專利名稱：一種硅青銅焊絲及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶金和加工領(lǐng)域，具體涉及焊絲的制備方法。
背景技術(shù)：
硅青銅焊絲國內(nèi)外市場具有大量的需求，特別是在汽車、軍工、化工、船舶等領(lǐng)域具有廣泛用途。長期以來國內(nèi)外生產(chǎn)硅青銅焊絲的企業(yè)都是采用水平連鑄工藝生產(chǎn)焊絲線坯，采用此種方法生產(chǎn)的線坯具有規(guī)格大、效率低、能耗大、生產(chǎn)周期長、雜質(zhì)含量高、線坯表面易氧化和內(nèi)部組織不均勻，組織粗大容易發(fā)生缺陷，不利于后續(xù)焊絲的拉拔生產(chǎn)等缺點(diǎn)，且在焊絲后續(xù)拉拔過程中會進(jìn)行多次退火，浪費(fèi)了能源，而且生產(chǎn)的效率也不高。所生產(chǎn)的焊絲表面質(zhì)量差，焊接過程中送絲不夠順暢，由于焊絲雜質(zhì)含量較高，熔池流動(dòng)性和浸潤性較差，容易造成焊縫開裂，出現(xiàn)未熔合和未焊透等焊接缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種硅青銅焊絲及其制備方法，焊絲線坯的生產(chǎn)效率更高，且生產(chǎn)的線坯質(zhì)量高，線坯加工性能佳，同時(shí)生產(chǎn)的硅青銅氣體保護(hù)焊絲，雜質(zhì)含量低，在焊接過程中性能良好。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種硅青銅焊絲，所述焊絲其組分及其重量百分比為
Zn 0. 009% O. 050%, Sn 0. 0005% O. 30% (優(yōu)選 O. 007% O. 13%), Fe 0. 01% O. 10%, Mn :0. 90% I. 20%, Si :1. 50% 3. 09%, Al :0. 001% O. 005%, Pb :0. 0005% O. 005%, P 0. 001% O. 005%，余量為 Cu。焊絲中Sn、Al、Pb、P等雜質(zhì)元素更低含量，能夠使焊絲線坯具有優(yōu)良的力學(xué)性能，保證焊絲線坯后續(xù)拉拔順暢，使生產(chǎn)出的成品焊絲焊接過程電弧穩(wěn)定，焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)良。另外，通過控制焊絲線坯中Si含量，可以提高焊接接頭的耐腐蝕性能。作為優(yōu)選方式，所述焊絲其組分及其重量百分比為
Zn :0. 02%, Sn :0. 007%, Fe :0. 05%, Mn :1. 01%, Si :2. 90%, Al :0. 003%, Pb :0. 002%, P
O.001%，余量為 Cu。在上述方案中，通過控制硅的含量，限制Zn、Sn、Fe、Al、Pb、P等元素的含量，可以提高焊絲線坯的內(nèi)在質(zhì)量，保證后續(xù)生產(chǎn)的焊絲具有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。一種前述硅青銅焊絲的制備方法，依次包括以下步驟
O按比例配料，上引連鑄制作焊絲線坯；
2)焊絲線坯750±20°CX3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫；
3)焊絲線坯冷軋；
4)焊絲線坯750±20°CX3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至
室溫；5)酸洗、拉拔；
6)后處理至成品。所述上引連鑄工藝，具體為利用浸入負(fù)壓將硅青銅金屬液吸入結(jié)晶器，并在結(jié)晶器內(nèi)經(jīng)過一次冷卻，再進(jìn)入二次冷卻器進(jìn)行冷卻，鑄桿引出入經(jīng)收線機(jī)卷繞成卷，然后繼續(xù)拉伸加工。