专利名称：铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法
技术领域：
本发明属于有色金属加工技术领域，具体地说是一种铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法。
背景技术：
大规格铜电解用实芯异型导电铜排，是近年来才开始在铜冶炼行业开始使用的一种新型导电材料，最初国内无法生产，只能靠进口来满足行业需求，但价格十分昂贵。目前国内生产铜电解用实芯异型导电铜排的传统加工工艺为水平连续铸造一铸坯锯切制头一拉拔一检验一包装。该传统工艺存在以下几个方面的缺点
1.)水平连铸铸坯内部组织结构为铸造组织，晶粒粗大，粒度不均。金属的晶粒大小会影响到其加工性能和使用性能，晶粒粗大时结构不致密，金属强度低，塑性差。2.)水平连铸坯内部还存再有疏松、气孔、致密度不高等缺陷。用水平连铸坯在 ε =20-25%的总加工率下直接拉拔成型，因总加工率太小，拉拔变形后，不能使铸造组织完全变为加工组织，其内部仍有75%以上的组织为铸造组织，仍残留有铸造组织带来的缺陷。最终导致异型导电铜排的密度只有8. 6-8. 7 (20°C温度下)克/厘米3，抗拉强度仅为 σ b=25-28kg/mm2，使用性能降低。3.)用水平连铸坯直接采用拉拔变形后，其表面不光洁，该产品的表面质量较差， 而且电气性能也较低，一般导电率为83-90%，使用寿命缩短。4.)生产效率低，水平连铸坯生产时，由于异型截面铸坯在连铸时结晶器复杂，与半连续铸造铜扁锭相比，结晶器使用寿命短，铸造工艺参数难以控制，最终造成铸坯质量不稳定，浇铸速度较慢，生产效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法，以解决现有用水平连续铸造坯加工实芯异型导电铜排存在的铸造组织晶粒粗大，内部组织疏松致密度不高等缺陷。本发明铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法，由下列步骤组成
半连续铸造一加热一热轧开坯一酸洗一清刷、表面处理一冷轧一退火一酸洗一清刷、 表面处理一拉伸一检验一包装。铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法，其特征在于它由下列步骤组成
1)半连续铸造
电铜在电炉中溶化后，利用现有半连续铸造设备铸造出铸锭，锯切为铜扁锭；
2)加热
将铜扁锭在加热炉中加热，加热温度为850-900°C，时间1. 5-2小时；
3)热轧开坯经加热后的铜扁锭在一组孔型系列中进行热轧加工变形，先在0500mm轧机上轧制五道次，之后在0300mm轧机上轧制3道次，最后得到热轧坯，热轧总加工率达到ε =90% ； 所述热轧开坯步骤中在0500mm轧机上轧制五道次，
第一道次中孔型平面段高度(h)为1观-132讓，孔型槽底宽度(b)为240-246mm; 第二道次在带有槽底凸度的箱形孔型中轧制，轧制后轧坯矩形断面中部带有对称的凹槽(1)，孔型平面段高度(h)为110_123mm，孔型槽底宽度(b)为250-254mm ；
第三道次轧后轧坯矩形断面两边部带有凸台(2)，凸台上宽度(bl)为51mm，凸台下宽度(b2)为53mm，孔型平面段高度(h)为70_75mm，孔型总高度(H)为79_84mm，孔型槽底宽度(b)为 253mm ；
