钝化的效果。

3.本发明通过多次退火及轧制，并对每次轧制的退火温度、时间及轧辊表面的粗糙度、压下率进行控制，提升成品黄铜带表面纹路的均匀性。

4.通过精确控制抛光刷的抛光电流来控制抛光刷的压下量，进而控制铜带表面的纹理的均匀性。

附图说明

图1为实施例1中的黄铜带在200倍显微镜下观察的表面纹路图；

图2为对比例1中的黄铜带在200倍显微镜下观察的表面纹路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例及对比例中生产的黄铜带的牌号均为C2680。

实施例1

一种具有均匀表面纹路的LED用黄铜带的生产方法，包括以下步骤：

1)熔炼：将阴极铜及其他金属按顺序及比例加入熔炼炉中→熔化→升温→静置10-15分钟除气→捞渣→取样分析→调整成分至合格→升温至1000℃→转炉→转炉后搅拌均匀，取样分析，并静置不少于15分钟，分析结果必须符合出炉范围，方可出炉铸造；

2)半连续铸造：倾斜保温炉炉膛，使铜液流进结晶器中，控制拉铸的温度为1000℃，再通过引锭机拉出铜锭，其中初始拉铸速度30mm/min，初始水流量15L/min，进水水压1.5MPa，正常拉铸速度160mm/min，正常水流量80L/min，铸造时使用的覆盖剂为硼砂；

3)锯切：采用扁锭式锯切机将头尾表面缺陷切除，确保锯后铸锭长度范围在5500～7000mm。

4)步进炉加热：炉内温度达到740℃后方可加料，炉内所采取的气氛为微氧化性气氛，步进炉加热温度在900℃，步进周期控制在600s；

5)热轧：铸坯出炉后，通过二辊可逆式轧机经过9个道次的轧制将厚度轧制至15mm，轧制力为800KN，轧制速度控制在110m/min，轧制后通过冷却段进行卷曲；

6)双面铣：单面铣屑量为0.8mm，单边铣屑量为3mm，设备运行速度控制在6m/s；

7)粗轧：采取4辊轧机进行开坯将铜带多道次轧制至1.8mm，轧制时采取乳化液作为润滑液和冷却液，开坯第一道次速度低于60m/min，开坯非第一道次低于180m/min。

8)厚剪切边：黄铜带通过厚纵剪剪切宽度35mm，剪切速度控制在85m/s。

9)罩式炉退火：将剪切后的铜带放入罩式炉中进行退火，退火温度为420℃，退火时间为6h，退火气氛为75％H₂+25％N₂；

10)厚带清洗：将铜带通过碱洗脱脂、酸洗去除氧化层等清洗工序，清洗速度为30m/min；

11)预精轧：将清洗后的铜带通过20辊轧机进行多道次加工，轧制至厚度为0.35mm，轧辊的粗糙度控制在0.28～0.3um，轧制采取全油轧制，轧制速度控制在165m/min；

12)罩式炉在制退火：将轧制后的料放入罩式炉进行退火，退火温度为420℃，退火时间为6h，退火气氛75％H₂+25％N₂；

13)在制清洗：将退火后的料进行清洗，先碱洗进行脱脂，碱液的浓度控制在3.5％；工作温度为70℃；碱洗后进行酸洗抛光，酸液的浓度控制在8％；工作温度为常温，酸洗后进行抛光，第一对抛光刷使用2000目，抛光电流控制为1.9A，第二对抛光刷使用3000目，抛光电流为2.1A，抛光后进行钝化处理，钝化液的浓度控制在0.06％；

14)预精轧：将清洗后的铜带通过六辊精轧机进行多道次加工，轧制厚度为0.15mm，轧辊粗糙度控制在0.15～0.18um，轧制采取全油轧制，轧制速度控制在170m/min；

15)气垫炉退火：将轧制后的铜带通过气垫炉进行退火，退火温度为650℃，退火气氛为空气气氛，退火速度为89m/min，铜带先通过碱洗区进行脱脂，再通过加热区进行退火，加热1、2、3区的风机转速为1200rpm，加热4区的温度为1000rpm，再通过冷却区进行冷却，冷却1、2、3区的风机转速为1200rpm，冷却4区的温度为500rpm，最后酸洗抛光进行钝化烘干，碱液的质量浓度控制在4.5％，抛光刷使用3000目，抛光电流为2A，酸液的质量浓度控制在10％，钝化液的质量浓度控制在0.04％，各段带材张力设定比例开卷如下：活套Ⅰ：炉区：后处理：活套Ⅱ：收卷＝12：12：2.5：12：12：20；