上述方案中，通過上引連鑄工藝，使生產(chǎn)出來的硅青銅線坯具有優(yōu)良的焊絲表面，表面沒有被氧化，雜質(zhì)氧含量極低，通過金相和化學(xué)成分分析，內(nèi)部組織均勻細(xì)小，化學(xué)成分穩(wěn)定，線坯具有優(yōu)良的力學(xué)性能，特別是塑韌性優(yōu)良，為線坯的后續(xù)拉拔減輕了難度，極大地降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率；同時(shí)，配合上引連鑄工藝，進(jìn)一步拋棄目前通常的擠壓工藝，而采用冷軋工藝，使其質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)還進(jìn)一步縮短了生產(chǎn)時(shí)間，降低了能耗；由于采用上引連鑄+冷軋工藝，只需采用兩步退火即可，更進(jìn)一步降低了能耗，提高了效率；特定的退火、冷卻溫度、時(shí)間，配合上引連鑄+冷軋工藝，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。三者的有機(jī)結(jié)合，使得本方法制備的硅青銅氣體保護(hù)焊絲具有優(yōu)良的焊絲表面，在焊接過程中送絲順暢，熔池 流動(dòng)性和浸潤性優(yōu)良，焊縫不開裂，力學(xué)性能好。作為優(yōu)選方式，所述(5)步中，多次拉拔，拉拔過程中還進(jìn)行退火、酸洗。上述方案中，拉拔過程中根據(jù)焊絲的強(qiáng)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚?，以進(jìn)一步提高質(zhì)量。作為優(yōu)選方式，所述(2)步中，焊絲線坯收線成卷后再進(jìn)行退火。作為優(yōu)選方式，所述(6)步中，后處理依次包括光亮化處理、定徑和收線成卷。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明方法通過采用上引連鑄工藝生產(chǎn)焊絲線坯，并通過冷軋工藝對線坯進(jìn)行軋制，而不采用通常的擠壓工藝，極大的提高了生產(chǎn)焊絲線坯的效率，且生產(chǎn)的線坯表面光滑，不會被氧化，雜質(zhì)氧含量極低，通過金相和化學(xué)成分分析，內(nèi)部組織均勻，化學(xué)成分穩(wěn)定，雜質(zhì)元素含量低，線坯具有優(yōu)良的力學(xué)性能，降低了能耗，為線坯的后續(xù)拉拔減輕了難度，同時(shí)生產(chǎn)的硅青銅氣體保護(hù)焊絲在焊接過程中送絲順暢，熔池流動(dòng)性和浸潤性優(yōu)良，焊縫不開裂，力學(xué)性能好。采用此種方法及其特定配方生產(chǎn)的硅青銅TIG焊絲和MIG焊絲，兩者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)最佳的加工工藝性及產(chǎn)品性能，成品焊絲表面光亮，無劃傷、毛刺、凹陷、色差等缺陷，焊接過程中送絲穩(wěn)定，熔池的銅水流動(dòng)性和浸潤性極佳，焊接工藝性能好，機(jī)械性能優(yōu)良，適合銅錫合金鑄件的補(bǔ)焊，銅合金與鋼材的連接焊和釬焊，能廣泛適用于汽車、壓力容器、軍工、船舶、航空航天、工程機(jī)械等各行各業(yè)。
具體實(shí)施例方式下列非限制性實(shí)施例用于說明本發(fā)明。實(shí)施例I :
以生產(chǎn)GB/T 9460-2008《銅及銅合金焊絲》標(biāo)準(zhǔn)中的硅青銅焊絲SCu 6511為例，以一爐熔煉I噸計(jì)算，焊絲線坯化學(xué)成分按Zn :0. 010%, Sn :0. 13%, Fe :0. 01%, Mn :0. 90%, Si
I.75%，Al :0. 001%, Pb :0. 0005%, P :0. 001%，余量為Cu進(jìn)行配料，確定需要添加的原材料種類和比例，依次加入到熔煉爐，然后加入木炭覆蓋，原材料熔化后攪拌均勻，再進(jìn)行爐前取樣化驗(yàn)分析，化驗(yàn)結(jié)果必須達(dá)到GB/T 9460-2008中硅青銅焊絲SCu 6560的化學(xué)成分要求。化驗(yàn)合格后升溫對熔液進(jìn)行除渣，然后將熔液倒入保溫爐內(nèi)保溫和精煉，再進(jìn)行除渣，并用木炭覆蓋熔液，保溫爐內(nèi)的熔液溫度應(yīng)控制在1020°C 1150°C之間，然后通過金屬結(jié)晶器和牽引裝置對其硅青銅焊絲線坯進(jìn)行上引連鑄，得到的焊絲線坯直徑為Φ 12mm，再將牽引的焊絲線坯進(jìn)行收線成卷。將收線成卷的焊絲線坯進(jìn)行750±20°C X3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，然后進(jìn)入Y型冷軋機(jī)進(jìn)行軋制，軋制后的焊絲線坯直徑為Φ 5. Omm，經(jīng)過軋制的焊絲線坯也需要進(jìn)行750 ±20°C X7±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，以降低強(qiáng)度，提高材料的塑韌性，便于后續(xù)拉拔。軋制退火后的焊絲可以生產(chǎn)不同規(guī)格的硅青銅氣體保護(hù)焊絲，以兩種典型的焊絲規(guī)格為例。A、生產(chǎn)直徑為Φ 3. (tom的TIG焊絲