第四道次轧后，凸台上宽度(bl)为49mm，凸台下宽度(b2)为51mm，孔型平面段高度(h) 为50-53mm，孔型总高度(H)为64_68mm，孔型槽底宽度(b)为沈0-沈1讓；
第五道次轧制后，凸台(2)呈哑铃形状，凸台(2)半径(R)为23mm，孔型平面段高度(h) 为35-37mm，孔型总高度(H)为74_78mm，孔型槽底宽度(b)为；
在0300mm轧机第一道次轧制后，孔型平面段高度(h)为19_21mm，孔型总高度(H)为 48-50. 5mm，孔型槽底宽度(b)为沈5-沈8讓；凸台(2)半径(R)为19mm ；0300mm轧机第二道次主要起控制轧件宽度，加工侧边作用；
0300mm轧机第三道次轧制后的热轧坯规格为，孔型平面段高度(h)为12-13. 5mm，孔型总高度(H)为32-37mm，孔型槽底宽度(b)为260_263mm，凸台(2)半径(R)为17mm。4)酸洗将热轧坯在浓度为10-20%的硫酸溶液中浸泡酸洗，以去除热轧坯表面的氧化皮；
5)清刷表面处理清刷酸洗后的热轧坯表面的残留铜粉、氧化皮，同时修理表面局部毛刺、飞边；
6、)冷轧把清刷后的热轧坯料在0300mm轧机上进行冷轧，以消除热轧坯表面缺陷，提高表面光洁度，冷轧总加工率为ε =21-23%;
7、)退火将冷轧坯在电炉中进行再结晶退火，退火温度为600-650°C，退火时间为 1. 5-2小时；
8、)酸洗在浓度为10-20%的硫酸溶液中清洗退火后坯料表面的氧化皮；
9、)清刷表面处理清刷经酸洗后表面仍残留的铜粉、氧化皮，修理表面局部缺陷；
10、)拉伸在链式直条拉伸机上拉伸出成品；
11、)检验按照技术要求进行检验；
12、)包装经检验合格的产品，按包装要求进行包装入库。本发明与现有技术相比具有以下优点
1、)生产效率高。采用半连续铸造铜扁锭的断面尺寸大，重量大。每根铜扁锭单重可达42mcg，经热轧后可锯切出2根热轧坯，即缩短热轧时间，又可减少金属切头、切尾损失， 因此，生产率高，金属损失小，热轧成本低。2、)产品重量好。晶粒越粗大，产品表面质量越差，反之亦反。半连续铸锭在经过一组特殊形式的孔型系列中，多道次大加功率热轧变形加工后，最大的优点是消除了铸锭内部的粗大晶粒，改善了铸锭内部疏松等缺陷，使铸造组织完全变为加工组织，加之经冷轧、退火、拉伸后，使金属的表面光洁无缺陷，质量指标大为提高。晶粒度为0. 02-0. 04mm.。
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3、)机械性能高，导电率明显提高。由于采用大加工率热变形后，金属的晶粒得到细化，内部结构更为致密。晶粒越细小，晶间结合力越强，则金属的强度，塑性指标越高，导电率明显提高。产品经检测密度达到8. 87-8. 9 (20°C温度下)克/厘米3，抗拉力强度达到σ b=34 42kg/mm2，导电率为97 101%IACS。从而使电耗降低，铜排的使用寿命得到提尚。
图1是本发明0500mm轧机第--道次孔型图。
图2是本发明0500mm轧机第二二道次孔型图。
图3是本发明0500mm轧机第三三道次孔型图。
图4是本发明0500mm轧机第四道次孔型图。
图5是本发明0500mm轧机第五道次孔型图。
图6是本发明0300mm轧机第--道次孔型图。
图7是本发明0300mm轧机第二二道次立轧孔型图。
图8是本发明0300mm轧机第三三道次孔型图。
图9是本发明电解用实芯异型导电铜排成品断面图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。附图中标号含义为h孔型平面段高度，H孔型总高度，b孔型槽底宽度， bl-凸台上宽度，b2凸台下宽度。图7为本发明0300mm轧机第二道次立轧孔型，主要起控制料型宽度作用。实施例1 1、)半连续铸造
