一種高純高導(dǎo)用無(wú)氧銅帶的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：（1）高純銅熔煉；（2）上引連鑄銅桿；（3）用連續(xù)擠壓機(jī)組生產(chǎn)銅帶坯；（4）將銅帶坯銑面；（5）采用冷軋機(jī)組進(jìn)行軋制；（6）銅帶板型矯直及控制；（7）退火；（8）清洗鈍化；（9）分切。本發(fā)明生產(chǎn)的高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶具有銅含量高、氧含量低、導(dǎo)電性能高、塑性加工性能高、板型質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，且該工藝流程短、高效、節(jié)能。
【專利說(shuō)明】
一種高純高導(dǎo)用無(wú)氧銅帶的生產(chǎn)工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶的生產(chǎn)工
-H-
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【背景技術(shù)】
[0002]銅及銅合金具有高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，以及良好的延展性，易于加工等特點(diǎn)，而且真空密封性能優(yōu)異，即使很薄也不會(huì)漏氣，這對(duì)電真空器件尤為重要。另外，它還具有優(yōu)異的焊接性能，幾乎所有液態(tài)焊料都能良好地對(duì)其表面進(jìn)行潤(rùn)濕，而無(wú)須鍍鎳。因此，銅及銅合金是電真空器件廣泛采用的金屬之一。
[0003]無(wú)氧銅帶一般采用以下生產(chǎn)工藝方法:
真空爐熔煉一鑄錠一加熱一熱乳一銑面一冷乳一中間退火一清洗一冷乳一清洗一分切
傳統(tǒng)的用無(wú)氧銅帶生產(chǎn)工藝存在投資規(guī)模大、成材率低、產(chǎn)品長(zhǎng)度有限、生產(chǎn)效率低、能耗大、產(chǎn)品氧含量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝存在的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶的生產(chǎn)工藝。利用該工藝生產(chǎn)的高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶具有銅含量高、氧含量低、塑性加工性能高、導(dǎo)電性能尚、板型質(zhì)量尚等優(yōu)點(diǎn)，而且該工藝流程短、尚效、節(jié)能。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
高純銅熔煉一上引連鑄一連續(xù)擠壓一銑面一多道次冷乳一矯直一退火一清洗鈍化一分切
本發(fā)明的技術(shù)方案是:
1.高純銅熔煉:以I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)陰極銅為原料，采用真空電子束熔煉、凝固，去除雜質(zhì)元素。
[0006]電子槍工作真空度為5\10-叩&，熔煉室真空度為5\10—叩&，加速電壓501^。牽引速度為5mm/min。獲得的高純銅鑄錠的銅含量大于99.999%，導(dǎo)電率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%。
[0007]2.上引連鑄:以高純銅為原料，將高純銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機(jī)組上引銅桿。
[0008]所述的上引連鑄銅桿的成分組成為:Cu含量大于99.999%，氧含量小于0.0003%，導(dǎo)電率大于102.5%IACS。
[0009]熔煉爐的溫度為1145°C，采用烘干的木碳覆蓋，木炭覆蓋厚度230mm。保溫爐的溫度為1140°C，采用石墨磷片覆蓋，其覆蓋厚度50_。
[0010]上引銅桿速度260mm/min，引桿直徑Φ 32mm。
[0011 ] 3.連續(xù)擠壓:以步驟2制備的銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓機(jī)組生產(chǎn)銅帶坯，連續(xù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)速為2.9r/min，銅帶還的寬度為350mm。連續(xù)擠壓銅帶還用腔體的通道長(zhǎng)度為100mm，腔體內(nèi)溫度大于7600C，腔體內(nèi)壓力大于1500MPa，腔體與擠壓輪的間隙為1.0mm，腔體使用前先進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為480°C，預(yù)熱時(shí)間為5小時(shí)。連續(xù)擠壓銅帶坯用模具厚度為60mm，模具的模角為20°，模具的定徑帶長(zhǎng)度為20mm。
