成材率較高的射頻器的諧振杆用殷鋼冷鐓絲的生產方法與流程

2023-09-19 17:49:10 4

本發明涉及射頻器的諧振杆用殷鋼冷鐓絲的生產方法，滿足諧振杆適用的所需的硬度與膨脹係數的要求，並能夠滿足冷鐓加工的材料及其生產方法，尤其是關於膨脹合金材料鎳基4J36的改進。
背景技術：
：隨著移動通信業務飛速發展，射頻器成為通訊基站的建設中不可或缺的產品，而在射頻器中又大量運用到諧振杆產品。諧振杆做為射頻器的核心部件，多年來因其精度要求較高而採用棒材進行車床車削加工，但近年來隨著國內外通訊行業進一步的發展和國內通信主設備商進軍國際市場的加速，射頻器件的市場需求越來越大，而目前製造諧振杆均採用數控工具機(CNC)對諧振杆進行切削加工，因此帶來的問題是加工材料浪費嚴重，材料利用率僅有60％～70％，而且加工時間較長，加工效率僅為30～40個/小時。諧振杆的加工效率成為制約客戶提升產品產量、降低各項成本的障礙。在對現有技術的研究和實踐過程中發現：傳統冷鐓加工方法主要用於製造螺栓、螺母、鐵釘、鉚釘和鋼球等零件。鍛坯材料可以是銅、鋁、碳鋼、合金鋼、不鏽鋼和鈦合金等，材料利用率可達80～90％，不但提高了加工效率，更加節省材料，降低產品製造成本。而現有的諧振杆材料由於要滿足硬度及膨脹係數的要求，因此其不能採用冷鐓方法進行一次成型加工。技術實現要素：本發明要解決的技術問題在於提供一種射頻器的諧振杆用殷鋼冷鐓絲的生產方法，以獲得滿足射頻器中的諧振杆所需的硬度與膨脹係數的要求，同時能夠滿足冷鐓加工的要求的冷鐓絲。發明構思：在國標允許範圍內適當調整原有4J36膨脹合金材料成分，融入新的生產方法。為解決上述技術問題，所述冷鐓絲選用4J36膨脹合金材料，其包含的各組分為（wt.%表示）：鎳：35-37%，錳：0.2-0.6%，矽:≤0.3%，磷：≤0.2%，碳：≤0.05%，硫：≤0.02%，鐵：餘量。所述冷鐓絲的生產方法包括以下步驟：真空熔煉→電渣重熔→鍛打開坯→熱軋成型→粗絲拉拔→酸白坯料→打磨修邊→退火處理→酸洗檢查→冷拉→熱處理，其中：1）真空熔煉：將原料金川Ni板、金屬矽、Mn、純Fe經烘烤後裝入錦州東方電爐有限公司生產的ZGHL0.25-250-1型真空感應熔煉爐中進行熔煉，融化總質量的70%後加大功率高速熔化，當全熔後待達到精煉溫度1460-1660℃（優選1500℃）後進入精煉期，精煉保持30分鐘，精煉後期轉低真空（103—10-1Pa），大功率攪拌1-3分鐘出鋼，澆注電極。2）電渣重熔：用質量比為1：1的螢石與二氧化鈦製備引弧劑，用CaF2、Al2O3和CaO製作重熔電渣系，其中，三者的質量百分比為：CaF2:65%-75%，Al2O3:15%-25%，CaO:餘量；裝爐、引弧造渣、冶煉、補縮、冷卻，製成鋼錠坯；加渣時勺不允許和結晶器、電極棒同時接觸或渣勺亂搗結晶器上的渣料，引弧電流為500-1500A,渣全熔後再進行正常冶煉，控制電流2500-3000A，電壓38-41V，使電極熔化，直到結晶器裝滿為止，冶煉完結進行補縮、重熔鋼錠冷卻脫錠空冷。所述真空冶煉工序與電渣重熔工序，使用的ZGHL0.25-250-1型真空感應熔煉爐有效地提高了合金鋼的純淨度和組織結構均勻性，改善了鋼錠的表面、內在質量，提高合金鋼的性能，進一步降低了鋼中非金屬夾雜物的產生量。3）鍛打開坯：（1）預熱：鋼錠坯由室溫加熱到850℃，預熱30-50分鐘；（2）升溫：升溫到1050-1150℃翻錠坯，保溫40-50分鐘；（3）保溫：達到鍛造溫度時，始鍛溫度≥1100℃，終鍛溫度≥950℃。（4）鍛制：採用二輕一重，二均勻的操作法製成鋼錠。所述的鍛制是鍛打開始以較小的變形量進行輕擊，等塑性提高後酌情重擊，臨近終鍛溫度時再輕擊，要求變形均勻，避免在同一位置反覆撞擊，鍛打過程中要勤翻身，勤進料，每次進料量應小於鑽寬，大於壓下量，避免產生錘印和折迭，破壞表面，影響冷鐓鋼的質量。