CN116422713A - 氩弧焊不冒烟铜带及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氩弧焊不冒烟铜带及其生产工艺。该生产工艺包括水平连铸步骤、铣面步骤、粗轧步骤、厚剪步骤、中间退火步骤、精轧步骤、铜带厚洗步骤、成品退火步骤以及铜带薄洗步骤,在精轧步骤中包括气吹除油步骤,气吹除油步骤包括在0.25~0.45MPa的条件下对精轧步骤所得铜带表面进行吹扫。本申请通过在精轧步骤中增加气吹除油步骤,利用以上压强条件下的强力吹扫效果将铜带表面残油量进行极力去除,提高了铜带表面的洁净度,稳定了焊接成型过程,避免跳开焊现象,射频电缆生产焊接过程中不会出现冒烟现象,最终得到合格的射频线缆。另一方面降低了铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤所用清洗液的消耗量,降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及氩弧焊铜带加工技术领域,具体而言,涉及一种氩弧焊不冒烟铜带及其生产工艺。
背景技术
利用水平连铸带坯生产氩弧焊铜带时,不仅对铜带的抗拉强度、延伸率、导电率以及维氏硬度等关键性能指标具有严格要求,而且对铜带表面的质量要求更高,特别是对表面含油量尤为关注。因为氩弧焊铜带表面质量较差会影响铜带焊接过程,导致焊接过程中成型不稳,出现跳开焊现象,经过轧纹后,形成孔洞,造成产品不合格。而氩弧焊铜带表面附着残油,会使铜带焊接时出现冒烟现象,从而导致成型不稳,从而使得在铜带焊接过程中易发生焊针抖动,进而极易出现跳开焊现象。
铜带经过四辊可逆精轧机轧制过程中,使用轧制油进行润滑轧辊与铜带表面,降低铜带与轧辊之间的摩擦力,从而降低能耗,保证产品精度和表面粗糙度,降低精轧机轧辊磨损程度,延长使用寿命,同时能够充分冷却轧制变形区,消除轧辊热凸度对板形的不良影响;但是,铜带下卷后,铜带表面附着残油,经过铜带厚洗、成品退火以及铜带薄洗后,无法将铜带表面的残油量完全清洗干净,使得铜带表面附着残油,造成氩弧焊铜带焊接过程中冒烟现象。
射频铜带应用是连续氩弧焊焊接,对于带面残油量要求极高,肉眼无法观察到的微量残油也会引起焊接冒烟问题,我司在行业内首次应用达因笔检测带面表面张力的方法可以间接测量表面残油情况。目前铜带高速精轧机普遍采用全油润滑,铜带轧制后带面除油是行业性难题,现有除油方式一般分为轧机除油和清洗除油,对于处理射频铜带焊接冒烟问题一直不稳定,射频铜带焊接冒烟问题时有发生。
在铜带轧制过程中,由于轧制油的长期使用,会使轧制油粘度不断递增,增加铜带与轧制油的粘合力,为后续铜带表面的残油清洗工作增加难度;同时,精轧下卷后,铜卷残油量较大,厚洗脱脂剂和薄洗清洗液的消耗量增加,造成经济损失;最重要的是成品射频铜带表面附着残油,使铜带在射频电缆生产焊接过程中出现冒烟现象,致使焊接过程成型不稳,出现跳开焊,在后续轧纹过程中出现开裂现象,造成射频线缆不合格。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种氩弧焊不冒烟铜带及其生产工艺,以解决现有技术中射频电缆生产焊接过程中出现冒烟的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种氩弧焊不冒烟铜带的生产工艺,包括:水平连铸步骤、铣面步骤、粗轧步骤、厚剪步骤、中间退火步骤、精轧步骤、铜带厚洗步骤、成品退火步骤以及铜带薄洗步骤,在精轧步骤中包括气吹除油步骤,气吹除油步骤包括在0.25~0.45MPa的条件下对精轧步骤所得铜带表面进行吹扫。
进一步地,在上述精轧步骤中的最后一道精轧制中进行气吹除油步骤,优选铜带的运行速度为260~280m/min,优选气吹除油步骤包括第一吹扫和第二吹扫,其中,第一吹扫的压力为0.4~0.45MPa,优选第一吹扫的风量为15±1m3/h,优选第二吹扫的压力为0.25~0.30MPa,优选第二吹扫的风量为25±1m3/h,优选第二吹扫的气流温度为50~60℃。
进一步地,在上述精轧步骤中,轧制油的粘度控制在5.0~7.0mm2/s之间。
进一步地,对上述精轧步骤并下卷后的铜卷两侧边部的残油进行抽吸处理,优选采用干湿两用吸尘器进行抽吸处理,优选控制干湿两用吸尘器的容量为30~35L,优选干湿两用吸尘器的功率为1400~1450W,优选干湿两用吸尘器的真空度为20~22KPa,优选干湿两用吸尘器的吸力为19000~20000Pa。
进一步地,上述铜带厚洗步骤中,所用清洗液中添加固态脱脂剂,优选固态脱脂剂为固态脱脂剂K601和/或CM-082,优选控制清洗液中固态脱脂剂的质量浓度为2~4wt%。
进一步地,上述铜带厚洗步骤中,采用喷嘴喷洒将清洗液喷洒至铜带表面,同时采用清洗刷刷扫铜带表面;当喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向相反时,清洗刷和铜带表面的接触点与喷嘴喷洒的喷液点重合;当喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向一致时,喷嘴喷洒的喷液径向清洗刷表面侧偏5~10°。
进一步地,在保护性气体中进行成品退火步骤,保护性气体为惰性气体或氮气,优选为氮气,将成品退火步骤的温度控制在300~350℃,保温阶段将氮气的流速增大18~22%。
进一步地,上述铜带薄洗步骤中,所用脱脂液中添加液态脱脂剂,优选液态脱脂剂为碱性液态脱脂剂K803和/或K610,优选控制脱脂液中液态脱脂剂的质量浓度为4~6wt%。
根据本发明的另一方面,提供了一种氩弧焊不冒烟铜带,该氩弧焊不冒烟铜带由前述生产工艺制备得到。
