[发明专利]一种电工用磷铜带的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其涉及一种电工用磷铜带的生产工艺。

背景技术

铜在电工领域具有较为广泛的应用，可作为导电部件、散热部件等。目前电工领域应用比较多的为纯铜，纯铜虽然导电性能良好，但是其强度有限，同时，纯铜在电工器件的接触过程中容易产生放电现象。

微合金化是铜材研究开发的重点和热点，通过向纯铜中添加少量的其它元素，提高铜材的某些性能，满足铜材越来越广泛的应用。在纯铜中添加其它微量元素，对铜材的导电性能都会产生一定的影响，但是对于一些特殊的应用领域，如高温环境下使用电器元件，不仅要求铜材有较高的导电性能，又需要较高的耐高温温度，良好的机械加工性能和焊接性能。因此，合理地选择合金元素，优化元素含量，是开发高性能铜材的关键。

磷铜合金具有良好的导电性能，不易发热、安全同时具备很强的抗疲劳性，同时冲击时不发生火花。

发明内容

本发明设计了一种电工用磷铜带的生产工艺，利用该工艺生产的电工用磷铜带具有氧含量低、焊接性能优异、塑性加工性能高、导电性能高、表面质量高等优点，而且该工艺流程短、高效、节能。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

上引连铸—连续挤压—冷轧—退火—精轧—清洗钝化—分切

本发明的技术方案是：

1.上引连铸

以高纯阴极铜和20%的磷铜合金、5%的碲铜合金为原料，将高纯阴极铜和20%的磷铜合金、5%的碲铜合金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。熔炼装置包括熔化炉和保温炉。

进一步设置为：结晶器出水温度控制在30℃～34℃，熔炼炉的温度为1180℃~1185℃，采用烘干的木碳覆盖，保证熔炼炉的还原气氛；木炭粒度为20mm~25mm，覆盖厚度150mm。保温炉的温度为1171℃~1175℃，采用石墨磷片覆盖，其覆盖厚度20mm~25mm。引杆速度500mm/min，引杆直径Ф40mm，冷却循环出水温度30℃～40℃。

制备的铜杆纯度高、（铜+磷+碲）总含量≥99.992%、磷含量为0.015~0.020%、碲含量为0.005%、氧含量小于0.0010%、导电率≥90%IACS。

2.连续挤压

以步骤1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3r/min。铜带坯的宽度为400mm，铜带坯横向公差小于0.02mm。

3. 冷轧

采用Ф300/600×600mm四辊冷轧机组对步骤2制备铜带坯进行轧制，轧制压力≤6000KN，轧制速度≤100m/min，轧制前张力小于30KN，后张力小于50KN。轧制道次为：15mm-8mm-5mm-3mm-2mm-1.5mm-1mm。

4. 退火

采用光亮退火设备对步骤3冷轧后铜带进行退火，退火温度380℃，保温时间5h。光亮退火设备采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，其中氢气占25%。其中升温速度为100℃/小时，冷却时间大于12小时，冷却温度小于50℃。退火后，铜带的抗拉强度小于220MPa，延伸率大于50%。

5. 精轧

采用Ф200/500×600mm四辊可逆液压冷轧机组对步骤4退火后的铜带进行精轧，精轧为一个道次轧制，轧制压力≤5000KN，轧制速度≤200m/min，轧制前张力小于20KN，后张力小于30KN。轧制道次为1mm-0.9mm。轧制后铜带的抗拉强度为260MPa～270 MPa，延伸率为20～25%，硬度HV为80～90。

6. 清洗钝化

将步骤5精轧后的铜带进行清洗钝化，利用20%的NaOH溶液对铜带进行脱脂，采用25%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70℃～80℃、0.1%～0.2%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。清洗速度控制在70～80m/min，开卷张力为2～5KN，中间张力为2～3KN，卷曲张力为2～5KN。

7. 分切

步骤6清洗后的铜带采用分切设备按照不同尺寸进行分切。刀片间隙为0.1mm，上下刀轴的重叠量为2mm。

采用上述技术方案，具有以下优势：