4）熱軋成型：材料裝入退火爐的溫度：≤600℃；升溫時間≥120分鐘；加熱溫度：1100-1150℃；保溫時間：≥30分鐘，始軋溫度：≥1100℃；終軋溫度≥950℃。上述熱軋工序，進爐前對生產備件進行裝配和調整，可避免在軋制過程中產生摺疊或劃傷，破壞產品表面，形成開裂的裂紋。5）粗絲拉拔：作業前，先進行配模，按變形要求用聚晶模進行拉拔處理。所述粗絲拉拔工序，需根據尺寸要求，選擇合適孔型的模具，配模工藝標準如下：單位（mm）「*」表示退火（退火溫度參見《井式真空電爐熱處理（退火）一覽表》）￠18.0*—￠17.0*—￠16.0*—￠15.0*—￠14.0*—￠13.0*—￠10.0*和￠8.5*井式真空電爐熱處理（退火）一覽表類別狀態規格mm加熱溫度℃保溫時間冷卻方式鎳基合金半成品≥￠8800-850≥40分鐘空冷6）酸白坯料：用硫酸浸泡、鹽酸漂洗至白色，酸洗溫度30-70℃，酸洗時間20-35分鐘。坯料酸洗液配比：酸洗液配比濃度%溫度℃時間HCL:HNO3:H2O=1:1:餘量1530-5010-20酸洗液配比濃度%溫度℃時間H2SO4:HNO3:NaCl:H2O=4:1:1:餘量3050-7010-15所述的酸洗工序，濃度以配酸的重量計算，酸洗後的坯料必須浸洗和高壓水衝洗乾淨，方便找出表面裂紋。7）打磨修邊：檢查材料表面情況，如有表面缺陷（如毛邊、包皮、裂紋），用手提式砂輪進行修磨處理。8）退火處理：將粗絲放置在井式真空退火爐中進行退火處理，溫度在800℃-850℃，保溫1-2個小時。9）酸洗檢查：用硫酸浸泡、鹽酸漂洗至白色，酸洗溫度50-80℃，酸洗時間8-15分鐘。檢查材料表面情況，用手提式砂輪進行輕修，要求表面缺陷深度不超過0.5mm。10）精拉：（1）配模：需根據尺寸要求，選擇合適孔型的模具，配模工藝標準如下：單位（mm）「*」表示退火（退火溫度參見《井式真空電爐處理（退火）一覽表》），￠18.0*—￠17.0*—￠16.0*—￠15.0*—￠14.0*—￠13.0*—￠10.0*和￠8.5。（2）精拉：每拉下一個規格都需進行酸洗檢查，修磨處理。11）熱處理：將冷拉後的絲材放置在井式氬氣保護光亮退火爐中進行熱處理，熱處理溫度在800℃-850℃，保溫1-2個小時後空冷，出料。上述的退火熱處理和熱處理，可以改善或消除鋼材在鑄造、鍛打、軋制等過程中所造成的各種組織缺失以及殘餘應力，並細化晶粒，防止了應力集中，從而降低了冷鐓鋼的開裂機率，可以承受較大的變形量，具有較大的延伸率、斷面收縮率、較好的塑性以及較高的韌性和強度。本發明從影響冷鐓鋼質量的鋼的化學成分、表面缺陷、設備調整、晶粒度和軋制方法4大因素出發，使用ZGHL0.25-250-1型真空感應熔煉爐有效地提高了合金鋼的純淨度和組織結構均勻性，改善了鋼錠的表面、內在質量，提高合金鋼的性能，降低了鋼中非金屬夾雜物的含量和H、O的氣體含量；脫氧、細化晶粒，擴大鋼的變形量、延伸率、斷面收縮率、較好的塑性以及較高的韌性和強度；進爐前對生產備件進行裝配和調整，可避免在軋制過程中產生摺疊或劃傷，破壞產品表面，形成開裂的裂紋通過對坯料進行反覆的酸洗、修磨、退火、拉拔，做到表面零缺陷。經客戶實際加工發現，此材料即滿足硬度及膨脹係數的要求，又能採用冷鐓方法進行一次成型加工。材料利用率可達95％，不但提高了加工效率，更加節省材料，降低產品製造成本。具體實施方式實施例1諧振杆用冷鐓絲，其化學成分為（wt.%表示）：鎳：35.6%，錳：0.35%，矽:0.3%，磷：0.18%，碳：0.02%，硫：0.015%，鐵：63.535%。實施例2諧振杆用冷鐓絲，其化學成分為（wt.%表示）：鎳：36.8%，錳：0.5%，矽:0.28%，磷：0.10%，碳：0.015%，硫：0.01%，鐵：62.295%。實施例3諧振杆用冷鐓絲，其化學成分為（wt.%表示）：鎳：36.2%，錳：0.33%，矽:0.17%，磷：0.13%，碳：0.021%，硫：0.012%，鐵：63.137%。