[发明专利]一种覆铜用丝芯4J42合金的冷拉生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及膨胀合金丝材的制造方法，具体涉及一种覆铜用丝芯4J42合金的冷拉生产方法，尤其是为改善覆铜用丝芯4J42合金的力学性能和晶粒组织，而采用的一种连续盘圆冷拉加工生产方法。

背景技术

丝芯4J42合金是含Ni为41.5％～42.5％，余Fe的Fe-Ni系定膨胀合金，在380℃以下其膨胀性能和陶瓷、软玻璃相似，能与陶瓷、软玻璃良好封接，因而是一种良好的电真空封接材料，是制造电子管、晶体管放映泡和照明用灯泡所必须的材料。

4J42合金的导电性较差，将4J42合金覆铜后不仅膨胀系数提高了，使其横向的膨胀系数与软玻璃的基体一致，也大大改善了导电、导热性能。另外，在铜层的外边再涂上一层与玻璃成分接近的硼酸盐，于是与软玻璃封接时有良好的浸滑性。膨胀合金4J42作为丝芯棒材，在外面包上无氧铜，然后冷拔成细丝。目前国内外4J42作为丝芯棒材覆铜有二种生产方法。

一种是采用4J42作为丝芯棒材通过热涂或电镀或在熔融的铜液中热浸镀等方法，使合金丝的表面包覆上一层含量占总重量20％～30％的电解铜或无氧铜，覆合材料经拉拔退火再拉拔成细丝。用此生产方式，4J42芯材与电解铜(或无氧铜)二种材料间的覆合呈无缝隙整体结合，在后续拉拔深加工中覆铜层不易产生破损、表层剥落、鼓起小泡等问题。但是，这种生产方式对环保有不利影响，特别是对电镀铜废液或铜热浸镀废气等污染物的无公害处理提出了相当高的环保要求。

另一种是常用的生产方式，4J42作为丝芯棒材经直条磨光后外套铜管拉拔。生产工艺流程为：

热轧盘卷→酸洗→冷拉→软化退火→轻拉→矫直→磨光棒→外套铜管→热拔→切头→焊接→冷拔半成品→退火→冷拉成品丝→氧化处理→涂硼→成品

丝芯棒材外套铜管拉拔方式生产效率较高，对环境保护的影响也较小。我公司的覆铜用丝芯4J42合金的冷拉生产也是采用这种方法。但是目前产品主要存在如下二方面不足之处：

其一是用户在产品后继覆铜加工冷拉后出现铜层与丝芯变形不均匀，产生分层剥落等问题。

其二是丝芯4J42合金经矫直磨光后外套铜管，再热拔碰头焊接，产品焊接接头多，在后续拉拔中覆铜层变形表面易划伤破损、鼓起小泡、断丝等问题，导致产品质量不稳定。

覆铜用丝芯4J42合金生产的技术方案需要进行改进的方面有：一、改善4J42合金表面质量，4J42合金在高于900℃时强度比碳钢还要低，热轧时极易产生划伤缺陷，微裂纹、折叠等缺陷也比较多，盘圆经过酸洗和拉拔变形量后，部分表面缺陷被掩盖(丝材外观检验还是合格的，但金相检验会发现这种缺陷的存在)，后续覆铜拉拔加工变形量很大，加工应力易在缺陷处聚积，造成断丝、丝芯覆铜结合处分层及表层剥落等加工质量问题，必须通过必要的工艺途径加以改善。二、必须采取盘卷连续化拉拔生产，提高产品的规格尺寸均匀性，提高芯材的长度及重量，以满足用户后续冷加工连续生产的需求。三、合理控制冷拉工艺参数，以改善材料的力学性能和晶粒组织，以提高产品的使用加工性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种覆铜用丝芯4J42合金的冷拉生产方法，克服了传统的芯棒外套铜管焊接拉拔生产方法存在的产品后继覆铜加工冷拉后出现铜层与丝芯变形不均匀以及产生分层剥落，覆铜层变形表面易划伤破损、鼓起小泡、断丝等问题；此外，通过调整4J42合金芯材的冷加工工艺参数，以获得细的晶粒组织，改善材料的力学性能。

本发明的目的是这样实现的：

一种覆铜用丝芯4J42合金的冷拉生产方法，包括如下步骤：

A、对热轧后的盘圆进行酸洗处理；B、进行第一次连续拉拔；C、对第一次连续拉拔后的半成品进行退火处理；D、对退火处理后的半成品采用盘圆剥皮以消除其表面氧化层；E、进行第二次连续拉拔；F、进行去皂处理，吹干后成品盘圆。

优选地，所述步骤B中，采用单道次或二道次连续拉拔。

优选地，所述步骤C中，退火温度为810℃～850℃，保温0.5～1.5h后，出炉进行水冷。

优选地，所述步骤D中，盘圆剥皮切削减径量为0.10～0.20mm。

优选地，所述步骤E中，拉拔变形量控制在17～23％。

优选地，所述步骤F中，去皂温度为90～105℃，去皂漂洗时间为10～40分钟，去皂后将产品浸入热水缸至少2分钟，吊出吹干。

优选地，所述去皂处理所采用的去皂碱煮液成分及其质量百分比为：NaOH 2.5～5.5％；Na₃PO₄ 2.5～5.5％；余量为水。