一种铜镁合金带材的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种铜镁合金带材的生产工艺，包括以下步骤：（1）上引连铸铜杆；（2）连续挤压铜带坯；（3）四辊冷轧机组对铜带坯进行粗轧；（4）退火；（5）中轧；（6）退火；（7）清洗；（8）采用精轧；（9）清洗钝化；（10）分切。本发明生产的铜镁合金带材氧含量低、导电性能高、力学性能优异，该工艺流程短、高效、节能。
【专利说明】
一种铜镆合金带材的生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其涉及一种铜镁合金带材的生产工艺。。【背景技术】
[0002]铜镁合金是一种以少量镁为添加元素的固溶强化型合金，由于铜和镁的原子半径比较接近，当镁原子掺杂到铜金属中，会使得其强度大大提高，却对导电性能影响较小。
[0003]铜镁合金带主要应用于汽车端子，继电器，触点，接线端子等领域，传统的铜镁合金带主要采用铸锭、加热、热乳、铣面、多道次冷乳、多道次退火、清洗等工序。该工艺流程长，同时能耗高，设备投入较大。
【发明内容】
[0004]针对现有生产工艺存在的不足，本发明设计了一种铜镁合金带材的生产工艺。利用该工艺生产的铜镁合金带材不仅各项性能优异，而且工艺流程短、高效、节能。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案:上引连铸一连续挤压一粗乳一退火一中乳一退火一清洗一精乳一清洗一分切本发明的技术方案是:1.上引连铸以高纯阴极铜为原料，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，采用牵引机组上引铜杆。
[0006]按照0.041?0.055%的比例向熔炼装置中添加含镁量为20%的铜镁中间合金。
[0007]按照0.002?0.005%的比例向熔炼装置中添加含磷量20%的铜磷中间合金。
[0008]按照0.001?0.01%的比例向熔炼装置中添加含稀土元素20%的稀土铜中间合金。其中稀土元素为铈和镧。
[0009]进一步设置为:结晶器出水温度控制在35 °C?40 °C，熔炼炉的温度为1170 °01190 °C，采用烘干的木碳覆盖，保证熔炼炉的还原气氛;木炭粒度为30mm?50mm，覆盖厚度100mm? 150_。保温炉的温度为1170°01190°C，采用石墨磷片覆盖，其覆盖厚度50_?60_。[0〇1〇]用牵引机组上引铜杆，然后铜杆进入收线装置。引杆速度500?590mm/min，引杆直径〇 30mm，冷却循环出水温度35°C?40°C。[〇〇11] 制备的上引铜杆:铜+镁+磷+稀土含量大于99.99%，氧含量小于0.0010%，镁含量为 0 ? 041?0 ? 055%，磷含量为0 ? 002?0 ? 005%，稀土含量为0 ? 001?0 ? 01%，导电率彡65%IACS。
[0012]2 ?连续挤压以步骤1制备的上引铜杆为原料，采用连续挤压机制备铜镁合金带坯，连续挤压机转速为3?5r/min。连续挤压温度为750?850°C，连续挤压溢料率控制在6~8%，铜带坯的尺寸为15 X 250mm，铜带还的横向公差小于0.01mm。
[0013]3 ?粗乳采用冷乳机组对步骤2制备铜带还料进行粗乳，乳制道次分配为15mm-10mm-6mm-4mm-2.5mm-l.5mm-lmm。乳制压力彡6〇OOKN，乳制速度彡100m/min，乳制前张力小于3〇KN，后张力小于50KN。
[0014]4.退火采用光亮退火设备对步骤3粗乳后铜带进行退火，退火温度450?550°C，退火时间5h。光亮退火设备米用氢气和氮气混合气体作为保护气体，其中氢气占20%。其中升温速度为120 °C/小时，冷却时间大于12小时，冷却温度小于50°C。退火后，铜带的抗拉强度小于350MPa， 延伸率大于30%。
[0015]5.中乳采用0300/500 X600mm四辊可逆液压冷乳机组对步骤4退火后的铜带进行中乳，乳制压力彡5000KN，乳制速度彡200m/min，乳制前张力小于20KN，后张力小于30KN，乳制道次为 lmm-〇.7mm-〇.5mm 〇
[0016]6.退火采用光亮退火设备对对步骤5中乳后铜带进行退火，退火温度460?500°C，退火时间6h。 光亮退火设备米用氢气和氮气混合气体作为保护气体，其中氢气占20%。其中升温速度为 120°C/小时，冷却时间大于12小时，冷却温度小于50°C。退火后，铜带的抗拉强度小于 360MPa，延伸率大于25%。[〇〇17]7.清洗将步骤6退火后的铜带进行清洗，利用20%的NaOH溶液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光和2000目3M刷进行精抛。