应用本发明的技术方案,精轧步骤中轧制油的粘度较大,铜带与轧制油的粘合力较强,本申请通过在精轧步骤中增加气吹除油步骤,利用以上压强条件下的强力吹扫效果将铜带表面残油量进行极力去除,使得精轧下卷后铜卷残油量较小,从而经过简单的铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤后所得铜带表面的残油量非常小,进而一方面提高了铜带表面的洁净度,稳定了焊接成型过程,避免跳开焊现象,射频电缆生产焊接过程中不会出现冒烟现象,且在后续轧纹过程中不会导致开裂的发生,提高了射频铜带成材率,最终得到合格的射频线缆。另一方面降低了铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤所用清洗液的消耗量,降低了成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的实施例27提供的一种铜带精轧工序中的除油装置。
其中,以上附图包括以下附图标记:
1、铜带;2、3M挤干辊;3、第一气吹设备;4、第二气吹设备;5、第一固定板;6、第一移动板;7、弯曲钢管;8、第二固定板;9、第二移动板;10、直形钢管。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图并结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的,现有技术中射频电缆生产焊接过程中出现冒烟的问题,为了解决该问题,本申请提供了一种氩弧焊不冒烟铜带及其生产工艺。
在本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种氩弧焊不冒烟铜带的生产工艺,包括:水平连铸步骤、铣面步骤、粗轧步骤、厚剪步骤、中间退火步骤、精轧步骤、铜带厚洗步骤、成品退火步骤以及铜带薄洗步骤,在精轧步骤中包括气吹除油步骤,气吹除油步骤包括在0.25~0.45MPa的条件下对精轧步骤所得铜带表面进行吹扫。
精轧步骤中轧制油的粘度较大,铜带与轧制油的粘合力较强,本申请通过在精轧步骤中增加气吹除油步骤,利用以上压强条件下的强力吹扫效果将铜带表面残油量进行极力去除,使得精轧下卷后铜卷残油量较小,从而经过简单的铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤后所得铜带表面的残油量非常小,进而一方面提高了铜带表面的洁净度,稳定了焊接成型过程,避免跳开焊现象,射频电缆生产焊接过程中不会出现冒烟现象,且在后续轧纹过程中不会导致开裂的发生,提高了射频铜带成材率,最终得到合格的射频线缆。另一方面降低了铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤所用清洗液的消耗量,降低了成本。
在以上气吹除油步骤之前,优选采用3M挤干辊对铜带进行挤干除油处理,由于3M挤干辊具有多孔特性并且一致性好,这使3M挤干辊与整个铜带始终保持紧密接触,可以产生均匀的压挤效果,获得最佳的压挤性能;同时,3M挤干辊具有较高的摩擦系数,因此可以不需要辅助电机,同时可以获得更快的生产线加工速度,使3M辊挤干可以产生均匀的压挤效果,对铜带表面附着的大量残油进行挤干,除去铜带表面大量的残油。
在本申请的一种实施例中,在上述精轧步骤中的最后一道精轧制中进行气吹除油步骤,优选铜带的运行速度为260~280m/min,优选气吹除油步骤包括第一吹扫和第二吹扫,其中,第一吹扫的压力为0.4~0.45MPa,优选第一吹扫的风量为15±1m3/h,优选第二吹扫的压力为0.25~0.30MPa,优选第二吹扫的风量为25±1m3/h,优选第二吹扫的气流温度为50~60℃。
在精轧步骤的最后一道精轧制时,采用两级加压吹扫,首先启动高压条件下第一吹扫对铜带表面进行初步的强力吹扫,极大程度地降低铜带与轧制油的表面结合力,从而将残留在铜带表面的大部分轧制油吹离铜带表面;之后在稍微降低的压力条件下通过第二吹扫进一步地除去残留在铜带表面的轧制油,从而在确保强力去除铜带表面的轧制油的基础上,尽可能地降低操作难度和成本。优选利用尖角细孔的加压气吹装置,从而有利于形成更强劲的吹扫效果。优选将第一吹扫的压力控制在0.4~0.45MPa,风量控制为15±1m3/h,从而更好地发挥气流对铜带1表面轧制油的第一吹扫效果。优选将第二吹扫的压力控制在0.25~0.30MPa,风量控制为25±1m3/h,从而更好地发挥气流对铜带1表面轧制油的去除效果。与现有技术常规的300~320m/min相比,优选控制铜带的运行速度为260~280m/min更有助于发挥以上除油方法的效果,降低下卷后铜带1表面的残油量。优选控制加热处理后气体的温度为50~60℃,从而使得从气流具有一定的热量,利用该热气流有助于加速第一吹扫之后的铜带1表面上的轧制油的挥发。
在本申请的一种实施例中,在精轧步骤中,轧制油的粘度控制在5.0~7.0mm2/s之间。
将精轧机轧制油粘度控制在上述范围内,有助于降低轧制油与铜带表面的结合力,从而降低铜带表面轧制油的清除难度。优选添加低粘度轧制油进行稀释的方式将轧制油的粘度控制在以上范围内,铜带表面的轧制油粘度则通过达因笔检测铜带表面张力的方法间接测量得到,具体如下:
