本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其涉及一种铜棒的生产工艺。
背景技术：
电真空器件在雷达通讯系统、电气设备、成像器件和探测器件等领域有广泛的应用。电真空器件材料是电真空器件技术发展的物质基础，电真空器件的技术指标是否先进，产品的质量能否得到保证，除设计、制造工艺外，材料的性能也是一个重要因素，而且往往是决定性因素。
铜及铜合金具有高导电、导热性能，以及良好的延展性，易于加工等特点，而且真空密封性能优异，即使很薄也不会漏气，这对电真空器件尤为重要。另外，铜及铜合金还具有优异的焊接性能，几乎所有液态焊料都能良好地对其表面进行润湿，而无须镀镍。因此，铜及铜合金是电真空器件广泛采用的金属材料之一。
电真空器件用无氧铜棒一般采用以下生产工艺方法：
真空炉熔炼—铸锭—加热—挤压—拉拔—分切
传统的电真空器件用无氧铜棒生产工艺存在投资规模大、成材率低、产品长度有限、生产效率低、能耗大、产品氧含量不稳定等缺点。
技术实现要素：
为解决现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种铜棒的生产工艺，利用本发明工艺生产的铜棒具有导电性能高、氧含量低、致密度高、塑性加工性能高、表面质量高的优点，而且该工艺高效、节能。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种铜棒的生产工艺，包括如下工艺步骤：以高纯阴极铜为原料经过上引连铸—连续挤压—第一次连续轧制—退火—第二次连续轧制—拉拔—分切完成铜棒的生产。
所述的上引连铸步骤为：将高纯阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组在结晶器中上引连铸铜杆；所述的连续挤压步骤为：以上引连铸制备的铜杆为原料，采用连续挤压机组制备无氧铜棒，连续挤压机转速为6r/min，挤压轮与腔体的间隙值为1.2-1.3mm，连续挤压铜棒的直径为60~150mm；所述的第一次连续轧制步骤为：以连续挤压制备的铜棒为原料，采用十个机架的二辊轧机轧制铜棒，轧制速度0.15-0.25米/秒；连续轧制的总加工率大于80%；所述的退火步骤为：采用保护气氛真空炉进行退火，退火温度为370度，保温时间为5小时，退火后铜棒的晶粒尺寸为0.02~0.03mm；所述的第二次连续轧制步骤为：采用十个机架的二辊轧机轧制铜棒，轧制速度0.15-0.25米/秒；连续轧制的总加工率为30%-50%；所述的拉拔步骤为：采用液压拉拔机对铜棒进行拉伸变形，进行一道次拉伸变形，拉伸变形系数为1.02，拉拔模具的模角为8°，拉拔模具的模孔工作带长度为8mm；拉拔后铜棒的抗拉强度为大于285mpa，延伸率为5%～10%；所述的分切步骤为：采用分切设备按照客户要求长度对铜棒进行分切。
所述熔炼装置包括熔炼炉和保温炉；其中熔炼炉的温度为1150℃～1180℃，所述的保温炉的温度为1150℃～1160℃；所述的结晶器出水温度控制在20℃～30℃，所述的木碳采用烘干木碳，保证熔炼炉的还原气氛。
所述的在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，且所述的熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，所述的流沟高出炉底100mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果；所述的隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的惰性气体，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的惰性气体压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的；所述惰性气体出口压力0.2mpa，流量0.5nm3/h，转子转速控制在150～200r/min。
用牵引机组上引连铸铜杆，然后铜杆进入收线装置；其中上引连铸铜杆速度500～600mm/min，上引连铸铜杆直径ф20~30mm，制备的无氧铜杆纯度为cu+ag≥99.99%、氧含量≤0.0003%、导电率≥101.5%iacs。
所述的第一次连续轧制步骤中轧制后铜棒直径不圆度小于0.2mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，各道次压缩比1.1-1.5，十个机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30kw，轧辊：ф300mm，轧辊材质为cr12mov，轧辊硬度hrc58-60，轧辊孔槽粗糙度不低于ra0.1。
所述的第一次连续轧制步骤中为了提高冷轧铜棒的表面质量，在轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3/h，乳液工作压力：2.2mpa，乳液温度：35-45℃，乳液浓度10%。