[0018]8.精乳采用0150/300 X 600mm四辊可逆液压冷乳机组对步骤7清洗后的铜带进行精乳，乳制压力彡5000KN，乳制速度彡300m/min，乳制前张力小于15KN，乳制后张力小于20KN。乳制道次分配为0.5mm_0.4mm_0.3_。乳制后，铜带的抗拉强度500?560 MPa，延伸率大于10%。
[0019]9 ?清洗钝化对步骤8精乳后的铜带进行清洗钝化，利用20%的NaOH溶液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光和2000目3M刷进行精抛，抛光后经70°C ?80°C、0.1%?0.2%的苯丙三氮唑水溶液进行钝化处理。
[0020]10 ?分切采用分切设备对步骤9清洗钝化后铜带进行分切。刀片间隙为0.02mm?0.08mm，刀轴的压下量为〇.1mm?0.5mm。每米铜带的侧边弯曲度小于1mm，每米铜带的横向弯曲度小于1mm， 每米铜带的扭曲度小于5°。[〇〇21]采用上述技术方案，具有以下优势:1.采用高纯阴极铜板为原料，铜带的纯度高、成分均匀；铜+镁+磷+稀土含量大于 99.99%，氧含量小于0.0010%，镁含量为0.041?0.055%，磷含量为0.002?0.005%，稀土含量为 0.001~0.01%，导电率彡65%1八〇5。[〇〇22]2.采用连续挤压技术与冷乳技术相结合，提供了力学性能优异的铜镁合金带，有利于后续的加工。抗拉强度500?560 MPa，延伸率大于10%。每米铜带的侧边弯曲度小于1mm， 每米铜带的横向弯曲度小于1_，每米铜带的扭曲度小于5°。
[0023]3.本发明流程短、高效、节能。本发明与传统工艺相比节省了铸锭加热、热乳、剪边等工序，有益效果是节约能耗30%以上，成材率达到75%以上。【具体实施方式】[〇〇24]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。[〇〇25]实施例1本实施例1 一种铜镁合金带材的生产工艺包括如下步骤:上引连铸一连续挤压一粗乳一退火一中乳一退火一清洗一精乳一清洗一分切具体的步骤为:1.上引连铸以高纯阴极铜为原料，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，采用牵引机组上引铜杆。
[0026]按照0.05%的比例向熔炼装置中添加含镁量为20%的铜镁中间合金。[〇〇27]按照0.002%的比例向熔炼装置中添加含磷量20%的铜磷中间合金。[〇〇28]按照0.01%的比例向熔炼装置中添加含稀土元素20%的稀土铜中间合金。其中稀土元素为铈和镧。[〇〇29]进一步设置为:结晶器出水温度控制在35 °C?40 °C，熔炼炉的温度为1170 °01190°C，采用烘干的木碳覆盖，保证熔炼炉的还原气氛;木炭粒度为30mm?50mm，覆盖厚度100mm? 150_。保温炉的温度为1170°01190°C，采用石墨磷片覆盖，其覆盖厚度50_?60_。
[0030]用牵引机组上引铜杆，然后铜杆进入收线装置。引杆速度500?mm/min，引杆直径 〇 30mm，冷却循环出水温度35 °C?40 °C。[〇〇31]制备的上引铜杆:铜+镁+磷+稀土含量大于99.99%，氧含量小于0.0010%，镁含量为0.05%，磷含量为0.002%，稀土含量为0.01%，导电率彡65%IACS。[〇〇32]2.连续挤压以步骤1制备的上引铜杆为原料，采用连续挤压机制备铜镁合金带坯，连续挤压机转速为3r/min。连续挤压温度为800°C，连续挤压溢料率控制在6%，铜带坯的尺寸为15X250mm， 铜带还的横向公差0.008mm。
[0033]3.粗乳采用冷乳机组对步骤2制备铜带还料进行粗乳，乳制道次分配为151111]1-1〇1]11]1-61111]1-41]11]1-2.5mm-l.5mm-lmm。乳制压力彡6〇OOKN，乳制速度彡100m/min，乳制前张力小于3〇KN，后张力小于50KN。
[0034]4 ?退火采用光亮退火设备对步骤3粗乳后铜带进行退火，退火温度550 °C，退火时间5h。光亮退火设备采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，其中氢气占20%。其中升温速度为120 °C/小时，冷却时间大于12小时，冷却温度小于50 °C。退火后，铜带的抗拉强度小于350MPa，延伸率大于30%。