选用高纯阴极铜为原料，然后在有芯工频感应炉内熔化，铜液面用煅烧木炭覆盖， 出炉温度为1160°C，铸造温度1160°C。结晶器表面在煤气保护下密封铸造，烧铸速度4m/ 时，冷却水压Ukg/cm2。浇铸结束后，从地炕中吊出铜扁锭，而后锯切定尺为123x 232x 1560mm,即为实施方式所用铜扁锭。2、)加热
本实施例以123x 232x 1560mm (高度χ宽度χ长度)铜扁锭为原料，在三段连续加热炉(现有炉子)中将其加热到850°C，加热时间1.5小时，炉内压力为微正压，而后出炉热轧。3、)热轧开坯
将加热后的铜扁锭在一组孔型系列中进行热轧开坯，采用了大变形加工，具体是 铜扁锭先进入0500mm轧机进行第①-⑤道次孔型轧制(图1-图5)，其中第一道(图 1)在箱形孔型中轧制，轧制后为矩形断面，其高度为h=128 mm，宽度为b= 240mm；
第二道(图2)在带有槽底凸度的箱形孔型中轧制后为矩形断面上下面中部带有对称的凹槽 1，尺寸为 h=110mm，b= 250mm,
第三道次(图3)轧后轧坯矩形断面两边部带有凸台(2)，凸台上宽度(bl)为51mm，凸台下宽度(b2)为53mm，孔型平面段高度(h)为70mm，孔型总高度(H)为79mm，孔型槽底宽度 (b)为 253mm ；
第四道次(图4)轧后，凸台上宽度(bl)为49mm，凸台下宽度(b2)为51mm，孔型平面段高度(h)为50mm，孔型总高度(H)为64mm，孔型槽底宽度(b)为^Omm ；
第五道次(图5)轧制后，凸台(2)呈哑铃形状，凸台(2)半径(R)为23mm，孔型平面段高度(h)为35mm，孔型总高度(H)为74mm，孔型槽底宽度(b)为261mm ； 之后在0300mm中轧机上轧制3道次(图6-图8)，其中
第一道次，孔型平面段高度(h)为19mm，孔型总高度(H)为48mm，孔型槽底宽度(b)为洸5讓；凸台(2)半径(R)为19mm ；
第二道次(图7)主要起控制轧件宽度，加工侧边作用；
第三道次(图8)轧制后即为本实施方式中所需的热轧坯，其规格为h=12mm，H=32mm, b=260mm，半径R=17mm.热轧总加工率达到ε =90%。4、)酸洗将热轧坯在浓度为10-20%的硫酸溶液中酸洗，清刷热轧坯表面的氧化皮；
5、)清刷表面处理经酸洗的热轧坯，在0=25Omm 二辊式清刷机上清刷其表面残留的铜粉和氧化皮，并人工处理坯料表面的飞边、毛刺等局部缺陷。6、)冷轧清刷后的热轧坯料在0300mm中轧机上进行冷轧，以消除热轧坯表面的麻坑、麻面等缺陷，以提高表面光洁度和表面质量。冷轧总加工率为ε =21-23%，冷轧后坯料尺寸为:ll/30x 261mm。7、)退火将冷轧坯料装入二台75kW电阻退火炉中进行再结晶退火(温度600°C， 时间1. 5小时)，以消除加工硬度。8、)酸洗在浓度为10-20%的硫酸溶液中清洗冷轧坯经退火后表面形成的氧化皮。9、)清刷表面处理清刷经酸洗后表面仍残留的铜粉，氧化皮、水印等，并修理酸洗后坯料表面的局部起皮、毛刺等缺陷。10、)拉伸在30t链式直条拉伸机上拉伸出成品铜电解用实芯异型导电铜排。拉伸主要目的是控制产品的尺寸公差，控制平直度。拉伸后成品断面为在断面上部靠两边各有一个半径R=15mm的半圆，断面下部为一个厚10mm，宽^Omm矩形，成品总长5860mm.