16)精轧为成品：将退完火的铜带通过六辊精轧机进行多道次加工，轧制至厚度为0.127mm，轧辊粗糙度控制在0.06～0.08um，轧制采取全油轧制，轧制速度控制在90m/min；

17)成品清洗：将轧制后的铜带通过薄带脱脂机进行清洗，清洗前观察挤干辊的使用情况无问题后进行清洗，若使用时间长则需更换挤干辊再进行清洗；先碱洗进行脱脂，碱液的质量浓度控制在5％，工作温度为70℃，碱洗后进行酸洗抛光，酸液的质量浓度控制在8％；工作温度为常温，酸洗后进行抛光，抛光刷使用3000目，抛光电流为2.1A，抛光后进行钝化处理，钝化液的浓度控制在0.06％；

18)拉弯矫直：将清洗后的铜带进行板形矫直，拉矫采取延伸率模式，延伸率控制在3％，并开启表面检测，检查表面质量；

19)成品分条：根据拉弯矫直的质检结果和客户要求的规格进行分条。

该实施例生产的LED用黄铜带的在200倍显微镜下观察的表面纹路如图1所示，从图中可见铜带表面纹路细而均匀，满足镀锡后LED产品使用的要求。

对比例1

一种黄铜带的生产方法，包括以下步骤：

步骤1)～8)同实施例1，步骤9)～20)如下：

9)罩式炉退火：将剪切后的铜带放入罩式炉中进行退火，退火温度为400℃，退火时间为4h，退火气氛为75％H₂+25％N₂；

10)厚带清洗：将铜带通过碱洗脱脂、酸洗去除氧化层等清洗工序，清洗速度为30m/min；

11)预精轧：将清洗后的铜带通过20辊轧机进行多道次加工，轧制至厚度为0.35mm，轧辊的粗糙度控制在0.28～0.3um，轧制采取全油轧制，轧制速度控制在165m/min；

12)罩式炉在制退火：将轧制后的料放入罩式炉进行退火，退火温度为400℃，退火时间为4h，退火气氛75％H₂+25％N₂；

13)在制清洗：将退火后的料进行清洗，先碱洗进行脱脂，碱液质量浓度控制在2％；工作温度为70℃；碱洗后进行酸洗抛光，酸液的质量浓度控制在8％；工作温度为常温，酸洗后进行抛光，第一对抛光刷使用2000目，抛光电流控制为1.9A，第二对抛光刷使用3000目，抛光电流为1.8A，抛光后进行钝化处理，钝化液的质量浓度控制在0.06％；

14)预精轧：将清洗后的铜带通过六辊精轧机进行多道次加工，轧制厚度为0.15mm，轧辊粗糙度控制在0.15～0.18um，轧制采取全油轧制，轧制速度控制在170m/min；

15)罩式炉成品退火：将轧制后的铜带放入罩式炉中进行退火，退火温度为380℃，退火时间为4h，退火气氛为75％H₂+25％N₂；

16)在制清洗：将退火后的料进行清洗，先碱洗进行脱脂，碱液的质量浓度控制在3.5％；工作温度为70℃；碱洗后进行酸洗抛光，酸液的质量浓度控制在8％；工作温度为常温，酸洗后进行抛光，第一对抛光刷使用2000目，抛光电流控制为1.9A，第二对抛光刷使用3000目，抛光电流为2.1A，抛光后进行钝化处理，钝化液的质量浓度控制在0.06％；

17)精轧为成品：将退完火的铜带通过六辊精轧机进行多道次加工，轧制至厚度为0.127mm，轧辊粗糙度控制在0.06～0.08um，轧制采取全油轧制，轧制速度控制在150m/min；

18)成品清洗：将轧制后的铜带通过薄带脱脂机进行清洗，清洗前观察挤干辊的使用情况无问题后进行清洗，若使用时间长则需更换挤干辊再进行清洗；先碱洗进行脱脂，碱液的质量浓度控制在5％，工作温度为70℃，碱洗后进行酸洗抛光，酸液的质量浓度控制在8％；工作温度为常温，酸洗后进行抛光，抛光刷使用3000目，抛光电流为2.4A，抛光后进行钝化处理，钝化液的质量浓度控制在0.03％；