[0035]5 ?中乳采用0300/500 X600mm四辊可逆液压冷乳机组对步骤4退火后的铜带进行中乳，乳制压力彡5000KN，乳制速度彡200m/min，乳制前张力小于20KN，后张力小于30KN，乳制道次为lmm-〇.7mm-〇.5mm 〇
[0036]6.退火采用光亮退火设备对对步骤5中乳后铜带进行退火，退火温度500°C，退火时间6h。光亮退火设备采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，其中氢气占20%。其中升温速度为120 °C/ 小时，冷却时间大于12小时，冷却温度小于50°C。退火后，铜带的抗拉强度小于360MPa，延伸率大于25%。[〇〇37]7 ?清洗将步骤6退火后的铜带进行清洗，利用20%的NaOH溶液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光和2000目3M刷进行精抛。
[0038]8 ?精乳采用0150/300 X 600mm四辊可逆液压冷乳机组对步骤7清洗后的铜带进行精乳，乳制压力彡5000KN，乳制速度彡300m/min，乳制前张力小于15KN，乳制后张力小于20KN。乳制道次分配为0.5mm_0.4mm_0.3_。乳制后，铜带的抗拉强度500?560 MPa，延伸率大于10%。 [〇〇39]9.清洗钝化对步骤8精乳后的铜带进行清洗钝化，利用20%的NaOH溶液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光和2000目3M刷进行精抛，抛光后经70°C ?80°C、0.1%?0.2%的苯丙三氮唑水溶液进行钝化处理。
[0040]10 ?分切采用分切设备对步骤9清洗钝化后铜带进行分切。刀片间隙为0.02mm，刀轴的压下量为 0.2mm。每米铜带的侧边弯曲度小于1mm，每米铜带的横向弯曲度小于1mm，每米铜带的扭曲度小于5°。
[0041]性能测试及分析通过本领域公知的技术对实施例1进行性能测试，并对测试结果进行分析，得出如下结论:铜镁合金带的抗拉强度为550 MPa，延伸率大于10%。铜+镁+磷+稀土含量大于99.99%， 氧含量小于〇.〇〇 10%，镁含量为〇.05%，磷含量为0.002%，稀土含量为0.01%，导电率彡65% IACS〇[〇〇42]上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定， 凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤:(1)上引连铸:以高纯阴极铜和20%的镁铜合金、20%的铜磷中间合金、20%的稀土铜中间 合金为原料，将原料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，采用牵引机组上引铜杆；(2)连续挤压:以步骤(1)制备的上引铜杆为原料，采用连续挤压机组生产铜镁合金带 坯；(3)冷乳:采用四辊冷乳机组对步骤(2)制备铜带坯进行粗乳；(4)退火:采用光亮退火设备对步骤(3)粗乳后铜带进行退火；(5)中乳:采用0300/500 X600mm四辊可逆液压冷乳机组对步骤(4)退火后的铜带进行 中乳；(6)退火:采用光亮退火设备对步骤(5)粗乳后的铜带进行退火；(7)清洗:利用20%的NaOH溶液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗， 采用600目的针刷粗抛光和2000目3M刷进行精抛；(8)精乳:采用〇 150/300 X 600_四辊可逆液压冷乳机组对步骤(7)退火后的铜带进行 精乳；(9)清洗钝化:采用碱液、酸液、抛光装置等对铜带进行清洗钝化；(10)分切:采用分切设备对铜带进行分切；所述的一种铜镁合金带材的生产工艺制备的铜镁合金带，其抗拉强度500?560 MPa，延 伸率大于10%，铜+镁+磷+稀土含量大于99.99%，氧含量小于0.0010%，镁含量为0.041? 0 ? 055%，磷含量为0 ? 002?0 ? 005%，稀土含量为0 ? 001?0 ? 01%，导电率彡65%IACS。2.