將軋制退火后直徑為Φ5. Omm焊絲線坯進(jìn)行酸洗，去除線坯表面的油污和氧化物，然后通過多頭拉絲機(jī)一次性將焊絲拉拔到Φ3. 0mm，其最后一道模具之前有一道光亮化處理步驟，其配模路線為Φ5. 0mm— Φ4. 40mm— Φ 3. 90mm — Φ 3. 5mm —焊絲光亮化處理 —Φ3. 0mm—收線成卷，將收線成卷的焊絲通過TIG焊絲切絲機(jī)進(jìn)行校直切斷，通過打碼機(jī)打上焊絲牌號，然后再清洗一次，最后檢驗(yàn)包裝。B、生產(chǎn)直徑為Φ I. 2mm的MIG焊絲
將軋制退火后直徑為Φ5. Omm焊絲線坯進(jìn)行酸洗，去除線坯表面的油污和氧化物，然后通過多頭拉絲機(jī)和水箱拉絲機(jī)將焊絲拉拔到Φ1. 18mm，焊絲線坯在進(jìn)水箱之前進(jìn)行一道光亮化處理步驟，其配模路線為Φ5·0πιπι— Φ4. 40mm— Φ 3.90mm— Φ 3. 50mm— Φ3· IOmm—退火(75(TC X3h)—酸洗—Φ 2. 75mm— Φ 2. 45mm — Φ 2. 20mm —退火(75(TC X3h)—酸洗—進(jìn)入水箱拉絲機(jī)光亮化處理—Φ 2. 02mm— Φ I. 75mm— Φ I. 61mm— Φ I. 39mm— Φ I. 28mm— Φ I. 18mm —收線成卷,將收線成卷的焊絲通過MIG焊絲層繞機(jī)進(jìn)行分卷層繞,貼上焊絲牌號，進(jìn)行檢驗(yàn)包裝。實(shí)施例2
以生產(chǎn)GB/T 9460-2008《銅及銅合金焊絲》標(biāo)準(zhǔn)中的硅青銅焊絲SCu 6560為例，以一爐熔煉I噸計(jì)算，焊絲線坯化學(xué)成分按Zn :0. 050%, Sn :0. 05%, Fe :0. 10%, Mn :1. 20%, Si
3.08%，Al :0. 005%, Pb :0. 005%, P :0. 005%，余量為Cu進(jìn)行配料，，確定需要添加的原材料種類和比例，依次加入到熔煉爐，然后加入木炭覆蓋，原材料熔化后攪拌均勻，再進(jìn)行爐前取樣化驗(yàn)分析，化驗(yàn)結(jié)果必須達(dá)到GB/T 9460-2008中硅青銅焊絲SCu 6560的化學(xué)成分要求。化驗(yàn)合格后升溫對熔液進(jìn)行除渣，然后將熔液倒入保溫爐內(nèi)保溫和精煉，再進(jìn)行除渣，并用木炭覆蓋熔液，保溫爐內(nèi)的熔液溫度應(yīng)控制在1020°C 1150°C之間，然后通過金屬結(jié)晶器和牽引裝置對其硅青銅焊絲線坯進(jìn)行上引連鑄，得到的焊絲線坯直徑為Φ 12mm，再將牽引的焊絲線坯進(jìn)行收線成卷。將收線成卷的焊絲線坯進(jìn)行750±20°C X3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，然后進(jìn)入Y型冷軋機(jī)進(jìn)行軋制，軋制后的焊絲線坯直徑為Φ5.0πιπι，經(jīng)過軋制的焊絲線坯也需要進(jìn)行750±20°C X 7± Ih的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，以降低強(qiáng)度，提高材料的塑韌性，便于后續(xù)拉拔。其他同實(shí)施例I。實(shí)施例3:
以生產(chǎn)GB/T 9460-2008《銅及銅合金焊絲》標(biāo)準(zhǔn)中的硅青銅焊絲SCu 6560為例，以一爐熔煉I噸計(jì)算，焊絲線坯化學(xué)成分按Zn :0. 02%, Sn :0. 007%, Fe :0. 05%, Mn :1. 01%, Si
