一种高纯高导用无氧铜带的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高纯高导无氧铜带的生产工艺，包括以下步骤：（1）高纯铜熔炼；（2）上引连铸铜杆；（3）用连续挤压机组生产铜带坯；（4）将铜带坯铣面；（5）采用冷轧机组进行轧制；（6）铜带板型矫直及控制；（7）退火；（8）清洗钝化；（9）分切。本发明生产的高纯高导无氧铜带具有铜含量高、氧含量低、导电性能高、塑性加工性能高、板型质量高等优点，且该工艺流程短、高效、节能。
【专利说明】
一种高纯高导用无氧铜带的生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其涉及一种高纯高导无氧铜带的生产工
-H-
O
【背景技术】
[0002]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，它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之一。
[0003]无氧铜带一般采用以下生产工艺方法:
真空炉熔炼一铸锭一加热一热乳一铣面一冷乳一中间退火一清洗一冷乳一清洗一分切
传统的用无氧铜带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。
【发明内容】
[0004]针对现有生产工艺存在的不足，本发明设计了一种高纯高导无氧铜带的生产工艺。利用该工艺生产的高纯高导无氧铜带具有铜含量高、氧含量低、塑性加工性能高、导电性能尚、板型质量尚等优点，而且该工艺流程短、尚效、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:
高纯铜熔炼一上引连铸一连续挤压一铣面一多道次冷乳一矫直一退火一清洗钝化一分切
本发明的技术方案是:
1.高纯铜熔炼:以I号标准阴极铜为原料，采用真空电子束熔炼、凝固，去除杂质元素。
[0006]电子枪工作真空度为5\10-叩&，熔炼室真空度为5\10—叩&，加速电压501^。牵引速度为5mm/min。获得的高纯铜铸锭的铜含量大于99.999%，导电率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%。
[0007]2.上引连铸:以高纯铜为原料，将高纯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。
[0008]所述的上引连铸铜杆的成分组成为:Cu含量大于99.999%，氧含量小于0.0003%，导电率大于102.5%IACS。
[0009]熔炼炉的温度为1145°C，采用烘干的木碳覆盖，木炭覆盖厚度230mm。保温炉的温度为1140°C，采用石墨磷片覆盖，其覆盖厚度50_。
[0010]上引铜杆速度260mm/min，引杆直径Φ 32mm。
[0011 ] 3.连续挤压:以步骤2制备的铜杆为原料，采用连续挤压机组生产铜带坯，连续挤压机转速为2.9r/min，铜带还的宽度为350mm。连续挤压铜带还用腔体的通道长度为100mm，腔体内温度大于7600C，腔体内压力大于1500MPa，腔体与挤压轮的间隙为1.0mm，腔体使用前先进行预热，预热温度为480°C，预热时间为5小时。连续挤压铜带坯用模具厚度为60mm，模具的模角为20°，模具的定径带长度为20mm。
[0012]4.铣面:将铜带坯上下表面和侧边进行铣面，上下表面铣削的厚度为0.3?0.5mm，侧边铣削的厚度为0.5-1.0mm。
[0013]铣刀转速600?700r/min、铣刀直径为Φ200ι?πι、铜带坯铣削速度6?8m/min、铣削后纵向厚度公差小于0.05mm、铣削后横向厚度公差小于0.03mm、铣削表面粗糙度小于1.0μmD
[0014]5.多道次冷乳:采用冷乳机组对铣面后的铜带坯料进行多道次乳制，道次加工率为31?35%。最后一个道次的道次加工率小于20%，乳制速度小于200m/min，前乳制张力小于0.5 KN0
[0015]6.矫直:对铜带进行板型矫直及控制，前张力控制在0.5-0.8KN，后张力控制在0.3-0.6KN，铜带的延伸率控制在0.6-1.0%。矫直后铜带的板型小于101，厚度公差小于土
0.002mmo
[0016]7.退火:采用光亮退火设备对矫直后的铜带进行退火，退火温度200 V，退火时间5h。采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体，防止铜带氧化。退火后铜带的Cu含量大于99.999%，氧含量小于0.0003%，导电率大于102.5%IACS，铜带抗拉强度小于220MPa，延伸率大于60%。
[0017]8.清洗钝化:将冷乳后的铜带进行清洗钝化，利用碱液对铜带进行脱脂，脱脂储液箱采用油水分离技术，采用12%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用500目的针刷粗抛光和3500目3M刷进行精抛，抛光后经700C?80°C、0.3%?0.35%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
[0018]9.分切:采用分切设备按照客户合同要求尺寸对铜带进行分切。