每月采用ST-1506自动运动粘度测定仪对铜带精轧机的轧制油进行一次检测,按照如下步骤进行:①添加蒸馏水:向自动运动粘度测定仪的水浴缸中注入蒸馏水,注入后的水面距离顶盖不得超过3cm;②取样:准备250mL规格的干净、表面无脏污的烧杯,在精轧机取样100~150mL轧制油;③开机:打开位于设备左侧面的电源开关,接通电源后,水浴缸内照明灯常亮、循环风扇转动且液晶屏显示;④参数设定:设备开机后显示为“试验”界面,然后用手指依次点击“返回”、“准备工作”、“粘度计参数设定”;粘度计参数设定界面的序号分别对应“粘度计孔”的序号。将目前我司拥有的四只毛细管粘度计的管径及常数对应录入。录入完毕后将粘度计孔以及放置盒中粘贴对应常数,表示在今后的试验中将粘度计孔以及放置盒能够一一对应,确保每次粘度测量时粘度计孔与常数相对应,以确保粘度值的准确性;⑤恒温温度设定:粘度计常数设置完成后点击“返回”,然后点击“恒温温度设定”,该仪器出现六种温度可选,分别为20℃、40℃、50℃、80℃、100℃、自定义温度,故根据轧制油在使用过程中的实际温度选择40℃;⑥控温:当设置好温度后,连续点击两次“返回”,退至试验、准备工作和数据记录界面,点击试验,进入后点击左下角“控温”,进行水浴锅加热和控温阶段;⑦制样:将粘度计倒立,将U型管的细管口插入轧制油,用一手指堵住粗管口,并且用吸球在粗管口端的吸口进行抽吸,使粘度计内形成负压,致使轧制油被压入粘度计。当轧制油被压入到第二个椭圆形下标线时,迅速倒置粘度计,用洗耳球将轧制油吹入储油位置;采用这种方式润洗粘度计至少两次,以同样的方式进行制样;⑧预热:当温度到达40℃后,将装好轧制油的粘度计装入夹具,并将夹具放入水浴锅中进行预热,要求第一个椭圆形上标线插入蒸馏水中,预热4~5min;⑨计时:用吸球在U型粘度仪的细管口进行抽吸,使轧制油逐渐上升至第一个椭圆形上标线以上,取下吸球,记录当轧制油从第一个椭圆形上标线下降至第二个椭圆形下标线时所用时间为多少秒,并记录相关数据;⑩计算、关机和清洗粘度计:用记录的时间乘以粘度计对应的常数,得到轧制油粘度值;关掉粘度测定仪,并且将剩余轧制油倒入特定容器桶中,清洗所有涉及器皿,并将粘度计放入相对应的盒中。
在本申请的一种实施例中,对精轧步骤并下卷后的铜卷两侧边部的残油进行抽吸处理,优选采用干湿两用吸尘器进行抽吸处理,优选控制干湿两用吸尘器的容量为30~35L,优选干湿两用吸尘器的功率为1400~1450W,优选干湿两用吸尘器的真空度为20~22KPa,优选干湿两用吸尘器的吸力为19000~20000Pa。
通过湿用功能对铜带表面的轧制油进行吸除,减少了铜卷表面的残油量,降低了铜带的清洗难度,同时,降低了铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤中脱脂剂的消耗量,进而降低了成本。优选控制干湿两用吸尘器的容量、功率、真空度和吸力等参数值在上述范围内,有助于进一步地提高抽吸处理除油的效率和效果。
为提高铜带表面的挤干效果,优选上述铜带厚洗步骤与铜带薄洗步骤所用挤干辊各自独立地为3M挤干辊,优选3M挤干辊的规格为φ180mm*600mm。3M挤干辊具有多孔特性并且一致性好,这使3M挤干辊与整个铜带始终保持紧密接触,可以产生均匀的压挤效果,获得最佳的压挤性能;同时,3M挤干辊具有较高的摩擦系数,因此可以不需要辅助电机,同时可以获得更快的生产线加工速度,使3M挤干辊挤干可以产生均匀的压挤效果,对铜带表面附着的大量残油进行挤干,除去铜带表面大量的残油。当然,本领域技术人员也可以采用其它规格的3M挤干辊,在此不再赘述。
铜带经过精轧后的3M挤干辊+气吹除油后,铜带表面的轧制油经过挤干过滤以及气吹蒸发,使得铜带表面的残留轧制油大幅度降低,再经过铜带厚洗过程,利用脱脂液对铜带表面结合力较强的残留轧制油进行皂化除油,在经过脱脂清洗后的3M挤干辊进行再次挤干,铜带进入成品罩式退火过程。铜带经过成品退火后,需经过铜带薄洗过程,首先经过液态脱脂液通过相似相溶原理对铜带表面残油进行彻底去除,经过3M挤干辊挤干,此后依次经过酸洗,去除退火过程铜带表面产生的氧化物,二次3M挤干辊挤干,最后经过钝化液,预防铜带氧化,三次经过3M挤干辊,对铜带表面的残留液进行挤干。
在本申请的一种实施例中,上述铜带厚洗步骤中,所用清洗液中添加固态脱脂剂,优选固态脱脂剂为固态脱脂剂K601和/或CM-082,优选控制清洗液中固态脱脂剂的质量浓度为2~4wt%。
使铜带表面残油与溶解后呈碱性的固态脱脂液之间发生皂化反应,从而达到清除铜带表面残油的效果,进而提高铜带表面洁净度,优选的以上固态脱脂剂的种类和添加量有助于进一步地提高铜带厚洗步骤的除油效率和效果。具体地,优选固态脱脂剂的更换周期以及添加量为每月更换一次,具体地,优选更换时彻底清洗箱体,并添加75kg固态脱脂剂,之后每天生产前添加4kg固态脱脂剂。除了固态脱脂剂K601和/或CM-082,也可以使用本领域常用的其它固态脱脂剂,在此不再赘述。
在本申请的一种实施例中,上述铜带厚洗步骤中,采用喷嘴喷洒将清洗液喷洒至铜带表面,同时采用清洗刷刷扫铜带表面;当喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向相反时,清洗刷和铜带表面的接触点与喷嘴喷洒的喷液点重合;当喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向一致时,喷嘴喷洒的喷液径向清洗刷表面侧偏5~10°。
通过以上设置能够使清洗液具有最佳的冲刷角度,从而最大程度地发挥清洗液的清洗效果,提高清洗液和清洗刷对铜带表面的综合清洗能力,提高铜带表面的洁净度。
在本申请的一种实施例中,在保护性气体中进行成品退火步骤,保护性气体为惰性气体或氮气,优选为氮气,将成品退火步骤的温度控制在300~350℃,保温阶段将氮气的流速增大18~22%。