[0012]4.銑面:將銅帶坯上下表面和側(cè)邊進(jìn)行銑面，上下表面銑削的厚度為0.3?0.5mm，側(cè)邊銑削的厚度為0.5-1.0mm。
[0013]銑刀轉(zhuǎn)速600?700r/min、銑刀直徑為Φ200ι?πι、銅帶坯銑削速度6?8m/min、銑削后縱向厚度公差小于0.05mm、銑削后橫向厚度公差小于0.03mm、銑削表面粗糙度小于1.0μmD
[0014]5.多道次冷乳:采用冷乳機(jī)組對(duì)銑面后的銅帶坯料進(jìn)行多道次乳制，道次加工率為31?35%。最后一個(gè)道次的道次加工率小于20%，乳制速度小于200m/min，前乳制張力小于0.5 KN0
[0015]6.矯直:對(duì)銅帶進(jìn)行板型矯直及控制，前張力控制在0.5-0.8KN，后張力控制在0.3-0.6KN，銅帶的延伸率控制在0.6-1.0%。矯直后銅帶的板型小于101，厚度公差小于土
0.002mmo
[0016]7.退火:采用光亮退火設(shè)備對(duì)矯直后的銅帶進(jìn)行退火，退火溫度200 V，退火時(shí)間5h。采用20%H2+80%N2的混合氣體作為保護(hù)氣體，防止銅帶氧化。退火后銅帶的Cu含量大于99.999%，氧含量小于0.0003%，導(dǎo)電率大于102.5%IACS，銅帶抗拉強(qiáng)度小于220MPa，延伸率大于60%。
[0017]8.清洗鈍化:將冷乳后的銅帶進(jìn)行清洗鈍化，利用堿液對(duì)銅帶進(jìn)行脫脂，脫脂儲(chǔ)液箱采用油水分離技術(shù)，采用12%的硫酸溶液對(duì)銅帶進(jìn)行酸洗，采用500目的針?biāo)⒋謷伖夂?500目3M刷進(jìn)行精拋，拋光后經(jīng)700C?80°C、0.3%?0.35%的苯丙三氮唑水溶液鈍化處理。
[0018]9.分切:采用分切設(shè)備按照客戶合同要求尺寸對(duì)銅帶進(jìn)行分切。
[0019]采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)勢(shì):
1、采用真空電子束熔煉技術(shù)，去除雜質(zhì)，其中高純銅鑄錠的銅含量大于99.999%;采用高純銅為原料，利用上引技術(shù)連鑄銅桿，其中銅含量大于99.999%，氧含量彡0.0003%，導(dǎo)電率彡 102.5%IACS。
[0020]2.采用連續(xù)擠壓技術(shù)、銑面技術(shù)、、多道次乳制技術(shù)和矯直技術(shù)相結(jié)合，提供了板型質(zhì)量良好的銅帶，銅帶的板型良好，小于101，有利于后續(xù)的加工和使用。
[0021]3.本發(fā)明流程短、高效、節(jié)能。本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比節(jié)省了鑄錠加熱、熱乳、剪邊等工序，有益效果是節(jié)約能耗35%以上，成材率達(dá)到76%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0023]實(shí)施例1
本實(shí)施例1一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶的生產(chǎn)流程為:高純銅熔煉一上引連鑄一連續(xù)擠壓一銑面一多道次冷乳一矯直一退火一清洗鈍化一分切。
[0024]其具體步驟為:
1.高純銅熔煉:以I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)陰極銅為原料，采用真空電子束熔煉、凝固，去除雜質(zhì)元素。電子槍工作真空度為5X10—3Pa，熔煉室真空度為5X10—3Pa，加速電壓50KV。牽引速度為5mm/min。獲得的高純銅鑄錠的銅含量99.9995%，氧含量0.0001%，導(dǎo)電率102.6%IACS。
[0025]2.上引連鑄:以高純銅為原料，將高純銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機(jī)組上引銅桿。
[0026]所述的上引連鑄銅桿的成分組成為:銅含量99.9995%，氧含量0.0001%，導(dǎo)電率102.6%IACSo
[0027]熔煉爐的溫度為1145°C，采用烘干的木碳覆蓋，木炭覆蓋厚度230mm。保溫爐的溫度為1140°C，采用石墨磷片覆蓋，其覆蓋厚度50_。
[0028]上引銅桿速度260mm/min，引桿直徑Φ 32mm。
[0029]3.連續(xù)擠壓:以步驟2制備的銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓機(jī)組生產(chǎn)銅帶坯，連續(xù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)速為2.9r/min，銅帶還的寬度為350mm。連續(xù)擠壓銅帶還用腔體的通道長(zhǎng)度為100mm，腔體內(nèi)溫度大于7600C，腔體內(nèi)壓力大于1500MPa，腔體與擠壓輪的間隙為1.0mm，腔體使用前先進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為480°C，預(yù)熱時(shí)間為5小時(shí)。連續(xù)擠壓銅帶坯用模具厚度為60mm，模具的模角為20°，模具的定徑帶長(zhǎng)度為20mm。
