專(zhuān)利名稱(chēng)：一種覆銅用絲芯4j42合金的冷拉生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膨脹合金絲材的制造方法，具體涉及一種覆銅用絲芯4J42合金的冷 拉生產(chǎn)方法，尤其是為改善覆銅用絲芯4J42合金的力學(xué)性能和晶粒組織，而采用的一種連 續(xù)盤(pán)圓冷拉加工生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
絲芯4J42合金是含Ni為41. 5% 42. 5%，余Fe的Fe_Ni系定膨脹合金，在380°C 以下其膨脹性能和陶瓷、軟玻璃相似，能與陶瓷、軟玻璃良好封接，因而是一種良好的電真 空封接材料，是制造電子管、晶體管放映泡和照明用燈泡所必須的材料。4J42合金的導(dǎo)電性較差，將4J42合金覆銅后不僅膨脹系數(shù)提高了，使其橫向的膨 脹系數(shù)與軟玻璃的基體一致，也大大改善了導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。另外，在銅層的外邊再涂上一 層與玻璃成分接近的硼酸鹽，于是與軟玻璃封接時(shí)有良好的浸滑性。膨脹合金4J42作為絲 芯棒材，在外面包上無(wú)氧銅，然后冷拔成細(xì)絲。目前國(guó)內(nèi)外4J42作為絲芯棒材覆銅有二種 生產(chǎn)方法。一種是采用4J42作為絲芯棒材通過(guò)熱涂或電鍍或在熔融的銅液中熱浸鍍等方 法，使合金絲的表面包覆上一層含量占總重量20 % 30 %的電解銅或無(wú)氧銅，覆合材料經(jīng) 拉拔退火再拉拔成細(xì)絲。用此生產(chǎn)方式，4J42芯材與電解銅(或無(wú)氧銅)二種材料間的覆 合呈無(wú)縫隙整體結(jié)合，在后續(xù)拉拔深加工中覆銅層不易產(chǎn)生破損、表層剝落、鼓起小泡等問(wèn) 題。但是，這種生產(chǎn)方式對(duì)環(huán)保有不利影響，特別是對(duì)電鍍銅廢液或銅熱浸鍍廢氣等污染物 的無(wú)公害處理提出了相當(dāng)高的環(huán)保要求。另一種是常用的生產(chǎn)方式，4J42作為絲芯棒材經(jīng)直條磨光后外套銅管拉拔。生產(chǎn) 工藝流程為熱軋盤(pán)卷一酸洗一冷拉一軟化退火一輕拉一矯直一磨光棒一外套銅管一熱拔一 切頭一焊接一冷拔半成品一退火一冷拉成品絲一氧化處理一涂硼一成品絲芯棒材外套銅管拉拔方式生產(chǎn)效率較高，對(duì)環(huán)境保護(hù)的影響也較小。我公司的 覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)也是采用這種方法。但是目前產(chǎn)品主要存在如下二方面 不足之處其一是用戶(hù)在產(chǎn)品后繼覆銅加工冷拉后出現(xiàn)銅層與絲芯變形不均勻，產(chǎn)生分層剝 落等問(wèn)題。其二是絲芯4J42合金經(jīng)矯直磨光后外套銅管，再熱拔碰頭焊接，產(chǎn)品焊接接頭 多，在后續(xù)拉拔中覆銅層變形表面易劃傷破損、鼓起小泡、斷絲等問(wèn)題，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。覆銅用絲芯4J42合金生產(chǎn)的技術(shù)方案需要進(jìn)行改進(jìn)的方面有一、改善4J42合 金表面質(zhì)量，4J42合金在高于900°C時(shí)強(qiáng)度比碳鋼還要低，熱軋時(shí)極易產(chǎn)生劃傷缺陷，微裂 紋、折疊等缺陷也比較多，盤(pán)圓經(jīng)過(guò)酸洗和拉拔變形量后，部分表面缺陷被掩蓋(絲材外觀 檢驗(yàn)還是合格的，但金相檢驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)這種缺陷的存在)，后續(xù)覆銅拉拔加工變形量很大，加工應(yīng)力易在缺陷處聚積，造成斷絲、絲芯覆銅結(jié)合處分層及表層剝落等加工質(zhì)量問(wèn)題，必須 通過(guò)必要的工藝途徑加以改善。二、必須采取盤(pán)卷連續(xù)化拉拔生產(chǎn)，提高產(chǎn)品的規(guī)格尺寸均 勻性，提高芯材的長(zhǎng)度及重量，以滿(mǎn)足用戶(hù)后續(xù)冷加工連續(xù)生產(chǎn)的需求。