将焊接性铜带的成品退火步骤的温度控制在以上范围内,有助于优化铜带材的显微组织结构;保护性气体有助于降低高温退火过程中铜带表面发生氧化的几率,同时在保温阶段将保护性气体氮气的流量增大18~22%,有助于通过氮气流将铜带卷受热后蒸发出的含油气体带出,从而将铜带表面的残油排除出退火炉(优选铜带罩式退火炉)内,从而极大地减少铜带表面残油的清洗难度,消除掉铜带表面的氧化斑,并提高焊接性铜带的表面洁净度。
在本申请的一种实施例中,上述铜带薄洗步骤中,所用脱脂液中添加液态脱脂剂,优选液态脱脂剂为碱性液态脱脂剂K803和/或K610,优选控制脱脂液中液态脱脂剂的质量浓度为4~6wt%。
铜带经过成品退火步骤后,还需进行铜带薄洗过程,铜带薄洗脱脂液中添加液态脱脂剂,能快速有效地清洗铜带退火后表面的残油物质;另外,优选增加脱脂液流量计量泵,控制铜带薄洗过程中脱脂液的流量。此外,优选液态脱脂剂的更换周期和添加量分别为每周更换一次,并添加75kg液态脱脂剂,每周的第5天生产前补充25kg液态脱脂剂,更换时彻底清洗箱体、管道、过滤网等,提高脱脂液的纯净度,确保脱脂液的脱脂能力。除了碱性液态脱脂剂K803和/或CM-082,也可以使用本领域常用的其它液态脱脂剂,在此不再赘述。
为进一步地提高铜带表面的除油效果,铜带薄洗步骤中,优选进行以下操作:
升温排油处理:每3天对脱脂箱内的脱脂液进行一次升温处理,结合排油处理系统将漂浮在脱脂箱体上方的残油进行蒸发抽吸冷凝回收处理,以延长脱脂液的寿命,增大脱脂液的清洗能力,从而不仅解决了油品的浪费,而且坚持了绿色环保生产模式。
清洗刷管控:通过每隔一个月对铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤的清洗刷进行一次表面质量确认,确保清洗刷的有效性,建立清洗刷的管控能力。
超声波清洗:在薄洗清洗的后道工序增加超生波清洗过程,从而利用超声波在液体中的能量作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接或超声波间接清洗的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的;进而能够快速、彻底地清除铜带表面附着的油污杂质。
在本申请的另一种典型的实施方式中,提供了一种氩弧焊不冒烟铜带,该氩弧焊不冒烟铜带由前述生产工艺制备得到。
通过以上生产工艺得到的氩弧焊不冒烟铜带极大地降低了铜带表面残油,提高表面洁净度,稳定了焊接成型过程,避免跳开焊现象,射频电缆生产焊接过程中不会出现冒烟现象,且在后续轧纹过程中不会导致开裂的发生,提高了射频铜带成材率,最终得到合格的射频线缆。
以上氩弧焊不冒烟铜带的生产工艺中的除油步骤可以采用图1所示的装置图完成,该除油装置包括下底座,沿着铜带1运行方向依次设置有3M挤干辊2、第一气吹设备3和第二气吹设备4,其中,3M挤干辊2具有上下两辊,固定于下底座上,上下两辊之间具有供铜带1穿过的缝隙,3M挤干辊2用于挤出铜带1上的轧制油;第一气吹设备3用于对3M挤干辊2挤干之后的铜带1表面上的轧制油进行第一吹扫,第一气吹设备3包括第一固定板5、第一移动板6和弯曲钢管7,第一固定板5固定于下底座上,第一移动板6与第一固定板5相对设置,且第一移动板6相对于第一固定板5之间的距离可调节,弯曲钢管7的两端固定于第一移动板6的背向3M挤干辊2的侧面上,弯曲钢管7间隔设置有多个朝向铜带1的第一喷气孔,第一喷气孔沿第一喷气孔轴向,其孔径由内向外逐渐减小;第二气吹设备4用于对第一吹扫之后的铜带1表面上的轧制油进行第二吹扫,第二气吹设备4包括第二固定板8、第二移动板9和直形钢管10,第二固定板8固定于下底座上,第二移动板9与第二固定板8相对设置,且第二移动板9相对于第二固定板8之间的距离可调节,直形钢管10的两端固定于第二移动板9的背向3M挤干辊2的侧面上,直形钢管10间隔设置有多个朝向铜带1的第二喷气孔,第二喷气孔沿第二喷气孔轴向,其孔径由内向外逐渐增大。
3M挤干辊2具有多孔特性并且一致性好,这使3M挤干辊与整个铜带始终保持紧密接触,可以产生均匀的压挤效果,获得最佳的压挤性能;同时,3M挤干辊具有较高的摩擦系数,因此可以不需要辅助电机,同时可以获得更快的生产线加工速度,使3M辊挤干可以产生均匀的压挤效果,对铜带表面附着的大量残油进行挤干,除去铜带表面大量的残油。由于第一喷气孔的结构能够喷出高压强的气流,利用具有第一喷气孔的第一气吹设备3对铜带表面进行第一吹扫,降低铜带表面与轧制油的结合力;第二喷气孔的结构能够喷出低压强的气流,从而通过具有第二喷气孔的第二气吹设备4对第一吹扫后铜带表面分散的轧制油进行第二吹扫,进而通过第一吹扫与第二吹扫的协同配合将铜带表面的残留油大幅度降低,再经过铜带厚洗过程,利用脱脂液对铜带表面结合力较强的残留轧制油进行皂化除油,在经过脱脂清洗后的3M挤干辊进行再次挤干,铜带进入成品罩式退火过程。铜带经过成品退火后,需经过铜带薄洗过程,首先经过液态脱脂液通过相似相溶原理对铜带表面残油进行彻底去除,经过3M挤干辊挤干,此后依次经过酸洗,去除退火过程铜带表面产生的氧化物,二次3M挤干辊挤干,最后经过钝化液,预防铜带氧化,三次经过3M挤干辊,对铜带表面的残留液进行挤干,从而避免铜带在射频电缆生产焊接过程中出现冒烟现象,得到合格的射频线缆,且以上设备简单,成本较低。
在本申请的一些实施例中,控制上述第一喷气孔的轴向与铜带1运行方向之间的夹角为2~6°,且夹角由弯曲钢管7的中间向两端逐渐增加。
以上第一喷气孔的轴向与铜带1运行方向之间的夹角的设置,有助于利用第一喷气孔喷的气流将铜带1表面中间位置处的轧制油吹向铜带的两边,从而将轧制油吹离铜带1的表面。
以上孔径的第一喷气孔有助于更好地将第一喷气孔喷到铜带1表面的压力控制在0.4~0.45MPa,如0.4MPa、0.41MPa、0.42MPa、0.43MPa、0.44MPa或0.45MPa,风量控制为15±1m3/h,如14m3/h、14.5m3/h、15m3/h、15.5m3/h或16m3/h,从而更好地发挥气流对铜带1表面轧制油的吹扫效果。