所述的退火步骤中真空炉控温精度为±1℃，真空炉升温时间小于1.5小时，炉内采用循环风机保证炉内温度的均匀性，其中循环风机功率为7.5kw。
所述的第二次连续轧制步骤中轧制后铜棒直径不圆度小于0.2mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，各道次压缩比1.05-1.2，十个机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30kw，轧辊：ф300mm，轧辊材质为cr12mov，轧辊硬度hrc58-60，轧辊孔槽粗糙度不低于ra0.1。
所述的第二次连续轧制步骤中为了提高冷轧铜棒的表面质量，在轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3/h，乳液工作压力：2.2mpa，乳液温度：35-45℃，乳液浓度10%。
本发明的有益效果如下：本发明采用高纯阴极铜为原料，制备的铜棒cu+ag≥99.99%、氧含量小于0.0003%、导电率≥101%iacs；其次本发明采用连续挤压、连续轧制、退火的工艺，制备的铜棒致密度高；而且本发明高效、节能，与传统工艺相比节省了铸锭加热、热挤压的工序，有益效果是节约能耗50%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例的一种铜棒的生产工艺，包括如下工艺步骤：以高纯阴极铜为原料经过上引连铸—连续挤压—第一次连续轧制—退火—第二次连续轧制—拉拔—分切完成铜棒的生产。
所述的上引连铸步骤为：将高纯阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组在结晶器中上引连铸铜杆；
所述熔炼装置包括熔炼炉和保温炉；其中熔炼炉的温度为1180℃，所述的保温炉的温度为1160℃；所述的结晶器出水温度控制在30℃，所述的木碳采用烘干木碳，保证熔炼炉的还原气氛。
所述的在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，且所述的熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，所述的流沟高出炉底100mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果；所述的隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的惰性气体，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的惰性气体压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的；所述惰性气体出口压力0.2mpa，流量0.5nm3/h，转子转速控制在200r/min；用牵引机组上引连铸铜杆，然后铜杆进入收线装置；其中上引连铸铜杆速度500mm/min，上引连铸铜杆直径ф20mm，制备的无氧铜杆纯度为cu+ag≥99.99%、氧含量≤0.0003%、导电率≥101.5%iacs。
所述的连续挤压步骤为：以上引连铸制备的铜杆为原料，采用连续挤压机组制备无氧铜棒，连续挤压机转速为6r/min，挤压轮与腔体的间隙值为1.2mm，连续挤压铜棒的直径为100mm；
所述的第一次连续轧制步骤为：以连续挤压制备的铜棒为原料，采用十个机架的二辊轧机轧制铜棒，轧制速度0.20米/秒，连续轧制的总加工率为85%；
所述的第一次连续轧制步骤中轧制后铜棒直径不圆度小于0.2mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，各道次压缩比1.1，十个机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30kw，轧辊：ф300mm，轧辊材质为cr12mov，轧辊硬度hrc58，轧辊孔槽粗糙度不低于ra0.1。
所述的第一次连续轧制步骤中为了提高冷轧铜棒的表面质量，在轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3/h，乳液工作压力：2.2mpa，乳液温度：35℃，乳液浓度10%。
所述的退火步骤为：采用保护气氛真空炉进行退火，退火温度为370度，保温时间为5小时，退火后铜棒的晶粒尺寸为0.02mm；
所述的退火步骤中真空炉控温精度为±1℃，真空炉升温时间小于1.5小时，炉内采用循环风机保证炉内温度的均匀性，其中循环风机功率为7.5kw。
所述的第二次连续轧制步骤为：采用十个机架的二辊轧机轧制铜棒，轧制速度0.20米/秒；连续轧制的总加工率为50%；
所述的第二次连续轧制步骤中轧制后铜棒直径不圆度小于0.2mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，各道次压缩比1.05，十个机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30kw，轧辊：ф300mm，轧辊材质为cr12mov，轧辊硬度hrc58，轧辊孔槽粗糙度不低于ra0.1。