三、合理控制冷拉 工藝參數(shù)，以改善材料的力學(xué)性能和晶粒組織，以提高產(chǎn)品的使用加工性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，克服了傳統(tǒng)的 芯棒外套銅管焊接拉拔生產(chǎn)方法存在的產(chǎn)品后繼覆銅加工冷拉后出現(xiàn)銅層與絲芯變形不 均勻以及產(chǎn)生分層剝落，覆銅層變形表面易劃傷破損、鼓起小泡、斷絲等問(wèn)題；此外，通過(guò)調(diào) 整4J42合金芯材的冷加工工藝參數(shù)，以獲得細(xì)的晶粒組織，改善材料的力學(xué)性能。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，包括如下步驟A、對(duì)熱軋后的盤(pán)圓進(jìn)行酸洗處理；B、進(jìn)行第一次連續(xù)拉拔；C、對(duì)第一次連續(xù)拉拔 后的半成品進(jìn)行退火處理；D、對(duì)退火處理后的半成品采用盤(pán)圓剝皮以消除其表面氧化層； E、進(jìn)行第二次連續(xù)拉拔；F、進(jìn)行去皂處理，吹干后成品盤(pán)圓。優(yōu)選地，所述步驟B中，采用單道次或二道次連續(xù)拉拔。優(yōu)選地，所述步驟C中，退火溫度為810°C 850°C，保溫0. 5 1. 5h后，出爐進(jìn)行 水冷。優(yōu)選地，所述步驟D中，盤(pán)圓剝皮切削減徑量為0. 10 0. 20mm。優(yōu)選地，所述步驟E中，拉拔變形量控制在17 23%。優(yōu)選地，所述步驟F中，去皂溫度為90 105°C，去皂漂洗時(shí)間為10 40分鐘，去 皂后將產(chǎn)品浸入熱水缸至少2分鐘，吊出吹干。優(yōu)選地，所述去皂處理所采用的去皂堿煮液成分及其質(zhì)量百分比為NaOH 2. 5 5. 5% ；Na3P04 2. 5 5. 5% ；余量為水。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效 果針對(duì)原覆銅用4J42合金芯材的生產(chǎn)上存在的不足，采用盤(pán)圓剝皮改善了合金的表面質(zhì) 量；采用盤(pán)圓連續(xù)拉拔提高了覆銅用4J42合金芯材的的長(zhǎng)度，替代原有的外套銅管焊接方 法，克服了傳統(tǒng)的芯棒外套銅管焊接拉拔生產(chǎn)方法存在的不足，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率， 滿(mǎn)足了應(yīng)用要求。此外，通過(guò)調(diào)整4J42合金芯材的冷加工工藝參數(shù)，獲得了更細(xì)的晶粒組織，改善 了材料的力學(xué)性能。按照金屬學(xué)原理，細(xì)化晶粒對(duì)提高合金的綜合性能是有利的。本發(fā)明 的加工方法使合金的晶粒度達(dá)6. 0 8. 0級(jí)，拉伸強(qiáng)度為660Mpa士40Mpa，延伸率達(dá)14 17%。


圖1為使用本發(fā)明方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的晶粒組織示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
一種覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，具體步驟如下(M0mm的熱軋盤(pán)圓經(jīng)酸洗后，采用單道次拉拔(或采用二個(gè)道次連續(xù)拉拔)至 小9. 05mm士0. 15_。即可用單道次 10mm酸洗直接至拉拔 9. 05mm士0. 15mm拉拔，也可 在其中增加一個(gè)變形道次，如小10mm酸洗拉拔小9. 05mm再拉拔小9. 0mm士0. 15mm。采用后 一種方法，產(chǎn)品的晶粒組織大小會(huì)更均勻些。半成品進(jìn)行退火，退火工藝參數(shù)為830°C 士20°C、保溫0. 5 1. 5h后，快速出爐水冷。半成品退火后采用盤(pán)圓剝皮徹底消除表面氧化層，盤(pán)圓剝皮切削減徑量為 0. 10 0. 20mm，即盤(pán)圓剝皮后的絲材直徑控制在小9. 1mm 小8. 8mm之內(nèi)。然后再將成品拉拔至 8. 0mm,尺寸公差在_0. 09mm之內(nèi)，成品冷拉變形量控制在 17 23%范圍之內(nèi)。