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述步骤(1)中结晶 器出水温度控制在35°C?40°C，熔炼炉的温度为1170°〇1190°C，采用烘干的木碳覆盖，保 证熔炼炉的还原气氛;木炭粒度为30mm?50mm，覆盖厚度100mm?150mm;保温炉的温度为1170 °01190°C，米用石墨磷片覆盖，其覆盖厚度50mm?60mm;所述的上引铜杆速度500?590mm/ min，引杆直径〇 30mm，冷却循环出水温度35°C?40°C ;所述制备的上引铜杆:铜+镁+磷+稀 土含量大于99.99%，氧含量小于0.0010%，镁含量为0.041?0.055%，磷含量为0.002?0.005%， 稀土含量为0.001?0.01%，导电率彡65%I ACS;按照0.041?0.055%的比例向熔炼装置中添加 含镁量为20%的铜镁中间合金;按照0.002?0.005%的比例向熔炼装置中添加含磷量20%的铜 磷中间合金；按照〇.〇〇 1?〇.〇 1%的比例向熔炼装置中添加含稀土元素20%的稀土铜中间合 金，稀土元素为铺和镧。3.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述步骤(2)中连续 挤压机转速为3?5r/min;续挤压温度为750?850°C，连续挤压溢料率控制在6~8%;所述的连 续挤压的铜带还尺寸为15 X 250mm，铜带还的横向公差小于0.01mm。4.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述的步骤(3)中乳 制道次分配为 15mm_ 10mm-6mm-4mm-2 ? 5mm_l.5mm-lmm;乳制压力 S6000KN，乳制速度< 100m/min，乳制前张力小于30KN，后张力小于50KN。5.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述步骤(4)中退火 温度450?550°C，退火时间5h;光亮退火设备采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，其中 氢气占20%;升温速度为120 °C/小时，冷却时间大于12小时，冷却温度小于50°C ;退火后，铜带的抗拉强度小于350MPa，延伸率大于30%。6.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述步骤(5)中采用 〇300/500 X 600mm四辊可逆液压冷乳机组进行中乳，乳制压力彡5000KN，乳制速度彡200m/ min，乳制前张力小于20KN，后张力小于30KN，乳制道次为lmm-0 ? 7mm-0 ? 5mm。7.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述步骤(6)中退火 温度460?500°C，退火时间6h;光亮退火设备米用氢气和氮气混合气体作为保护气体，其中 氢气占20%;升温速度为120 °C/小时，冷却时间大于12小时，冷却温度小于50°C ;退火后，铜 带的抗拉强度小于360MPa，延伸率大于25%。8.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述步骤(8)中采用 〇 150/300 X 600mm四辊可逆液压冷乳机组进行精乳，乳制压力彡5000KN，乳制速度彡300m/ min，乳制前张力小于15KN，乳制后张力小于20KN;乳制道次分配为0 ? 5mm-0 ? 4mm-0 ? 3mm;乳 制后，铜带的抗拉强度500?560 MPa，延伸率大于10%。9.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述步骤(9)中利用 20%的NaOH溶液对铜带进行脱脂，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗 抛光和2000目3M刷进行精抛，抛光后经70 °C?80 °C、0.1%?0.2%的苯丙三氮唑水溶液进行 钝化处理。10.如权利要求1所述一种铜镁合金带材的生产工艺，其特征在于:所述步骤(10)中刀 片间隙为0 ? 02mm?0 ? 08mm，刀轴的压下量为0 ? 1mm?0 ? 5mm;每米铜带的侧边弯曲度小于1mm， 每米铜带的横向弯曲度小于1_，每米铜带的扭曲度小于5°。
【文档编号】C22F1/02GK106077126SQ201610637477
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月5日 公开号201610637477.X, CN 106077126 A, CN 106077126A, CN 201610637477, CN-A-106077126, CN106077126 A, CN106077126A, CN201610637477, CN201610637477.X
【发明人】徐高磊
【申请人】徐高磊