所述的第二次连续轧制步骤中为了提高冷轧铜棒的表面质量，在轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3/h，乳液工作压力：2.2mpa，乳液温度：35℃，乳液浓度10%。
所述的拉拔步骤为：采用液压拉拔机对铜棒进行拉伸变形，进行一道次拉伸变形，拉伸变形系数为1.02，拉拔模具的模角为8°，拉拔模具的模孔工作带长度为8mm；拉拔后铜棒的抗拉强度为大于285mpa，延伸率为10%；
所述的分切步骤为：采用分切设备按照客户要求长度对铜棒进行分切。
本实施例制备的铜棒cu+ag≥99.99%、氧含量小于0.0003%、导电率≥101%iacs；采用连续挤压、连续轧制、退火的工艺，制备的铜棒致密度高；且高效、节能。与传统工艺相比节省了铸锭加热、热挤压等工序，有益效果是节约能耗50%以上。
实施例2
本实施例的一种铜棒的生产工艺，包括如下工艺步骤：以高纯阴极铜为原料经过上引连铸—连续挤压—第一次连续轧制—退火—第二次连续轧制—拉拔—分切完成铜棒的生产。
所述的上引连铸步骤为：将高纯阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组在结晶器中上引连铸铜杆；
所述熔炼装置包括熔炼炉和保温炉；其中熔炼炉的温度为1150℃，所述的保温炉的温度为1155℃；所述的结晶器出水温度控制在20℃，所述的木碳采用烘干木碳，保证熔炼炉的还原气氛。
所述的在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，且所述的熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，所述的流沟高出炉底100mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果；所述的隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的惰性气体，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的惰性气体压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的；所述惰性气体出口压力0.2mpa，流量0.5nm3/h，转子转速控制在150r/min；用牵引机组上引连铸铜杆，然后铜杆进入收线装置；其中上引连铸铜杆速度600mm/min，上引连铸铜杆直径ф30mm，制备的无氧铜杆纯度为cu+ag≥99.99%、氧含量≤0.0003%、导电率≥101.5%iacs。
所述的连续挤压步骤为：以上引连铸制备的铜杆为原料，采用连续挤压机组制备无氧铜棒，连续挤压机转速为6r/min，挤压轮与腔体的间隙值为1.3mm，连续挤压铜棒的直径为150mm；
所述的第一次连续轧制步骤为：以连续挤压制备的铜棒为原料，采用十个机架的二辊轧机轧制铜棒，轧制速度0.15米/秒；连续轧制的总加工率为83%；
所述的第一次连续轧制步骤中轧制后铜棒直径不圆度小于0.2mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，各道次压缩比1.3，十个机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30kw，轧辊：ф300mm，轧辊材质为cr12mov，轧辊硬度hrc60，轧辊孔槽粗糙度不低于ra0.1。
所述的第一次连续轧制步骤中为了提高冷轧铜棒的表面质量，在轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3/h，乳液工作压力：2.2mpa，乳液温度：45℃，乳液浓度10%。
所述的退火步骤为：采用保护气氛真空炉进行退火，退火温度为370度，保温时间为5小时，退火后铜棒的晶粒尺寸为0.03mm；
所述的退火步骤中真空炉控温精度为±1℃，真空炉升温时间小于1.5小时，炉内采用循环风机保证炉内温度的均匀性，其中循环风机功率为7.5kw。
所述的第二次连续轧制步骤为：采用十个机架的二辊轧机轧制铜棒，轧制速度0.15米/秒；连续轧制的总加工率为30%；
所述的第二次连续轧制步骤中轧制后铜棒直径不圆度小于0.2mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，各道次压缩比1.2，十个机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30kw，轧辊：ф300mm，轧辊材质为cr12mov，轧辊硬度hrc60，轧辊孔槽粗糙度不低于ra0.1。
所述的第二次连续轧制步骤中为了提高冷轧铜棒的表面质量，在轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3/h，乳液工作压力：2.2mpa，乳液温度：45℃，乳液浓度10%。