[0030]4.銑面:將銅帶坯上下表面和側(cè)邊進(jìn)行銑面，上下表面銑削的厚度為0.3mm，側(cè)邊銑削的厚度為0.5mm。
[OO31 ] 銑刀轉(zhuǎn)速600r/min、銑刀直徑為Φ 200mm、銅帶還銑削速度:6?8m/min、銑削后縱向厚度公差0.053mm、銑削后橫向厚度公差0.02mm、銑削表面粗糙度0.8μπι。
[0032]5.多道次冷乳:采用冷乳機(jī)組對(duì)銑面后的銅帶坯料進(jìn)行多道次乳制，道次加工率為32%。最后一個(gè)道次的道次加工率15%，乳制速度100m/min，前乳制張力0.3ΚΝ。
[0033]6.矯直:對(duì)銅帶進(jìn)行板型矯直及控制，前張力控制在0.5KN，后張力控制在0.3KN，銅帶的延伸率控制在0.6%。矯直后銅帶的板型小于81，厚度公差為±0.001mm。
[0034]7.退火:采用光亮退火設(shè)備對(duì)矯直后的銅帶進(jìn)行退火，退火溫度200 0C，退火時(shí)間5h。采用20%H2+80%N2的混合氣體作為保護(hù)氣體，防止銅帶氧化。退火后銅帶的銅含量99.9995%，氧含量0.0001%，導(dǎo)電率102.6%1403，銅帶抗拉強(qiáng)度21010^，延伸率65%。
[0035]8.清洗鈍化:將冷乳后的銅帶進(jìn)行清洗鈍化，利用堿液對(duì)銅帶進(jìn)行脫脂，脫脂儲(chǔ)液箱采用油水分離技術(shù)，采用12%的硫酸溶液對(duì)銅帶進(jìn)行酸洗，采用500目的針?biāo)⒋謷伖夂?500目3M刷進(jìn)行精拋，拋光后經(jīng)700C?80°C、0.3%?0.35%的苯丙三氮唑水溶液鈍化處理。
[0036]9.分切:采用分切設(shè)備按照客戶合同要求尺寸對(duì)銅帶進(jìn)行分切。
[0037]實(shí)施例2
本實(shí)施例2高純高導(dǎo)銅帶的生產(chǎn)流程為:上引連鑄一連續(xù)擠壓一銑面一多道次冷乳一矯直一退火一清洗鈍化一分切。
[0038]缺少高純銅熔煉的步驟，其它步驟與實(shí)施例1相同。
[0039]實(shí)施例3
本實(shí)施例3高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶的生產(chǎn)流程為:高純銅熔煉一上引連鑄一連續(xù)擠壓一銑面一多道次冷乳一退火一清洗鈍化一分切。
[0040]缺少矯直的步驟，其它步驟與實(shí)施例1相同。
[0041]對(duì)比例I
采用傳統(tǒng)工藝制備無(wú)氧銅帶: 真空爐熔煉一鑄錠一加熱一熱乳一銑面一冷乳一中間退火一清洗一冷乳一清洗一分切。
[0042]性能測(cè)試及分析
通過(guò)本領(lǐng)域公知的技術(shù)進(jìn)行性能測(cè)試及分析，分析結(jié)構(gòu)如下:
本實(shí)施例1制得的銅材純度非常高，銅含量99.9995%，氧含量0.0001%，導(dǎo)電率102.6%IACS，銅帶抗拉強(qiáng)度210MPa，延伸率65%。銅帶的板型81，有利于后續(xù)的加工和使用。
[0043 ] 實(shí)施例2-3制得的銅帶導(dǎo)電率小于101.5%I ACS，且板型大于1I，成材率不到70%。
[0044]對(duì)比例I制得的高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶氧含量大于0.005%，銅含量小于99.97%，能耗非常大。
[0045]綜上所述，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程短、高效、節(jié)能，且制得的高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶具有優(yōu)異的性能。
[0046]上述實(shí)施例僅用于解釋說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)高純銅熔煉:以I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)陰極銅為原料，采用真空電子束熔煉、凝固，去除雜質(zhì)元素； (2)上引連鑄:以步驟(I)中制備高純銅為原料，將陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，采用木炭、石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機(jī)組上引銅桿； (3)連續(xù)擠壓:以步驟(2)中制備的銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓機(jī)組生產(chǎn)銅帶坯； (4)銑面:將銅帶坯上下表面和側(cè)邊進(jìn)行銑面； (5)多道次冷乳:采用冷乳機(jī)組對(duì)銑面后的銅帶坯料進(jìn)行多道次乳制； (6)矯直:對(duì)銅帶進(jìn)行板型矯直及控制； (7)退火:采用光亮退火設(shè)備對(duì)矯直后的銅帶進(jìn)行退火； (8)清洗鈍化:將冷乳后的銅帶進(jìn)行清洗鈍化； (9)分切:采用分切設(shè)備對(duì)銅帶進(jìn)行分切； 