19)拉弯矫直：将清洗后的铜带进行板形矫直，拉矫采取延伸率模式，延伸率控制在3％，并开启表面检测，检查表面质量；

20)成品分条：根据拉弯矫直的质检结果和客户要求的规格进行分条。

在此实例中步骤9)和步骤12)经过退火后检测其经过加工产生的硬化以及应力改善不足，对后续的轧制造成较大的影响。

步骤13)经过清洗后的表面检测装置探测，碱洗的浓度为2％时，表面的油污不能完全去除，当第二次清洗刷的压下电流控制在1.8A时，发现铜带的氧化层去除不彻底。

步骤15)在成品退火时，采用罩式炉进行成品退火，出炉后铜带的表面出现划伤等表面缺陷，且罩式炉退火的生产效率没有气垫炉高，其退火后需要进行一道清洗工序步骤16)。

步骤17)经过轧制发现成品轧制时的速度对LED产品表面有较大的影响，通过对比发现轧制速度越快，表面纹路越难以控制，轧制速度控制在150m/min时，轧制的LED产品表面在显微镜下观察有很多白点。

步骤18)经过清洗后的表面检测装置探测，当第二次清洗刷的压下电流控制在2.4A时，发现铜带清洗后的表面划伤增多，且钝化液的浓度控制在0.03％时，钝化的效果不是很好，铜带易氧化。

该对比例生产的LED用黄铜带的在200倍显微镜下观察的表面纹路如图2所示，从图中可见铜带表面纹路粗大、分布不均匀，不能满足镀锡后LED产品使用的要求。

上述参照实施例对一种具有均匀表面纹路的LED用黄铜带的生产方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有均匀表面纹路的LED用黄铜带的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：熔铸→铸造→锯切→步进炉加热→热轧→双面铣→粗轧→厚剪切边→罩式炉退火→厚带清洗→第一次预精轧→罩式炉退火→在制清洗→第二次预精轧→气垫炉退火→精轧→成品清洗→拉弯矫直→成品分条；

所述粗轧步骤中，开坯第一道次速度低于60m/min，开坯非第一道次低于180m/min；

第一次预精轧时轧辊的粗糙度为0.28～0.3um，第一次预精轧的压下率为55~90%；第二次预精轧时轧辊粗糙度为0.15～0.18um，第二次预精轧的压下率为50~60%；

所述罩式炉退火步骤中，退火温度为500~650℃，退火时间为5.5~6.5h，退火气氛为H₂和N₂的混合气，其中N₂的体积百分数为20~30%；

所述气垫炉退火步骤中，退火温度为630~670℃，退火气氛为空气，退火速度为80~100m/min；气垫炉内加热1、2、3区的风机转速为1100~1300rpm，加热4区的风机转速为900~1500rpm；冷却1、2、3区的风机转速为1100~1300rpm，冷却4区的风机转速为400~600rpm；碱液的质量浓度控制在2.5～6%；抛光刷使用3000目，抛光电流为2A，酸液的质量浓度控制在8%~13%，钝化液的质量浓度控制在0.02%~0.06%；

所述气垫炉退火步骤中，铜带先通过碱洗区进行脱脂，再通过加热区进行退火，再通过冷却区进行冷却，最后酸洗、抛光、钝化、烘干；

所述精轧步骤中，轧辊粗糙度控制在0.06～0.08um，精轧压下率控制在10~20%；精轧速度控制在80～100m/min；

所述成品清洗步骤中，清洗后进行抛光。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步进炉加热步骤中，加热温度控制在870~950℃，步进周期控制在540~720s。

3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述热轧步骤中，轧制力控制在600~1000KN，轧制速度控制在90~130m/min。

4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述成品清洗步骤中，先碱洗进行脱脂，碱液的质量浓度控制在4～5%，工作温度为65～75℃，碱洗后进行酸洗抛光，酸液的质量浓度控制在6～10%，工作温度为常温，酸洗后进行抛光，抛光刷使用3000目，抛光电流为2.1A，抛光后进行钝化处理，钝化液的浓度控制在0.03～0.09%。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述拉弯矫直步骤中，延伸率控制在2～3%。