所述的拉拔步骤为：采用液压拉拔机对铜棒进行拉伸变形，进行一道次拉伸变形，拉伸变形系数为1.02，拉拔模具的模角为8°，拉拔模具的模孔工作带长度为8mm；拉拔后铜棒的抗拉强度为大于285mpa，延伸率为5%；
所述的分切步骤为：采用分切设备按照客户要求长度对铜棒进行分切。
本实施例制备的铜棒cu+ag≥99.99%、氧含量小于0.0003%、导电率≥101%iacs；采用连续挤压、连续轧制、退火的工艺，制备的铜棒致密度高；且高效、节能。与传统工艺相比节省了铸锭加热、热挤压等工序，有益效果是节约能耗50%以上。
实施例3
本实施例的一种铜棒的生产工艺，包括如下工艺步骤：以高纯阴极铜为原料经过上引连铸—连续挤压—第一次连续轧制—退火—第二次连续轧制—拉拔—分切完成铜棒的生产。
所述的上引连铸步骤为：将高纯阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组在结晶器中上引连铸铜杆；
所述熔炼装置包括熔炼炉和保温炉；其中熔炼炉的温度为1165℃，所述的保温炉的温度为1150℃；所述的结晶器出水温度控制在25℃，所述的木碳采用烘干木碳，保证熔炼炉的还原气氛。
所述的在熔化炉与保温炉之间设有隔仓，且所述的熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连，所述的流沟高出炉底100mm，可促进铜液流动的均匀性，可以起到除渣的效果；所述的隔仓内安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的惰性气体，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将计量的惰性气体压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的；所述惰性气体出口压力0.2mpa，流量0.5nm3/h，转子转速控制在180r/min；用牵引机组上引连铸铜杆，然后铜杆进入收线装置；其中上引连铸铜杆速度550mm/min，上引连铸铜杆直径ф25mm，制备的无氧铜杆纯度为cu+ag≥99.99%、氧含量≤0.0003%、导电率≥101.5%iacs。
所述的连续挤压步骤为：以上引连铸制备的铜杆为原料，采用连续挤压机组制备无氧铜棒，连续挤压机转速为6r/min，挤压轮与腔体的间隙值为1.25mm，连续挤压铜棒的直径为60mm；
所述的第一次连续轧制步骤为：以连续挤压制备的铜棒为原料，采用十个机架的二辊轧机轧制铜棒，轧制速度0.25米/秒；连续轧制的总加工率为84%；
所述的第一次连续轧制步骤中轧制后铜棒直径不圆度小于0.2mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，各道次压缩比1.5，十个机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30kw，轧辊：ф300mm，轧辊材质为cr12mov，轧辊硬度hrc59，轧辊孔槽粗糙度不低于ra0.1。
所述的第一次连续轧制步骤中为了提高冷轧铜棒的表面质量，在轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3/h，乳液工作压力：2.2mpa，乳液温度：40℃，乳液浓度10%。
所述的退火步骤为：采用保护气氛真空炉进行退火，退火温度为370度，保温时间为5小时，退火后铜棒的晶粒尺寸为0.025mm；
所述的退火步骤中真空炉控温精度为±1℃，真空炉升温时间小于1.5小时，炉内采用循环风机保证炉内温度的均匀性，其中循环风机功率为7.5kw。
所述的第二次连续轧制步骤为：采用十个机架的二辊轧机轧制铜棒，轧制速度0.25米/秒；连续轧制的总加工率为40%；
所述的第二次连续轧制步骤中轧制后铜棒直径不圆度小于0.2mm，采用椭圆-圆孔型的孔型系统，各道次压缩比1.1，十个机架单独传动变频调速，各个道次机架轧辊是由各个不同的变频电机驱动，交流变频电机30kw，轧辊：ф300mm，轧辊材质为cr12mov，轧辊硬度hrc59，轧辊孔槽粗糙度不低于ra0.1。
所述的第二次连续轧制步骤中为了提高冷轧铜棒的表面质量，在轧制过程中对轧辊、铜棒进行乳液冷却及润滑，流量：20m3/h，乳液工作压力：2.2mpa，乳液温度：38℃，乳液浓度10%。
所述的拉拔步骤为：采用液压拉拔机对铜棒进行拉伸变形，进行一道次拉伸变形，拉伸变形系数为1.02，拉拔模具的模角为8°，拉拔模具的模孔工作带长度为8mm；拉拔后铜棒的抗拉强度为大于285mpa，延伸率为8%；
所述的分切步骤为：采用分切设备按照客户要求长度对铜棒进行分切。
本实施例制备的铜棒cu+ag≥99.99%、氧含量小于0.0003%、导电率≥101%iacs；采用连续挤压、连续轧制、退火的工艺，制备的铜棒致密度高；且高效、节能。与传统工艺相比节省了铸锭加热、热挤压等工序，有益效果是节约能耗50%以上。