所述的一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝制備的高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶，其銅含量大于99.999%，導(dǎo)電率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%，抗拉強(qiáng)度小于220MPa，延伸率大于60%，厚度公差小于±0.002mm。2.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(1)中的電子槍工作真空度為5X 10—3Pa，熔煉室真空度為5 X 10—3Pa，加速電壓50KV，牽引速度為5mm/min;獲得的高純銅鑄錠的銅含量大于99.999%，導(dǎo)電率大于102.5%IACS，氧含量小于0.0003%。3.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(2)中的熔煉爐的溫度為1145°C，采用烘干的木碳覆蓋，木炭覆蓋厚度230mm;保溫爐的溫度為1140°C，采用石墨磷片覆蓋，其覆蓋厚度50_。4.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(2)中上引銅桿速度260mm/min，上引銅桿直徑Φ32mm;上引連鑄銅桿的成分組成為:銅含量大于99.999%，氧含量小于0.0003%，導(dǎo)電率大于102.5%IACS。5.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(3)中連續(xù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)速為2.9r/min，銅帶坯的寬度為350mm;連續(xù)擠壓銅帶坯用腔體的通道長(zhǎng)度為100mm，腔體內(nèi)溫度大于760°C，腔體內(nèi)壓力大于1500MPa，腔體與擠壓輪的間隙為1.0mm，腔體使用前先進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為480°C，預(yù)熱時(shí)間為5小時(shí);連續(xù)擠壓銅帶坯用模具厚度為60mm，模具的模角為20°，模具的定徑帶長(zhǎng)度為20mm。6.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(4)中銅帶還上下表面銑削的厚度為0.3?0.5mm，側(cè)邊銑削的厚度為0.5?1.0mm。7.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(4)中銑刀轉(zhuǎn)速600?700r/min、銑刀直徑:Φ200πιπι、銅帶坯銑削速度:6?8m/min、銑削后縱向厚度公差小于0.05mm、銑削后橫向厚度公差小于0.03mm、銑削表面粗糙度小于1.0ym。8.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(5)中乳制道次加工率為31?35%;最后一個(gè)道次的道次加工率小于20%，乳制速度小于200111/1^11，前乳制張力小于0.5 KN09.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(6)中銅帶板型矯直及控制，前張力控制在0.5-0.8KN，后張力控制在0.3-0.6KN，銅帶的延伸率控制在0.6-1.0%;矯直后銅帶的板型小于1I，厚度公差小于±0.002mm。10.如權(quán)利要求1所述一種高純高導(dǎo)無(wú)氧銅帶銅帶的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(7)中銅帶退火溫度200 0C，退火時(shí)間5h ；采用20%H2+80%N2的混合氣體作為保護(hù)氣體，防止銅帶氧化;退火后銅帶的Cu含量大于99.999%，氧含量小于0.0003%，導(dǎo)電率大于102.5%IACS，銅帶抗拉強(qiáng)度小于220MPa，延伸率大于60%。
【文檔編號(hào)】B21C37/02GK106001160SQ201610639048
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年8月5日
【發(fā)明人】徐高磊
【申請(qǐng)人】徐高磊