[0019]采用上述技术方案，具有以下优势:
1、采用真空电子束熔炼技术，去除杂质，其中高纯铜铸锭的铜含量大于99.999%;采用高纯铜为原料，利用上引技术连铸铜杆，其中铜含量大于99.999%，氧含量彡0.0003%，导电率彡 102.5%IACS。
[0020]2.采用连续挤压技术、铣面技术、、多道次乳制技术和矫直技术相结合，提供了板型质量良好的铜带，铜带的板型良好，小于101，有利于后续的加工和使用。
[0021]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35%以上，成材率达到76%以上。
【具体实施方式】
[0022]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。
[0023]实施例1
本实施例1一种高纯高导无氧铜带的生产流程为:高纯铜熔炼一上引连铸一连续挤压一铣面一多道次冷乳一矫直一退火一清洗钝化一分切。
[0024]其具体步骤为:
1.高纯铜熔炼:以I号标准阴极铜为原料，采用真空电子束熔炼、凝固，去除杂质元素。电子枪工作真空度为5X10—3Pa，熔炼室真空度为5X10—3Pa，加速电压50KV。牵引速度为5mm/min。获得的高纯铜铸锭的铜含量99.9995%，氧含量0.0001%，导电率102.6%IACS。
[0025]2.上引连铸:以高纯铜为原料，将高纯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]所述的上引连铸铜杆的成分组成为:铜含量99.9995%，氧含量0.0001%，导电率102.6%IACSo
[0027]熔炼炉的温度为1145°C，采用烘干的木碳覆盖，木炭覆盖厚度230mm。保温炉的温度为1140°C，采用石墨磷片覆盖，其覆盖厚度50_。
[0028]上引铜杆速度260mm/min，引杆直径Φ 32mm。
[0029]3.连续挤压:以步骤2制备的铜杆为原料，采用连续挤压机组生产铜带坯，连续挤压机转速为2.9r/min，铜带还的宽度为350mm。连续挤压铜带还用腔体的通道长度为100mm，腔体内温度大于7600C，腔体内压力大于1500MPa，腔体与挤压轮的间隙为1.0mm，腔体使用前先进行预热，预热温度为480°C，预热时间为5小时。连续挤压铜带坯用模具厚度为60mm，模具的模角为20°，模具的定径带长度为20mm。
[0030]4.铣面:将铜带坯上下表面和侧边进行铣面，上下表面铣削的厚度为0.3mm，侧边铣削的厚度为0.5mm。
[OO31 ] 铣刀转速600r/min、铣刀直径为Φ 200mm、铜带还铣削速度:6?8m/min、铣削后纵向厚度公差0.053mm、铣削后横向厚度公差0.02mm、铣削表面粗糙度0.8μπι。
[0032]5.多道次冷乳:采用冷乳机组对铣面后的铜带坯料进行多道次乳制，道次加工率为32%。最后一个道次的道次加工率15%，乳制速度100m/min，前乳制张力0.3ΚΝ。
[0033]6.矫直:对铜带进行板型矫直及控制，前张力控制在0.5KN，后张力控制在0.3KN，铜带的延伸率控制在0.6%。矫直后铜带的板型小于81，厚度公差为±0.001mm。
[0034]7.退火:采用光亮退火设备对矫直后的铜带进行退火，退火温度200 0C，退火时间5h。采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体，防止铜带氧化。退火后铜带的铜含量99.9995%，氧含量0.0001%，导电率102.6%1403，铜带抗拉强度21010^，延伸率65%。
[0035]8.清洗钝化:将冷乳后的铜带进行清洗钝化，利用碱液对铜带进行脱脂，脱脂储液箱采用油水分离技术，采用12%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用500目的针刷粗抛光和3500目3M刷进行精抛，抛光后经700C?80°C、0.3%?0.35%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
[0036]9.分切:采用分切设备按照客户合同要求尺寸对铜带进行分切。
[0037]实施例2
本实施例2高纯高导铜带的生产流程为:上引连铸一连续挤压一铣面一多道次冷乳一矫直一退火一清洗钝化一分切。
[0038]缺少高纯铜熔炼的步骤，其它步骤与实施例1相同。
[0039]实施例3
本实施例3高纯高导无氧铜带的生产流程为:高纯铜熔炼一上引连铸一连续挤压一铣面一多道次冷乳一退火一清洗钝化一分切。
[0040]缺少矫直的步骤，其它步骤与实施例1相同。
[0041]对比例I
采用传统工艺制备无氧铜带: 真空炉熔炼一铸锭一加热一热乳一铣面一冷乳一中间退火一清洗一冷乳一清洗一分切。
[0042]性能测试及分析
通过本领域公知的技术进行性能测试及分析，分析结构如下:
本实施例1制得的铜材纯度非常高，铜含量99.9995%，氧含量0.0001%，导电率102.6%IACS，铜带抗拉强度210MPa，延伸率65%。铜带的板型81，有利于后续的加工和使用。
[0043 ] 实施例2-3制得的铜带导电率小于101.5%I ACS，且板型大于1I，成材率不到70%。