2.90%, Al 0. 003%, Pb :0. 002%, P :0. 001%，余量為Cu進(jìn)行配料，確定需要添加的原材料種類和比例，依次加入到熔煉爐，然后加入木炭覆蓋，原材料熔化后攪拌均勻，再進(jìn)行爐前取樣化驗(yàn)分析，化驗(yàn)結(jié)果必須達(dá)到GB/T 9460-2008中硅青銅焊絲SCu 6560的化學(xué)成分要求。化驗(yàn)合格后升溫對熔液進(jìn)行除渣，然后將熔液倒入保溫爐內(nèi)保溫和精煉，再進(jìn)行除渣，并用木炭覆蓋熔液，保溫爐內(nèi)的熔液溫度應(yīng)控制在1020°C 1150°C之間，然后通過金屬結(jié)晶器和牽引裝置對其硅青銅焊絲線坯進(jìn)行上引連鑄，得到的焊絲線坯直徑為Φ 12mm，再將牽引的焊絲線坯進(jìn)行收線成卷。將收線成卷的焊絲線坯進(jìn)行750±20°C X3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，然后進(jìn)入Y型冷軋機(jī)進(jìn)行軋制，軋制后的焊絲線坯直徑為Φ 5. 0mm，經(jīng)過軋制的焊絲線坯也需要進(jìn)行750 ±20°C X7±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，以降低強(qiáng)度，提高材料的塑韌性，便于后續(xù)拉拔。其他同實(shí)施例I。 實(shí)施例4
權(quán)利要求
1.一種硅青銅焊絲，其特征在于所述焊絲其組分及其重量百分比為Zn :0. 009% O. 050%, Sn :0. 0005% O. 30%, Fe :0. 01% O. 10%, Mn :0. 90% I. 20%,Si 1. 50% 3. 09%, Al 0. 001% O. 005%, Pb 0. 0005% O. 005%, P 0. 001% O. 005%，余量為Cu。
2.如權(quán)利要求I所述的硅青銅焊絲，其特征在于所述焊絲其組分及其重量百分比為Zn :0. 02%, Sn :0. 007%, Fe :0. 05%, Mn :1. 01%, Si :2. 90%, Al :0. 003%, Pb :0. 002%, P O. 001%，余量為 Cu。
3.—種如權(quán)利要求I或2所述的硅青銅焊絲的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟 O按比例配料，上引連鑄制作焊絲線坯； 2)焊絲線坯750±20°CX3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫； 3)焊絲線坯冷軋； 4)焊絲線坯750±20°CX3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫； 5)酸洗、拉拔； 6)后處理至成品。
4.如權(quán)利要求3所述的硅青銅焊絲的制備方法，其特征在于所述(5)步中，多次拉拔，拉拔過程中還進(jìn)行退火、酸洗。
5.如權(quán)利要求3所述的硅青銅焊絲的制備方法，其特征在于所述(2)步中，焊絲線坯收線成卷后再進(jìn)行退火。
6.如權(quán)利要求3所述的硅青銅焊絲的制備方法，其特征在于所述(6)步中，后處理依次包括光亮化處理、定徑和收線成卷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅青銅焊絲及其制備方法，屬于有色金屬冶金和加工領(lǐng)域，焊絲其組分Zn，Sn，F(xiàn)e，Mn，Si，Al，Pb，P，余量為Cu。制備方法依次包括以下步驟按比例配料，上引連鑄制作焊絲線坯；焊絲線坯退火處理，再冷卻，空冷至室溫；焊絲線坯冷軋；再次退火；酸洗、拉拔；后處理至成品。本發(fā)明極大的提高了生產(chǎn)焊絲線坯的效率，且生產(chǎn)的線坯表面光滑，不會被氧化，內(nèi)部組織均勻，化學(xué)成分穩(wěn)定，雜質(zhì)元素含量低，線坯具有優(yōu)良的力學(xué)性能，降低了能耗，為線坯的后續(xù)拉拔減輕了難度，同時(shí)生產(chǎn)的硅青銅氣體保護(hù)焊絲在焊接過程中送絲順暢，熔池流動(dòng)性和浸潤性優(yōu)良，焊縫不開裂，力學(xué)性能好。
文檔編號B23K35/40GK102935560SQ201210456208
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者蘭志剛, 唐良喜, 李赟豐, 王小君 申請人:四川大西洋焊接材料股份有限公司