在本申请的一些实施例中,控制上述弯曲钢管7与铜带1表面之间的最小垂直距离为8~10mm,如8mm、9mm或10mm,从而使得气流对铜带1表面具有强有力的冲击力。
在本申请的一些实施例中,控制上述第一气吹设备3与第二气吹设备4之间的水平距离为19~20cm,如19cm、19.5cm或20cm,从而有利于将被第一气吹设备3分散开的轧制油及时的进行出扫去除。
在本申请的一些实施例中,上述弯曲钢管7上设置有28~30个第一喷气孔,如28个、29个或30个,相邻第一喷气孔之间的间隔为8~9mm,如8mm、8.5mm或9mm,更有利于气流对铜带1表面形成强有力的冲击力,从而尽可能地将铜带1表面的轧制油吹离铜带表面。
在本申请的一些实施例中,控制上述直形钢管10与铜带1表面之间的垂直距离为6~8mm,如优选为6mm、7mm或8mm,有助于控制气流与铜带1表面的作用力,尽可能地发挥气体的流动对铜带1表面轧制油的夹带效果。
在本申请的一些实施例中,上述直形钢管10上设置有20~22个第二喷气孔,相邻第二喷气孔之间的间隔为14~15mm。
控制以上第二喷气孔之间的间隔(如14mm、14.5mm或15mm)、第二喷气孔的数目(如20个、21个或22个),有助于气体在铜带1表面的均匀分散,从而通过气体的流动将铜带1表面的轧制油的带走,实现铜带1表面轧制油的去除。
以上孔径的第二喷气孔有助于更好地将第二喷气孔喷到铜带1表面的压力控制在0.25~0.30MPa(如0.25MPa、0.26MPa、0.27MPa、0.28MPa、0.29MPa或0.30MPa),风量控制为25±1m3/h(如24m3/h、24.5m3/h、25m3/h、25.5m3/h或26m3/h),从而更好地发挥气流对铜带1表面轧制油的去除效果。
在本申请的一种实施例中,上述第一气吹设备3与3M挤干辊2之间的水平距离为29~30cm。
优选的以上第一气吹设备3与3M挤干辊2之间的水平距离(如29cm、29.5cm或30cm),有助于将3M挤干辊2从铜带1上挤出的轧制油尽可能地在第一时间吹离铜带1的表面,降低被挤出的轧制油与铜带1的接触时间,从而尽可能地降低被挤出的轧制油再次被铜带吸附的几率,进而提高除油效果。
在本申请的一种实施例中,上述第一喷气孔与第二喷气孔的轴向截面均为梯形,第一喷气孔与第二喷气孔的径向截面均为圆形。
上述形状的第一喷气孔的结构较为规整和一致,更有助于将3M挤干辊2挤干之后的铜带1表面上的轧制油进行强力、均匀地吹扫,从而尽可能地将铜带1表面上的轧制油吹离铜带1的表面,并提高铜带1上残留轧制油的分散性,而第二喷气孔的统一结构有助于使第一吹扫之后的铜带1表面上的轧制油进行均匀地挥发,从而提高铜带1表面上轧制油的整体清除效果。
在本申请的一种实施例中,上述第一移动板6与第一固定板5的两端、第二移动板9与第二固定板8的两端各自独立地通过可伸缩部件固定,可伸缩部件为可伸缩螺栓。
通过以上设计,使得第一喷气孔与第二喷气孔各自与铜带1之间的距离可以灵活调整,从而更好地适应工艺的进程进行调节和把控,其中,可伸缩部件还可以是其它可替代可伸缩螺栓的相同或相似部件,在此不再赘述。
在本申请的一种实施例中,上述除油装置还包括气体加热设备,气体加热设备与直形钢管10相连,用于为直形钢管10提供热气流。
利用气体加热设备对气体进行加热处理,优选控制加热处理后气体的温度为50~60℃,从而使得从第二喷气孔喷出的气体具有一定的热量,利用该热气流有助于加速第一吹扫之后的铜带1表面上的轧制油的挥发。进一步地,优选气体加热设备为小型压缩空气加热器,该小型压缩空气加热器具有气体储罐,同时配备有对其中储存气体的温度进行控制的控温旋钮、温度表,以及具有电源接口,通过电连接为加热气体提供能量。
此外,将铜带1的运行速度由现有技术常规的300~320m/min降低为260~280m/min(如260m/min、270m/min或280m/min),从而更有助于发挥以上除油的效果,降低下卷后铜带1表面的残油量。
以下将结合实施例,进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
称取、配料后依次通过水平连铸步骤、铣面步骤、粗轧步骤、厚剪步骤、中间退火步骤、精轧步骤、铜带厚洗步骤、成品退火步骤、铜带薄洗步骤、成品分切、成品检测、成品包装,得到氩弧焊不冒烟铜带。
水平连铸:水平连铸工序的作用是将优质A级阴极铜在1145℃~1180℃温度范围内通过电解法进行熔炼成17mm*445mm(厚度*宽度)规格铸坯。
铣面:水平连铸铸坯经上下双面铣,铣削量控制在0.4~0.85mm范围内,铣去带坯表皮的缺陷,为冷轧提供良好的带坯。
粗轧:铜带粗轧工序的作用是将铣面后的铜带进行厚度方向的轧制,经过9~10道次的冷轧,将厚度由原来的17mm降低到0.7mm或0.5mm中间料。
厚剪:厚剪工序的主要作用是将粗轧后的铜带进行剪边处理,去除铜带两边的铸造以及轧制裂口缺陷,宽度由445mm修剪为425mm。
中间退火:铜卷经过冷轧后,使材料产生加工硬化,需要经钟罩式保护气体退火炉中间退火,消除冷轧时产生之加工硬化,恢复金属塑性,以便继续进行冷轧加工,将带材厚度继续减薄,所以要经过中间退火工序。
精轧:中间退火后的中间料,再经四辊精轧机直接轧到成品厚度的过程,最后一道精轧制中依次进行气吹除油步骤(第一吹扫和第二吹扫);其中,铜带的运行速度为280m/min,第一吹扫的压力为0.4MPa,第一吹扫的风量为15m3/h,第二吹扫的压力为0.25MPa,第二吹扫的风量为25m3/h,第二吹扫的气流温度为60℃,具体地利用尖角细孔加压气吹装置对铜带表面吹扫,降低铜带表面与轧制油的结合力,整个精轧步骤中,轧制油的粘度控制在6.0mm2/s。