[0044]对比例I制得的高纯高导无氧铜带氧含量大于0.005%，铜含量小于99.97%，能耗非常大。
[0045]综上所述，本发明的生产工艺流程短、高效、节能，且制得的高纯高导无氧铜带具有优异的性能。
[0046]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】
1.一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于包括以下步骤: (1)高纯铜熔炼:以I号标准阴极铜为原料，采用真空电子束熔炼、凝固，去除杂质元素； (2)上引连铸:以步骤(I)中制备高纯铜为原料，将阴极铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化，采用木炭、石墨鳞片覆盖铜液表面，采用牵引机组上引铜杆； (3)连续挤压:以步骤(2)中制备的铜杆为原料，采用连续挤压机组生产铜带坯； (4)铣面:将铜带坯上下表面和侧边进行铣面； (5)多道次冷乳:采用冷乳机组对铣面后的铜带坯料进行多道次乳制； (6)矫直:对铜带进行板型矫直及控制； (7)退火:采用光亮退火设备对矫直后的铜带进行退火； (8)清洗钝化:将冷乳后的铜带进行清洗钝化； (9)分切:采用分切设备对铜带进行分切； 所述的一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺制备的高纯高导无氧铜带，其铜含量大于99.999%，导电率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%，抗拉强度小于220MPa，延伸率大于60%，厚度公差小于±0.002mm。2.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(1)中的电子枪工作真空度为5X 10—3Pa，熔炼室真空度为5 X 10—3Pa，加速电压50KV，牵引速度为5mm/min;获得的高纯铜铸锭的铜含量大于99.999%，导电率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%。3.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(2)中的熔炼炉的温度为1145°C，采用烘干的木碳覆盖，木炭覆盖厚度230mm;保温炉的温度为1140°C，采用石墨磷片覆盖，其覆盖厚度50_。4.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(2)中上引铜杆速度260mm/min，上引铜杆直径Φ32mm;上引连铸铜杆的成分组成为:铜含量大于99.999%，氧含量小于0.0003%，导电率大于102.5%IACS。5.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(3)中连续挤压机转速为2.9r/min，铜带坯的宽度为350mm;连续挤压铜带坯用腔体的通道长度为100mm，腔体内温度大于760°C，腔体内压力大于1500MPa，腔体与挤压轮的间隙为1.0mm，腔体使用前先进行预热，预热温度为480°C，预热时间为5小时;连续挤压铜带坯用模具厚度为60mm，模具的模角为20°，模具的定径带长度为20mm。6.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(4)中铜带还上下表面铣削的厚度为0.3?0.5mm，侧边铣削的厚度为0.5?1.0mm。7.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(4)中铣刀转速600?700r/min、铣刀直径:Φ200πιπι、铜带坯铣削速度:6?8m/min、铣削后纵向厚度公差小于0.05mm、铣削后横向厚度公差小于0.03mm、铣削表面粗糙度小于1.0ym。8.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(5)中乳制道次加工率为31?35%;最后一个道次的道次加工率小于20%，乳制速度小于200111/1^11，前乳制张力小于0.5 KN09.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(6)中铜带板型矫直及控制，前张力控制在0.5-0.8KN，后张力控制在0.3-0.6KN，铜带的延伸率控制在0.6-1.0%;矫直后铜带的板型小于1I，厚度公差小于±0.002mm。10.如权利要求1所述一种高纯高导无氧铜带铜带的生产工艺，其特征在于:所述步骤(7)中铜带退火温度200 0C，退火时间5h ；采用20%H2+80%N2的混合气体作为保护气体，防止铜带氧化;退火后铜带的Cu含量大于99.999%，氧含量小于0.0003%，导电率大于102.5%IACS，铜带抗拉强度小于220MPa，延伸率大于60%。
【文档编号】B21C37/02GK106001160SQ201610639048
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月5日
【发明人】徐高磊
【申请人】徐高磊