11、)检验按照技术要求进行检验。12、)包装经检验合格的产品，按包装要求进行包装入库。实施例2 1、)半连续铸造
选用高纯阴极铜为原料，然后在有芯工频感应炉内熔化，铜液面用煅烧木炭覆盖， 出炉温度为1180°C，铸造温度1180°C。结晶器表面在煤气保护下密封铸造，烧铸速度6m/ 时，冷却水压2. ^g/cm2。浇铸结束后，从地炕中吊出铜扁锭，而后锯切定尺为13 243x 1560mm,即为实施方式所用铜扁锭。2、)加热:
本实施例以13 243x 1560mm (高度χ宽度χ长度)铜扁锭为原料，在三段连续加热炉(现有炉子)中将其加热到900°C，加热时间2小时，炉内压力为微正压，而后出炉热车U
3、)热轧开坯
凹槽1、凸台2、铜扁锭高度h、铜扁锭宽度b、H、凸台上宽度bl、b2 将加热后的铜扁锭在一组孔型系列中进行热轧开坯，采用了大变形加工，具体是 铜扁锭先进入0500mm轧机进行第①-⑤道次孔型轧制(图1-图5)，其中第一道(图 1)在箱形孔型中轧制，轧制后为矩形断面，其高度为h=132 mm，宽度为b= 246mm；
第二道(图2)在带有槽底凸度的箱形孔型中轧制后为矩形断面上下面中部带有对称的凹槽 1，尺寸为 h=123mm，b= 254mm,
第三道次(图3)轧后轧坯矩形断面两边部带有凸台(2)，凸台上宽度(bl)为51mm，凸台下宽度(b2)为 53mm，轧制后尺寸为 h=75mm，H=84mm, b=253mm。第四道次(图4)轧后，凸台上宽度(bl)为49mm，凸台下宽度(b2)为51mm，孔型平面段高度(h)为53mm，孔型总高度(H)为68mm，孔型槽底宽度(b)为261mm ；
第五道次(图5)轧制后，凸台(2)呈哑铃形状，凸台(2)半径(R)为23mm，孔型平面段高度(h)为37mm，孔型总高度(H)为78mm，孔型槽底宽度(b)为263mm ； 之后在0300mm中轧机上轧制3道次(图6-图8)，其中
第一道(图6)，孔型平面段高度(h)为21mm，孔型总高度(H)为50. 5mm，孔型槽底宽度 (b)为 268mm;凸台(2)半径(R)为 19mm;
第二道次(图7)主要起控制轧件宽度，加工侧边作用；
第三道次(图8)轧制后即为本实施方式中所需的热轧坯，其规格为h=13. 5mm, H=37mm, b=263mm,半径R=17mm，热轧总加工率达到ε =90%。4、)酸洗将热轧坯在浓度为10-20%的硫酸溶液中酸洗，清刷热轧坯表面的氧化皮。5、)清刷表面处理经酸洗的热轧坯，在0=25Omm 二辊式清刷机上清刷其表面残留的铜粉和氧化皮，并人工处理坯料表面的飞边、毛刺等局部缺陷。6、)冷轧清刷后的热轧坯料在0300mm中轧机上进行冷轧，以消除热轧坯表面的麻坑、麻面等缺陷，以提高表面光洁度和表面质量。冷轧总加工率为ε =23%，冷轧后坯料尺寸为:ll/30x 261mm。7、)退火将冷轧坯料装入二台75kW电阻退火炉中进行再结晶退火(温度 650°C，时间2小时)，以消除加工硬度。8、)酸洗在浓度为10-20%的硫酸溶液中清洗冷轧坯经退火后表面形成的氧化皮。9、)清刷表面处理清刷经酸洗后表面仍残留的铜粉，氧化皮、水印等，并修理酸洗后坯料表面的局部起皮、毛刺等缺陷。10、)拉伸在30t链式直条拉伸机上拉伸出成品铜电解用实芯异型导电铜排。拉伸主要目的是控制产品的尺寸公差，控制平直度。拉伸后成品断面为在断面上部靠两边各有一个半径R=15mm的半圆，断面下部为一个厚10mm，宽^Omm矩形，成品总长5860mm.