最后，進(jìn)行成品去皂處理去皂堿煮液配比溶液的質(zhì)量百分比配制為NaOH Na3P04 H20 = 4 4 92， NaOH和Na3P04的質(zhì)量百分比誤差各自控制在士 1. 50之內(nèi)。去皂缸加熱溫度為90 105°C ；去皂漂洗時(shí)間約10 40min左右。去皂后浸入熱水缸時(shí)間彡2min ；吊出吹干。本發(fā)明技術(shù)工藝改進(jìn)主要有以下兩方面(1)解決4J42材料盤(pán)重和表面質(zhì)量問(wèn)題改變4J42合金絲材冷拉工藝流程，將原生產(chǎn)工藝流程改為熱軋盤(pán)卷一酸洗一冷 拉一退火一盤(pán)圓剝皮一輕拉一去皂一絲芯成品盤(pán)圓熱軋盤(pán)圓酸洗后，采用連續(xù)拉絲機(jī)拉拔，退火后進(jìn)行盤(pán)圓剝皮，再以連續(xù)輕拉生產(chǎn) 出大盤(pán)重的絲芯成品，代替原有的盤(pán)卷冷拉、退火、輕拉、矯直磨光出成品的生產(chǎn)流程，能滿(mǎn) 足用戶(hù)后續(xù)連續(xù)加工的長(zhǎng)度及重量需求。原成品直條磨光的主要作用是去除棒材表面的氧 化皮、劃傷、折疊、麻點(diǎn)等缺陷，而現(xiàn)在采用在半成品盤(pán)圓剝皮加工起到磨光加工的同等效 果。最后采用去皂新工藝獲得光亮的絲芯成品，效果也比成品酸洗交貨要好，因?yàn)槌善啡羲?洗交貨會(huì)有少量表面鈍化層、不光潔等缺陷。(2)改善絲芯的力學(xué)性能和組織，提高產(chǎn)品的加工性能表1是用戶(hù)需求覆銅用絲芯4J42合金的技術(shù)指標(biāo)。表2給出了 4種工藝路線(xiàn)的 半成品的晶粒度及拉拔后成品絲材的力學(xué)性能及晶粒度。從表2中可見(jiàn)，經(jīng)830°C退火保溫 后，變形量增加細(xì)化了晶粒組織，成品變形量為17 23%時(shí)，絲材的力學(xué)性能與晶粒度能 同時(shí)滿(mǎn)足表1中用戶(hù)需求。
立口 廣口口尺寸公差精度重量(kg)室溫拉伸性能晶粒度(級(jí))Rm,MPaA，％用戶(hù)需求hll500-1200590-730^106.0-8.0表1產(chǎn)品的性能指標(biāo)與用戶(hù)需求覆銅用絲芯的性能指標(biāo)對(duì)比表 表2不同加工工藝所測(cè)得的試驗(yàn)結(jié)果采用本發(fā)明的改進(jìn)后獲得的有益的技術(shù)效果1)產(chǎn)品試制后，覆銅用絲芯4J42合金的尺寸公差精度達(dá)到hi 1級(jí)，表面光亮，材料 重量符合表1中的要求。2) 68. 0mm絲芯4J42合金的晶粒組織和機(jī)械性能均達(dá)到用戶(hù)需求的技術(shù)指標(biāo)水 平，如表3所示，晶粒組織均勻細(xì)小，如圖1所示。 表3絲芯4J42合金的晶粒組織及機(jī)械性能3)用該絲芯4J42合金，用戶(hù)在后續(xù)的覆銅、細(xì)絲拉拔加工過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量 問(wèn)題。本發(fā)明的具體實(shí)施例詳述如下材料的制備20tEAF+18tA0D熔煉澆鑄成2. 3t錠，初軋160X160方坯，再熱軋成 直徑為610mm的盤(pán)卷，然后進(jìn)行冷拉加工。制備材料的化學(xué)成分符合表4要求。實(shí)際生產(chǎn) 2個(gè)爐號(hào)的材料，其材料的化學(xué)成分見(jiàn)表5。制備的4J42合金材料平均膨脹系數(shù)符合表6要求。 表4合金的化學(xué)成分 表5實(shí)際制備材料的化學(xué)成分 表6合金試樣的平均膨脹系數(shù)4J42合金冷拉加工方法加工方法1 用1#材料，熱軋cMOmm大盤(pán)卷一酸洗一單道次連續(xù)拉拔至小9. 1mm—退火 (840°C 士 10°C、保溫1.5h、水冷)一盤(pán)圓剝皮至小9. Omm—連續(xù)拉拔至小8. Omm—去皂、熱 水吹干一絲芯成品盤(pán)圓加工方法2:用2#材料，熱軋cMOmm大盤(pán)卷一酸洗一單道次連續(xù)拉拔至(j58.9mm—退火 (820 V 士 10°C、保溫0. 5h、水冷)一盤(pán)圓剝皮至小8. 8mm—連續(xù)拉拔至小8. Omm—去皂、熱 水吹干一絲芯成品盤(pán)圓加工方法3 用2#材料，熱軋 10mm大盤(pán)卷一酸洗一多道次連續(xù)拉拔至 9. 5mm、 8. 95mm — 退火(830°C 士 10°C、保溫lh、水冷)一盤(pán)圓剝皮至小8. 8mm—連續(xù)拉拔至小8. Omm—去皂、
