本發(fā)明涉及有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電工用磷銅帶的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
銅在電工領(lǐng)域具有較為廣泛的應(yīng)用，可作為導(dǎo)電部件、散熱部件等。目前電工領(lǐng)域應(yīng)用比較多的為純銅，純銅雖然導(dǎo)電性能良好，但是其強(qiáng)度有限，同時(shí)，純銅在電工器件的接觸過程中容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象。
微合金化是銅材研究開發(fā)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，通過向純銅中添加少量的其它元素，提高銅材的某些性能，滿足銅材越來越廣泛的應(yīng)用。在純銅中添加其它微量元素，對(duì)銅材的導(dǎo)電性能都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，但是對(duì)于一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，如高溫環(huán)境下使用電器元件，不僅要求銅材有較高的導(dǎo)電性能，又需要較高的耐高溫溫度，良好的機(jī)械加工性能和焊接性能。因此，合理地選擇合金元素，優(yōu)化元素含量，是開發(fā)高性能銅材的關(guān)鍵。
磷銅合金具有良好的導(dǎo)電性能，不易發(fā)熱、安全同時(shí)具備很強(qiáng)的抗疲勞性，同時(shí)沖擊時(shí)不發(fā)生火花。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種電工用磷銅帶的生產(chǎn)工藝，利用該工藝生產(chǎn)的電工用磷銅帶具有氧含量低、焊接性能優(yōu)異、塑性加工性能高、導(dǎo)電性能高、表面質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，而且該工藝流程短、高效、節(jié)能。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
上引連鑄—連續(xù)擠壓—冷軋—退火—精軋—清洗鈍化—分切
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
1.上引連鑄
以高純陰極銅和20%的磷銅合金、5%的碲銅合金為原料，將高純陰極銅和20%的磷銅合金、5%的碲銅合金預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機(jī)組上引銅桿。熔煉裝置包括熔化爐和保溫爐。
進(jìn)一步設(shè)置為：結(jié)晶器出水溫度控制在30℃～34℃，熔煉爐的溫度為1180℃~1185℃，采用烘干的木碳覆蓋，保證熔煉爐的還原氣氛；木炭粒度為20mm~25mm，覆蓋厚度150mm。保溫爐的溫度為1171℃~1175℃，采用石墨磷片覆蓋，其覆蓋厚度20mm~25mm。引桿速度500mm/min，引桿直徑Ф40mm，冷卻循環(huán)出水溫度30℃～40℃。
制備的銅桿純度高、（銅+磷+碲）總含量≥99.992%、磷含量為0.015~0.020%、碲含量為0.005%、氧含量小于0.0010%、導(dǎo)電率≥90%IACS。
2.連續(xù)擠壓
以步驟1制備的銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓機(jī)組生產(chǎn)銅帶坯，連續(xù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)速為3r/min。銅帶坯的寬度為400mm，銅帶坯橫向公差小于0.02mm。
3. 冷軋
采用Ф300/600×600mm四輥冷軋機(jī)組對(duì)步驟2制備銅帶坯進(jìn)行軋制，軋制壓力≤6000KN，軋制速度≤100m/min，軋制前張力小于30KN，后張力小于50KN。軋制道次為：15mm-8mm-5mm-3mm-2mm-1.5mm-1mm。
4. 退火
采用光亮退火設(shè)備對(duì)步驟3冷軋后銅帶進(jìn)行退火，退火溫度380℃，保溫時(shí)間5h。光亮退火設(shè)備采用氫氣和氮?dú)饣旌蠚怏w作為保護(hù)氣體，其中氫氣占25%。其中升溫速度為100℃/小時(shí)，冷卻時(shí)間大于12小時(shí)，冷卻溫度小于50℃。退火后，銅帶的抗拉強(qiáng)度小于220MPa，延伸率大于50%。
5. 精軋
采用Ф200/500×600mm四輥可逆液壓冷軋機(jī)組對(duì)步驟4退火后的銅帶進(jìn)行精軋，精軋為一個(gè)道次軋制，軋制壓力≤5000KN，軋制速度≤200m/min，軋制前張力小于20KN，后張力小于30KN。軋制道次為1mm-0.9mm。軋制后銅帶的抗拉強(qiáng)度為260MPa～270 MPa，延伸率為20～25%，硬度HV為80～90。
6. 清洗鈍化
將步驟5精軋后的銅帶進(jìn)行清洗鈍化，利用20%的NaOH溶液對(duì)銅帶進(jìn)行脫脂，采用25%的硫酸溶液對(duì)銅帶進(jìn)行酸洗，采用500目的針?biāo)⒋謷伖夂?500目3M刷進(jìn)行精拋，拋光后經(jīng)70℃～80℃、0.1%～0.2%的苯丙三氮唑水溶液鈍化處理。清洗速度控制在70～80m/min，開卷張力為2～5KN，中間張力為2～3KN，卷曲張力為2～5KN。
