专利名称：合金线材的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种合金线材的制造方法，尤其是涉及一种含铅铍铜合金棒线材的制造方法。
背景技术：
含铅铍铜合金目前主要用于射频连接器及路线板检测的电子探针，通常的，这些行业均采用高速自动车床把棒材加工为特定的零件，如同轴连接器内导体等，为了实现较高的尺寸精度和保证生产效率，必须降低零件加工过程的切削力以便于清理车屑。为此，世界最大的铍铜企业美国Brush weIlman公司和日本NGK公司在铍铜合金中加入铅以改善车屑加工性能，但由于铍铜合金加入一定量铅元素。后会产生高温脆性 (铅元素几乎不固溶于铍铜合金，在700°C以上液相分布于晶界)，造成热挤压或连铸引锭后非常易断裂。现有的铍铜生产工艺，如图1所示，包括以下步骤1、半连续或铁模铸园锭；2、热挤压；3、拉伸及热处理；而这样的工艺在热挤压环节由于铍铜合金加入一定量铅元素后在正常挤压温度区间(720°C -790°C会产生高温脆性 (铅元素几乎不固溶于铍铜合金，在700°C以上液相分布于晶界)，造成挤出棒坯非常易碎裂，以致国内装备水平无法生产该种材料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种含铅铍铜棒合金线材的制造方法，可有效的解决加入铅元素后导致的棒坯挤压成型困难问题。本发明的目的通过提供以下技术方案实现一种合金线材的制造方法，其中，包括以下步骤第一步、非真空下安装引坯杆在抽真空前安装引坯杆；第二步、真空熔化对已加好的原料的熔炼炉抽真空，送电熔化；第三步、非真空下引坯杆与水平连续铸造机相连；第四步、水平连铸启动铸造机，通过控制拉停、速度、冷却水流量进行铸造棒坯， 实现由原料至含铅铍铜棒坯的转变；第五步、拉伸及热处理盘卷棒材的拉伸加工和热处理交替进行指导产品直径接近成品尺寸；第六步、矫直定尺进行矫直、定尺。进一步地，在所述第四步和第五步之间，还包括一旋转锻造或轧制步骤由于铸坯塑性低不适应直接进行拉伸加工，采用常温旋转锻造或轧制方法作为铸坯向拉伸加工前进行再结晶热处理的变形量准备，提高致密度并以改善组织。再进一步地，在所述第六步后，还包括一磨光步骤经过磨床加工以达到精密的尺寸和完好的表面。
所述磨床为无心磨床。再进一步地，在所述第一步前，首先在真空无心感应熔炼炉的坩埚底部位于最底线圈的下面坩埚处开孔安装水平连铸结晶器，在水平连铸结晶器中的石墨管内孔通过气相沉积的方法，生成一层金刚石正四面体结构薄膜，通过这种致密连续的表面结构减轻了与铍元素的反应趋势和速度，使水平连铸结晶器中的石墨管的工作寿命具有生产可行性。再进一步地，在抽真空前安装引坯杆，采用单孔或双孔结晶器，安装一支或两支引坯杆。更进一步地，在第二步中，先将工艺温度提升至1100°C 1250°C范围后打开炉罩；再把已装在结晶器内的引坯杆与铸造机连接。 与现有技术相比，本发明的有益效果是设备投入少、控制难度低、成材率高、能耗低，产品性能完全达到ASTMB196《铍铜棒材》国际先进标准产品水平。
下面结合附图对本发明作进一步说明图1为铍铜生产工艺流程图。图2为本发明最佳实施方式合金线材制造方法的流程图。
具体实施例方式以下参照
本发明的最佳实施方式。引锭后非常易断裂的原因主要包括两点1、由于合金的氢含量高造成铸坯的组织疏松并降低了液态流动性造成连铸补缩时铜水跟不上，产生裂纹；2、由于合金中的铍元素在液态下易于水平连铸结晶器中的石墨管中的菱面体结构与六方结构混杂的松散石墨进行反应生成碳铍化合物(Be2C)，快速造成石墨管内孔的粗糙损伤，造成连铸的拉出困难以致由于拉力过大造成棒坯断裂。本发明采用真空熔炼的方法控制合金的氢含量，减少了铸坯的组织疏松并改善了补缩的铜水流动性，同时通过在水平连铸结晶器中的石墨管内孔通过气相沉积的方法，生成一层金刚石正四面体结构薄膜，通过这种致密连续的表面结构减轻了与铍元素的反应趋势和速度，使水平连铸结晶器中的石墨管的工作寿命具有生产可行性。随后为了改变连铸棒坯的铸造组织性能，以适应减径拉伸加工，本发明对连铸棒坯进行一到三次的常温旋转锻造并配合再结晶热处理。最后再通过拉伸、热处理、矫直、磨光等工序至成品。本发明的含铅铍铜棒合金线材制造方法是这样的首先在真空无心感应熔炼炉的坩埚底部位于最底线圈的下面坩埚处开孔安装水平连铸结晶器(结晶器中的石墨管内孔通过气相沉积的方法生成一层金刚石正四面体结构薄膜)，其次，包括以下步骤S100、非真空下安装引坯杆在抽真空前安装引坯杆，可采用单孔或双孔结晶器， 安装一支或两支引坯杆；S101、真空熔化对已加好的原料的熔炼炉抽真空，送电熔化；S102、非真空下引坯杆与水平连续铸造机相连至工艺温度1100°C 1250°C范围后打开炉罩，把已装在结晶器内的引坯杆与铸造机连接；