熱水吹干一絲芯成品盤(pán)圓以上3種加工方法，4J42合金絲芯的晶粒組織及機(jī)械性能，見(jiàn)表7 表7絲芯合金的晶粒組織及機(jī)械性能本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明， 而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變 化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于包括如下步驟A、對(duì)熱軋后的盤(pán)圓進(jìn)行酸洗處理；B、進(jìn)行第一次連續(xù)拉拔；C、對(duì)第一次連續(xù)拉拔后的半成品進(jìn)行退火處理；D、對(duì)退火處理后的半成品采用盤(pán)圓剝皮以消除其表面氧化層；E、進(jìn)行第二次連續(xù)拉拔；F、進(jìn)行去皂處理，吹干后成品盤(pán)圓。
2.如權(quán)利要求1所述的覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟 B中，采用單道次或二道次連續(xù)拉拔。
3.如權(quán)利要求1所述的覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟 C中，退火溫度為810°C 850°C，保溫0. 5 1. 5h后，出爐進(jìn)行水冷。
4.如權(quán)利要求1所述的覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟 D中，盤(pán)圓剝皮切削減徑量為0. 10 0. 20mm。
5.如權(quán)利要求1所述的覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟 E中，拉拔變形量控制在17 23%。
6.如權(quán)利要求1所述的覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟 F中，去皂溫度為90 105°C，去皂漂洗時(shí)間為10 40分鐘，去皂后將產(chǎn)品浸入熱水缸至 少2分鐘，吊出吹干。
7.如權(quán)利要求5所述的覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于所述去皂 處理所采用的去皂堿煮液成分及其質(zhì)量百分比為NaOH 2. 5 5. 5%;Na3PO4 2. 5 5. 5%;余量為水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種覆銅用絲芯4J42合金的冷拉生產(chǎn)方法，包括如下步驟對(duì)熱軋后的盤(pán)圓進(jìn)行酸洗處理；進(jìn)行第一次連續(xù)拉拔；對(duì)第一次連續(xù)拉拔后的半成品進(jìn)行退火處理；對(duì)退火處理后的半成品采用盤(pán)圓剝皮以消除其表面氧化層；進(jìn)行第二次連續(xù)拉拔；進(jìn)行去皂處理，吹干后成品盤(pán)圓。本發(fā)明針對(duì)原覆銅用4J42合金芯材的生產(chǎn)上存在的不足，采用盤(pán)圓剝皮改善了合金的表面質(zhì)量；采用盤(pán)圓連續(xù)拉拔提高了覆銅用4J42合金芯材的長(zhǎng)度，替代原有的外套銅管焊接方法，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，滿(mǎn)足了應(yīng)用要求。此外，通過(guò)調(diào)整4J42合金芯材的冷加工工藝參數(shù)，獲得了更細(xì)的晶粒組織，改善了材料的力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C21D8/06GK101892371SQ200910051870
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者陸偉建 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司