7. 分切
步驟6清洗后的銅帶采用分切設(shè)備按照不同尺寸進(jìn)行分切。刀片間隙為0.1mm，上下刀軸的重疊量為2mm。
采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)勢(shì)：
1.采用高純陰極銅板為原料，合理優(yōu)化磷含量，磷含量為0.012~0.025%，碲含量為0.005%、（銅+磷+碲）總含量≥99.992%、氧含量小于0.0010%、導(dǎo)電率≥90%IACS，同時(shí)，添加了碲元素，提高了材料的抗電弧性能，其有益效果是滿足了電工用磷銅帶使用性能。
2.采用連續(xù)擠壓技術(shù)與冷軋技術(shù)相結(jié)合，提供了力學(xué)性能優(yōu)異的磷銅帶，有利于后續(xù)的加工。
3.本發(fā)明流程短、高效、節(jié)能。本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比節(jié)省了鑄錠加熱、熱軋、剪邊等工序，有益效果是節(jié)約能耗30%以上，成材率達(dá)到75%以上。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
實(shí)施例1
本實(shí)施例1一種電工用磷銅帶的生產(chǎn)工藝包括如下步驟：
上引連鑄—連續(xù)擠壓—冷軋—退火—精軋—清洗鈍化—分切
具體的步驟為：
1.上引連鑄
以高純陰極銅和20%的磷銅合金、5%的碲銅合金為原料，將高純陰極銅和20%的磷銅合金、5%的碲銅合金預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機(jī)組上引銅桿。熔煉裝置包括熔化爐和保溫爐。
進(jìn)一步設(shè)置為：結(jié)晶器出水溫度控制在30℃～34℃，熔煉爐的溫度為1180℃~1185℃，采用烘干的木碳覆蓋，保證熔煉爐的還原氣氛；木炭粒度為20mm~25mm，覆蓋厚度150mm。保溫爐的溫度為1171℃~1175℃，采用石墨磷片覆蓋，其覆蓋厚度20mm~25mm。
引桿速度500mm/min，引桿直徑Ф40mm，冷卻循環(huán)出水溫度30℃～40℃。
制備的銅桿純度高，（銅+磷+碲）總含量≥99.992%、磷含量為0.015~0.020%、碲含量為0.005%、氧含量小于0.0010%、導(dǎo)電率≥90%IACS。
2.連續(xù)擠壓
以步驟1制備的銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓機(jī)組生產(chǎn)銅帶坯，連續(xù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)速為3r/min。銅帶坯的寬度為400mm，銅帶坯橫向公差小于0.02mm。
3. 冷軋
采用Ф300/600×600mm四輥冷軋機(jī)組對(duì)步驟2制備銅帶坯進(jìn)行軋制，軋制壓力≤6000KN，軋制速度≤100m/min，軋制前張力小于30KN,后張力小于50KN。軋制道次為：15mm-8mm-5mm-3mm-2mm-1.5mm-1mm。
4. 退火
采用光亮退火設(shè)備對(duì)步驟3冷軋后磷銅帶進(jìn)行退火，退火溫度380℃，保溫時(shí)間5h。光亮退火設(shè)備采用氫氣和氮?dú)饣旌蠚怏w作為保護(hù)氣體，其中氫氣占25%。其中升溫速度為100℃/小時(shí)，冷卻時(shí)間大于12小時(shí)，冷卻溫度小于50℃。退火后，銅帶的抗拉強(qiáng)度小于220MPa，延伸率大于50%。
5. 精軋
采用Ф200/500×600mm四輥可逆液壓冷軋機(jī)組對(duì)步驟4退火后的銅帶進(jìn)行精軋，精軋為一個(gè)道次軋制，軋制壓力≤5000KN，軋制速度≤200m/min，軋制前張力小于20KN,后張力小于30KN。軋制道次為1mm-0.9mm。軋制后磷銅帶的抗拉強(qiáng)度為260MPa～270 MPa，延伸率為20～25%。硬度HV為80～90。
6. 清洗鈍化
將步驟5精軋后的磷銅帶進(jìn)行清洗鈍化，利用20%的NaOH溶液對(duì)磷銅帶進(jìn)行脫脂，采用25%的硫酸溶液對(duì)磷銅帶進(jìn)行酸洗，采用500目的針?biāo)⒋謷伖夂?500目3M刷進(jìn)行精拋，拋光后經(jīng)70℃～80℃、0.1%～0.2%的苯丙三氮唑水溶液鈍化處理。清洗速度控制在70～80m/min，開卷張力為2～5KN，中間張力為2～3KN，卷曲張力為2～5KN。
7. 分切
將步驟6清洗后的銅帶采用分切設(shè)備按照不同尺寸進(jìn)行分切。分切時(shí)刀片間隙為0.1mm，上下刀軸的重疊量為2mm。
性能測(cè)試及分析
通過本領(lǐng)域公知的技術(shù)對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行性能測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，得出如下結(jié)論：
磷銅帶的抗拉強(qiáng)度為260MPa～270 MPa，延伸率為20～25%。硬度HV為80～90。磷含量為0.012~0.025%，碲含量為0.005%、（銅+磷+碲）總含量≥99.992%、氧含量小于0.0010%、導(dǎo)電率≥90%IACS。
上述實(shí)施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。