边部吸油处理:对精轧下卷后的铜卷两侧边部的残油用容量为30L、功率为1400W、真空度为20KPA和吸力为19000Pa的干湿两用吸尘器进行抽吸,通过湿用功能对轧制油进行吸除,减少铜卷含油量。
厚带清洗:主要是采用清洗液对精轧下卷后的铜带表面的轧制油进行清洗后干燥,具体地,采用喷嘴将清洗液喷洒至铜带表面,同时采用清洗刷刷扫铜带表面;喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向相反,清洗刷和铜带表面的接触点与喷嘴喷洒的喷液点重合。其中,干燥辊的规格为φ180mm*600mm的3M挤干辊,清洗液包括固态脱脂剂K601与CM-082,固态脱脂剂K601的质量浓度为3wt%。
成品退火:氮气氛围中,将温度控制在320℃,保温时间为3h,保温阶段将氮气的流速增大20%,以控制产品状态(性能),保持性能均匀,消除应力不匀,消除铜带表面粘结,保证带材平整,达到需要的性能状态。
铜带薄洗:采用脱脂液对成品退火后的铜带表面的残油进行脱脂清洗,清洗液包括碱性液态脱脂剂K803与K610,碱性液态脱脂剂K803的质量浓度为5wt%,同时经过酸洗去除铜带表面的氧化斑,最后经过钝化液对铜带表面进行钝化处理,提高铜带的抗氧化性能。
铜带薄剪:将经过成品薄带清洗后铜带按照客户的宽度进行分切,生产出符合出客户要求的成品铜带。
实施例2
与实施例1的区别在于,0.25MPa下进行一步气吹除油步骤。
实施例3
与实施例1的区别在于,第一吹扫的压力为0.45MPa,第二吹扫的压力为0.30MPa。
实施例4
与实施例1的区别在于,第一吹扫的压力为0.20MPa,第二吹扫的压力为0.10MPa。
实施例5
与实施例1的区别在于,精轧步骤中,轧制油的粘度控制在7.0mm2/s。
实施例6
与实施例1的区别在于,精轧步骤中,轧制油的粘度控制在5.0mm2/s。
实施例7
与实施例1的区别在于,精轧步骤中,轧制油的粘度控制在8.0mm2/s。
实施例8
与实施例1的区别在于,不进行边部吸油处理。
实施例9
与实施例1的区别在于,边部吸油处理步骤中,对精轧下卷后的铜卷两侧边部的残油用容量为35L、功率为1450W、真空度为22KPA和吸力为20000Pa的干湿两用吸尘器进行抽吸,通过湿用功能对轧制油进行吸除,减少铜卷含油量。
实施例10
与实施例1的区别在于,铜带厚洗步骤中,采用普通挤干辊,其材质为橡胶质,型号为A01,规格为φ1800mm*600mm。
实施例11
与实施例1的区别在于,铜带厚洗步骤中,清洗液中固态脱脂剂的质量浓度为2wt%。
实施例12
与实施例1的区别在于,铜带厚洗步骤中,清洗液中固态脱脂剂的质量浓度为4wt%。
实施例13
与实施例1的区别在于,铜带厚洗步骤中,清洗液中固态脱脂剂的质量浓度为1wt%。
实施例14
与实施例1的区别在于,铜带厚洗步骤中,喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向一致,喷嘴喷洒的喷液径向清洗刷表面侧偏近5°。
实施例15
与实施例1的区别在于,铜带厚洗步骤中,喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向一致,喷嘴喷洒的喷液径向清洗刷表面侧偏近10°。
实施例16
与实施例1的区别在于,铜带厚洗步骤中,喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向一致,喷嘴喷洒的喷液径向清洗刷表面侧偏近0°。
实施例17
与实施例1的区别在于,铜带厚洗步骤中,喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向一致,喷嘴喷洒的喷液径向清洗刷表面侧偏近15°。
实施例18
与实施例1的区别在于,成品退火的温度控制在350℃,保温时间为3h。
实施例19
与实施例1的区别在于,保温阶段将氮气的流速增大21%。
实施例20
与实施例1的区别在于,保温阶段将氮气的流速增大10%。
实施例21
与实施例1的区别在于,保温阶段将氮气的流速不变。
实施例22
与实施例1的区别在于,铜带薄洗步骤中,清洗液中固态脱脂剂的质量浓度为4wt%。
实施例23
与实施例1的区别在于,铜带薄洗步骤中,清洗液中固态脱脂剂的质量浓度为6wt%。
实施例24
与实施例1的区别在于,铜带薄洗步骤中,清洗液中固态脱脂剂的质量浓度为2wt%。
实施例25
与实施例1的区别在于,铜带的运行速度为300m/min。
实施例26
与实施例1的区别在于,第二吹扫的气流温度为40℃。
实施例27
称取、配料后依次通过水平连铸步骤、铣面步骤、粗轧步骤、厚剪步骤、中间退火步骤、精轧步骤、铜带厚洗步骤、成品退火步骤、铜带薄洗步骤、成品分切、成品检测、成品包装,得到氩弧焊不冒烟铜带。
水平连铸:水平连铸工序的作用是将优质A级阴极铜在1145℃~1180℃温度范围内通过电解法进行熔炼成17mm*445mm(厚度*宽度)规格铸坯。
铣面:水平连铸铸坯经上下双面铣,铣削量控制在0.4~0.85mm范围内,铣去带坯表皮的缺陷,为冷轧提供良好的带坯。
粗轧:铜带粗轧工序的作用是将铣面后的铜带进行厚度方向的轧制,经过9~10道次的冷轧,将厚度由原来的17mm降低到0.7mm或0.5mm中间料。
厚剪:厚剪工序的主要作用是将粗轧后的铜带进行剪边处理,去除铜带两边的铸造以及轧制裂口缺陷,宽度由445mm修剪为425mm。