11、)检验按照技术要求进行检验。12、)包装经检验合格的产品，按包装要求进行包装入库。
权利要求
1.一种铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法，其特征在于它由下列步骤组成1)半连续铸造电铜在电炉中溶化后，利用现有半连续铸造设备铸造出铸锭，锯切为铜扁锭；2)加热将铜扁锭在加热炉中加热，加热温度为850-900°C，时间1. 5-2小时；3)热轧开坯经加热后的铜扁锭在一组孔型系列中进行热轧加工变形，先在0500mm轧机上轧制五道次，之后在0300mm轧机上轧制3道次，最后得到热轧坯，热轧总加工率达到ε =90% ；4)酸洗将热轧坯在浓度为10-20%的硫酸溶液中浸泡酸洗，以去除热轧坯表面的氧化皮；5)清刷表面处理清刷酸洗后的热轧坯表面的残留铜粉、氧化皮，同时修理表面局部毛刺、飞边；6、)冷轧把清刷后的热轧坯料在0300mm轧机上进行冷轧，以消除热轧坯表面缺陷，提高表面光洁度，冷轧总加工率为ε =21-23%;7、)退火将冷轧坯在电炉中进行再结晶退火，退火温度为600-650°C，退火时间为 1. 5-2小时；8、)酸洗在浓度为10-20%的硫酸溶液中清洗退火后坯料表面的氧化皮；9、)清刷表面处理清刷经酸洗后表面仍残留的铜粉、氧化皮，修理表面局部缺陷；10、)拉伸在链式直条拉伸机上拉伸出成品；11、)检验按照技术要求进行检验；12、)包装经检验合格的产品，按包装要求进行包装入库。
2.根据权利要求1所述的铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法，其特征在于所述半连续铸造步骤中铜扁锭锯的尺寸为123-132 χ 232-243 xl560mm。
3.根据权利要求1或2所述的铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法，其特征在于 所述热轧开坯步骤中在0500mm轧机上轧制五道次，第一道次中孔型平面段高度(h)为1观-132讓，孔型槽底宽度(b)为240-246mm ；第二道次在带有槽底凸度的箱形孔型中轧制，轧制后轧坯矩形断面中部带有对称的凹槽(1)，孔型平面段高度(h)为110-123mm，孔型槽底宽度(b)为250-254mm;第三道次轧后轧坯矩形断面两边部带有凸台(2)，凸台上宽度(bl)为51mm，凸台下宽度(b2)为53mm，孔型平面段高度(h)为70_75mm，孔型总高度(H)为79_84mm，孔型槽底宽度(b)为 253mm ；第四道次轧后，凸台上宽度(bl)为49mm，凸台下宽度(b2)为51mm，孔型平面段高度(h) 为50-53mm，孔型总高度(H)为64_68mm，孔型槽底宽度(b)为沈0-沈1讓；第五道次轧制后，凸台(2)呈哑铃形状，凸台(2)半径(R)为23mm，孔型平面段高度(h) 为35-37mm，孔型总高度(H)为74_78mm，孔型槽底宽度(b)为；在0300mm轧机第一道次轧制后，孔型平面段高度(h)为19_21mm，孔型总高度(H)为 48-50. 5mm,孔型槽底宽度(b )为沈5-沈8讓；凸台(2 )半径(R)为19mm ；0300mm轧机第三道次轧制后的热轧坯规格为，孔型平面段高度(h)为12-13. 5mm，孔型总高度(H)为32_37mm， 孔型槽底宽度(b)为260-263mm，凸台(2)半径(R)为17mm。
全文摘要
本发明公开了一种铜电解用实芯异型导电铜排的生产方法，以解决现有用水平连续铸造坯加工实芯异型导电铜排存在的铸造组织晶粒粗大，内部组织疏松致密度不高等缺陷。本发明方法由下列步骤组成半连续铸造—加热—热轧开坯—酸洗—清刷表面处理—冷轧—退火—酸洗—清刷表面处理—拉伸—检验—包装。本发明加热后的铜扁锭在一组孔型系列中进行热轧加工变形，先在 500mm轧机上轧制五道次，之后在 300mm轧机上轧制3道次，多道次大加功率热轧变形加工后，最大的优点是消除了铸锭内部的粗大晶粒，改善了铸锭内部疏松等缺陷，使铸造组织完全变为加工组织，加之经冷轧、退火、拉伸后，使金属的表面光洁无缺陷，质量指标大为提高。
文档编号B21B1/08GK102416556SQ20111032306
公开日2012年4月18日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者刘生伟, 曹向阳, 李双龙, 薛永庆, 邓予生, 魏宽坤 申请人:白银有色集团股份有限公司