S103、水平连铸启动铸造机，通过控制拉停、速度、冷却水流量进行铸造棒坯，实现由原料至含铅铍铜棒坯的转变；S104、旋转锻造或轧制为了改善铸造棒坯的致密度和组织，以便于拉伸加工，本方法采用常温旋转锻造或轧制方法作为铸坯向拉伸加工前进行再结晶热处理，以改善组织；S105、拉伸及热处理盘卷棒材的拉伸加工和热处理交替进行指导产品直径接近成品尺寸；S106、矫直定尺进行矫直、定尺；S107、磨光经过无心磨床加工以达到精密的尺寸和完好的表面。以下通过一直径Φ7含铅铍铜棒的具体实施例来进一步说明本发明的含铅铍铜棒合金线材制造方法在50kg真空无心感应熔炼炉底部线圈的下面安装单孔或双孔，内孔Φ 12的连续结晶器，在坩埚壁内装入热电偶。在结晶器内插入长约300mm的引坯杆。在坩埚加入原料后抽真空至-0. IMPa以下，送电熔化，升温至1200°C以上保温以充分熔化原料并脱去液态铜水中气体。去除真空在铜水表面加入鳞片石墨覆盖剂，把引坯杆与铸造机相连，进行水平连续铸造，采用停-拉-停-拉动作反复进行，炉温1IOO0C 1250°C，拉速0. 3 0. 9米/分， 拉停节距长度7 20mm，坯料从结晶器拉出后采用外部水冷却至常温。坯料直径Φ 11. 8 Φ 11. 95mm，打圈。把直径Φ 11. 58的打卷含铅铍铜棒坯通过放料架送入旋转锻造机加工至外径 Φ 10. 5打卷，750°C再结晶退火，再次进行旋锻至Φ9. 5，再次750°C再结晶退火后转入拉丝机进行拉伸减径加工，中间进行软化退化直至加工到Φ8. 2，在750°C -800°C温度下进行热处理，再拉伸加工至Φ 7. 2，从而实现TD04状态(固溶热处理+冷加工硬化状态)，继续经过矫直、定尺、磨光工序，实现Φ7. 0(+0-0. 01) X2500mm，，化学成分铜97. 5%, Be 1. 85%, Pb 0. 35%, Co 0.25%、杂质余量，状态TD04的成品。其它技术指标如下
权利要求
1.一种合金线材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤第一步、非真空下安装引坯杆在抽真空前安装引坯杆；第二步、真空熔化对已加好的原料的熔炼炉抽真空，送电熔化；第三步、非真空下引坯杆与水平连续铸造机相连；第四步、水平连铸启动铸造机，通过控制拉停、速度、冷却水流量进行铸造棒坯，实现由原料至含铅铍铜棒坯的转变；第五步、拉伸及热处理盘卷棒材的拉伸加工和热处理交替进行指导产品直径接近成品尺寸；第六步、矫直定尺进行矫直、定尺。
2.根据权利要求1所述的合金线材的制造方法，其特征在于，在所述第四步和第五步之间，还包括一旋转锻造或轧制步骤采用常温旋转锻造或轧制方法作为铸坯向拉伸加工前进行再结晶热处理，以改善组织。
3.根据权利要求1所述的合金线材的制造方法，其特征在于，在所述第六步后，还包括一磨光步骤经过磨床加工以达到精密的尺寸和完好的表面。
4.根据权利要求3所述的合金线材的制造方法，其特征在于，所述磨床为无心磨床。
5.根据权利要求1所述的合金线材的制造方法，其特征在于，在所述第一步前，首先在真空无心感应熔炼炉的坩埚底部位于最底线圈的下面坩埚处开孔安装水平连铸结晶器。
6.根据权利要求1所述的合金线材的制造方法，其特征在于，在抽真空前安装引坯杆， 采用单孔或双孔结晶器，安装一支或两支引坯杆。
7.根据权利要求1所述的合金线材的制造方法，其特征在于，在第二步中，先将工艺温度提升至1100°C 1250°C范围后打开炉罩；再把已装在结晶器内的引坯杆与铸造机连接。
全文摘要
本发明提供了一种合金线材的制造方法，其中，包括以下步骤第一步、非真空下安装引坯杆在抽真空前安装引坯杆；第二步、真空熔化对已加好的原料的熔炼炉抽真空，送电熔化；第三步、非真空下引坯杆与水平连续铸造机相连；第四步、水平连铸启动铸造机，通过控制拉停、速度、冷却水流量进行铸造棒坯，实现由原料至含铅铍铜棒坯的转变；第五步、拉伸及热处理盘卷棒材的拉伸加工和热处理交替进行指导产品直径接近成品尺寸；第六步、矫直定尺进行矫直、定尺。与现有技术相比，本发明的有益效果是设备投入少、控制难度低、成材率高、能耗低，产品性能完全达到ASTMB196《铍铜棒材》国际先进标准产品水平。
文档编号B22D11/12GK102451893SQ20101051877
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者陈红, 韩坦 申请人:苏州金江铜业有限公司, 韩坦