中间退火:铜卷经过冷轧后,使材料产生加工硬化,需要经钟罩式保护气体退火炉中间退火,消除冷轧时产生之加工硬化,恢复金属塑性,以便继续进行冷轧加工,将带材厚度继续减薄,所以,要经过中间退火工序。
精轧:中间退火后的中间料,再经四辊精轧机直接轧到成品厚度的过程,最后一道精轧制中按照图1所示装置依次进行3M挤干辊和气吹除油步骤(第一吹扫和第二吹扫);
最后一道精轧制中除油的部分装置如图1所示,该除油装置包括下底座,沿着铜带1(运行速度为280m/min)运行方向依次设置有3M挤干辊2、第一气吹设备3和第二气吹设备4。
其中,3M挤干辊2具有上下两辊,固定于下底座上,上下两辊之间具有供铜带1穿过的缝隙,3M挤干辊2用于挤出铜带1上的轧制油;第一气吹设备3用于对3M挤干辊2挤干之后的铜带1表面上的轧制油进行第一吹扫,第一吹扫的压力控制在0.45MPa,风量控制为15m3/h,第一气吹设备3与3M挤干辊2之间的水平距离为30cm。第一气吹设备3包括第一固定板5、第一移动板6和弯曲钢管7,第一固定板5固定于下底座上,第一移动板6与第一固定板5相对设置,且第一移动板6相对于第一固定板5之间通过可伸缩螺栓固定,弯曲钢管7的两端固定于第一移动板6的背向3M挤干辊2的侧面上,弯曲钢管7与铜带1表面之间的最小垂直距离为10mm,弯曲钢管7间隔设置有30朝向铜带1的第一喷气孔,相邻第一喷气孔之间的间隔为9mm,第一喷气孔的轴向截面为梯形,第一喷气孔的径向截面为圆形,第一喷气孔沿第一喷气孔轴向,第一喷气孔的孔径由内向外,从向逐渐减小,第一喷气孔的轴向与铜带1运行方向之间的夹角为2~6°,且夹角由弯曲钢管7的中间向两端逐渐增加。
第二气吹设备4用于对第一吹扫之后的铜带1表面上的轧制油进行第二吹扫,第二吹扫的压力控制在0.25MPa,风量控制为25m3/h。第二气吹设备4包括第二固定板8、第二移动板9和直形钢管10,第二固定板8固定于下底座上,第二移动板9与第二固定板8相对设置,且第二移动板9相对于第二固定板8之间的距离可调节,直形钢管10的两端固定于第二移动板9的背向3M挤干辊2的侧面上,直形钢管10与铜带1表面之间的垂直距离为8mm。直形钢管10与小型压缩空气加热器连接,使得第二喷气孔出来的气流温度为60℃。直形钢管10间隔设置有22朝向铜带1的第二喷气孔,相邻第二喷气孔之间的间隔为15mm,第二喷气孔的轴向截面为梯形,第二喷气孔的径向截面为圆形,第二喷气孔沿第二喷气孔轴向,其孔径由内向外从向逐渐增加。
第一气吹设备3与第二气吹设备4之间的水平距离为20cm。
整个精轧步骤中,轧制油的粘度控制在6.0mm2/s。
边部吸油处理:对精轧下卷后的铜卷两侧边部的残油用容量为30L、功率为1400W、真空度为20KPA和吸力为19000Pa的干湿两用吸尘器进行抽吸,通过湿用功能对轧制油进行吸除,减少铜卷含油量。
厚带清洗:主要是采用清洗液对精轧下卷后的铜带表面的轧制油进行清洗后干燥,具体地,采用喷嘴将清洗液喷洒至铜带表面,同时采用清洗刷刷扫铜带表面;喷嘴喷洒清洗液的方向与清洗刷的转动方向相反,清洗刷和铜带表面的接触点与喷嘴喷洒的喷液点重合。其中,干燥辊的规格为的3M挤干辊,清洗液包括固态脱脂剂K601与CM-082,固态脱脂剂K601的质量浓度为3wt%。
成品退火:氮气氛围中,将温度控制在320℃,保温时间为3h,保温阶段将氮气的流速增大20%,以控制产品状态(性能),保持性能均匀,消除应力不匀,消除铜带表面粘结,保证带材平整,达到需要的性能状态。
铜带薄洗:采用脱脂液对成品退火后的铜带表面的残油进行脱脂清洗,清洗液包括碱性液态脱脂剂K803与K610,碱性液态脱脂剂K803的质量浓度为5wt%,同时经过酸洗去除铜带表面的氧化斑,最后经过钝化液对铜带表面进行钝化处理,提高铜带的抗氧化性能。
铜带薄剪:将经过成品薄带清洗后铜带按照客户的宽度进行分切,生产出符合出客户要求的成品铜带。
实施例28
与实施例27的区别在于,第一喷气孔的轴向与铜带1运行方向之间的夹角为1~3°。
实施例29
与实施例27的区别在于,弯曲钢管7与铜带1表面之间的最小垂直距离为12mm。
实施例30
与实施例27的区别在于,第一气吹设备3与第二气吹设备4之间的水平距离为22cm。
实施例31
与实施例27的区别在于,弯曲钢管7上设置有28个第一喷气孔,相邻第一喷气孔之间的间隔为8mm。
实施例32
与实施例27的区别在于,直形钢管10与铜带1表面之间的垂直距离为10mm。
实施例33
与实施例27的区别在于,直形钢管10上设置有20个第二喷气孔,相邻第二喷气孔之间的间隔为14mm。
实施例34
与实施例27的区别在于,第一气吹设备3与3M挤干辊2之间的水平距离为32cm。
对比例1
与实施例1的区别在于,精轧步骤中不进行气吹除油步骤。
对比例2
与实施例27的区别在于,第一气吹设备3中,用直形钢管(第一喷气孔的轴向与铜带1运行方向之间的夹角为0°)代替弯曲钢管7。
对比例3
与实施例27的区别在于,无第二气吹设备4。
采用30号达因笔、在室温条件下对实施例1至34、对比例1至3所得最终的铜带表面的残油量进行测试,根据铜带出现轻微收缩的时间判定铜带表面的残油量,并将测试结果列于表1。
表1
实施例1至34、对比例1至3所得最终的铜带进行射频电缆生产焊接,发现,实施例1至34的铜带均不会出现冒烟现象,且在后续轧纹过程中不会导致开裂的发生,最终得到合格的射频线缆。对比例1至3的铜带则出现严重的冒烟现象,且在后续轧纹过程中导致开裂的发生,无法进行射频线缆的生产。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
精轧步骤中轧制油的粘度较大,铜带与轧制油的粘合力较强,本申请通过在精轧步骤中增加气吹除油步骤,利用以上压强条件下的强力吹扫效果将铜带表面残油量进行极力去除,使得精轧下卷后铜卷残油量较小,从而经过简单的铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤后所得铜带表面的残油量非常小,进而一方面提高了铜带表面的洁净度,稳定了焊接成型过程,避免跳开焊现象,射频电缆生产焊接过程中不会出现冒烟现象,且在后续轧纹过程中不会导致开裂的发生,提高了射频铜带成材率,最终得到合格的射频线缆。另一方面降低了铜带厚洗步骤和铜带薄洗步骤所用清洗液的消耗量,降低了成本。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氩弧焊不冒烟铜带的生产工艺,包括:水平连铸步骤、铣面步骤、粗轧步骤、厚剪步骤、中间退火步骤、精轧步骤、铜带厚洗步骤、成品退火步骤以及铜带薄洗步骤,其特征在于,在所述精轧步骤中包括气吹除油步骤,所述气吹除油步骤包括在0.25~0.45MPa的条件下对所述精轧步骤所得铜带表面进行吹扫。
2.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,在所述精轧步骤中的最后一道精轧制中进行所述气吹除油步骤,优选所述铜带的运行速度为260~280m/min,优选所述气吹除油步骤包括第一吹扫和第二吹扫,其中,所述第一吹扫的压力为0.4~0.45MPa,优选所述第一吹扫的风量为15±1m3/h,优选所述第二吹扫的压力为0.25~0.30MPa,优选所述第二吹扫的风量为25±1m3/h,优选所述第二吹扫的气流温度为50~60℃。
3.根据权利要求1或2所述的生产工艺,其特征在于,在所述精轧步骤中,轧制油的粘度控制在5.0~7.0mm2/s之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的生产工艺,其特征在于,对所述精轧步骤并下卷后的铜卷两侧边部的残油进行抽吸处理,优选采用干湿两用吸尘器进行所述抽吸处理,优选控制所述干湿两用吸尘器的容量为30~35L,优选所述干湿两用吸尘器的功率为1400~1450W,优选所述干湿两用吸尘器的真空度为20~22KPa,优选所述干湿两用吸尘器的吸力为19000~20000Pa。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的生产工艺,其特征在于,所述铜带厚洗步骤中,所用清洗液中添加固态脱脂剂,优选所述固态脱脂剂为固态脱脂剂K601和/或CM-082,优选控制所述清洗液中所述固态脱脂剂的质量浓度为2~4wt%。
7.根据权利要求6所述的生产工艺,其特征在于,所述铜带厚洗步骤中,采用喷嘴喷洒将所述清洗液喷洒至铜带表面,同时采用清洗刷刷扫铜带表面;当喷嘴喷洒所述清洗液的方向与所述清洗刷的转动方向相反时,所述清洗刷和铜带表面的接触点与所述喷嘴喷洒的喷液点重合;当喷嘴喷洒所述清洗液的方向与所述清洗刷的转动方向一致时,喷嘴喷洒的喷液径向清洗刷表面侧偏5~10°。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的生产工艺,其特征在于,在保护性气体中进行所述成品退火步骤,所述保护性气体为惰性气体或氮气,优选为氮气,将所述成品退火步骤的温度控制在300~350℃,保温阶段将所述氮气的流速增大18~22%。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的生产工艺,其特征在于,所述铜带薄洗步骤中,所用脱脂液中添加液态脱脂剂,优选所述液态脱脂剂为碱性液态脱脂剂K803和/或K610,优选控制所述脱脂液中所述液态脱脂剂的质量浓度为4~6wt%。
10.一种氩弧焊不冒烟铜带,其特征在于,所述氩弧焊不冒烟铜带由权利要求1至9中任一项所述生产工艺制备得到。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202310403432.6A CN116422713A (zh) | 2023-04-14 | 2023-04-14 | 氩弧焊不冒烟铜带及其生产工艺 |
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CN202310403432.6A CN116422713A (zh) | 2023-04-14 | 2023-04-14 | 氩弧焊不冒烟铜带及其生产工艺 |
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CN202310403432.6A Pending CN116422713A (zh) | 2023-04-14 | 2023-04-14 | 氩弧焊不冒烟铜带及其生产工艺 |
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CN (1) | CN116422713A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118403909A (zh) * | 2024-07-02 | 2024-07-30 | 安徽恒均粉末冶金科技股份有限公司 | 一种用于镍带轧制的辅助设备 |
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2023
- 2023-04-14 CN CN202310403432.6A patent/CN116422713A/zh active Pending
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