以上實施例1-3的生產方法包括以下步驟：1、真空熔煉：（1）、原料準備：所述爐料為金川Ni板、金屬矽、Mn、超低碳和工業純Fe材料，經烘烤後備用；（2）、裝料：在真空感應熔煉爐中裝入經烘烤後備用的金川Ni板、金屬矽、Mn、超低碳和工業純Fe爐料；（3）、精煉：低功率化料，融化70%後加大功率高速熔化，當全熔後待達到精煉溫度1500℃後進入精煉期，精煉保持30分鐘；（4）、澆註：精煉後期轉低真空（103—10-1Pa），大功率攪拌一分鐘出鋼，澆注電極。2、電渣重熔：（1）、引弧劑與重熔電渣系的調配：用質量比為1：1的螢石與二氧化鈦製備引弧劑，用CaF2、Al2O3和CaO製作重熔電渣系；（2）、裝爐：把底盤、引弧劑、結晶器及電極安裝好，裝結晶器前必須先通水，並檢查有無漏水現象，盤底上的墊粉和結晶器之間必須嚴密，墊粉內圈要儘量圓，水箱面要乾燥、乾淨，放上引弧劑，以保證其導電性；（3）、引弧造渣：降低電極使電極與引弧劑接觸，完成引弧工作，使引弧劑融化，加入重熔電渣系；（4）、冶煉：加渣時勺不允許和結晶器、電極棒同時接觸或渣勺亂搗結晶器上的渣料，引弧電流為500-1500A,渣全熔後再進行正常冶煉，控制電流2500-3000A，電壓38-41V，使電極熔化，直到結晶器裝滿為止；（5）、補縮冷卻：冶煉完結進行補縮，補縮電流逐漸變小，直到電流值變為0為止，補縮時間3-5分鐘，將電極上升離開電渣面3cm以上才能停電，重熔鋼錠在結晶器中冷卻30分鐘後脫錠空冷。3、鍛打開坯：（1）、預熱：鋼錠坯由室溫加熱到850℃，應慢速加熱，預熱30-50分鐘；（2）、升溫：鋼釘坯快速加熱升溫到1050-1150℃，勤翻錠坯，使其溫度均勻化，保溫40-50分鐘；（3）、保溫：達到鍛打溫度時進行保溫，保溫20分鐘進行鍛打，始鍛溫度為1100℃，終鍛溫度為950℃。（4）、鍛制：鍛制採用二輕一重，二均勻的操作法製成鋼錠。鍛打開始前和過程中應及時清理表面的爐渣、垃圾等，先以較小的變形量進行輕擊，等塑性提高後酌情重擊，臨近終鍛溫度時再輕擊，要求變形均勻，避免在同一位置反覆撞擊，鍛打過程中要勤翻身，勤進料，每次進料量應小於鑽寬，大於壓下量，避免產生錘印和折迭，破壞表面，影響冷鐓鋼的質量。4、熱軋成型：（1）、材料裝入退火爐的溫度：≤600℃；（2）、升溫時間≥120分鐘；（3）、加熱溫度：1100-1150℃；（4）、保溫時間：≥30分鐘；（5）、始軋溫度：≥1100℃；（6）、終軋溫度≥950℃。進爐前對生產備件進行裝配和調整，可避免在軋制過程中產生摺疊或劃傷，破壞產品表面，形成開裂的裂紋。5、粗絲拉拔：（1）、拉絲輪滑工藝要求：作業前，先將盤絲放入配製好的潤滑劑（見表-1）中進行潤滑，充分攪拌，塗層均勻。潤滑後的盤絲應均勻攤開，進行日曬晾乾或烘乾。潤滑劑配製比例原材料名稱技術要求數量（kg）石墨粉200-300#50機油20#50肥皂5石灰10水500表-1（2）、配模工藝要求：需根據尺寸要求，選擇合適孔型的模具，配模工藝標準如下：單位（mm）「*」表示退火（退火溫度參見《井式真空電爐熱處理（退火）一覽表》）￠18.0*—￠17.0*—￠16.0*—￠15.0*—￠14.0*—￠13.0*—￠10.0*和￠8.5井式真空電爐熱處理（退火）一覽表類別狀態規格mm加熱溫度℃保溫時間冷卻方式鎳基合金半成品≥￠8800-850≥40分鐘空冷6、酸白坯料：核對材料牌號後，將材料散捆後放入酸洗池內浸沒，酸洗濃度以配酸的重量計算，用硫酸浸泡、鹽酸漂洗至白色，酸洗溫度30-70℃，酸洗時間20-35分鐘，酸洗後的坯料必須浸洗和高壓水衝洗乾淨、晾乾，方便找出表面裂紋。坯料酸洗液配比：酸洗液配比濃度%溫度℃時間HCL:HNO3:H2O=1:1:餘量1530-5010-20酸洗液配比濃度%溫度℃時間H2SO4:HNO3:NaCl:H2O=4:1:1:餘量3050-7010-157、打磨修邊：檢查材料表面情況，如有表面缺陷（如毛邊、包皮、裂紋），用手提式砂輪進行修磨處理，注意帶好防護工具。8、退火處理：將粗絲放置在井式退火爐中進行退火處理，溫度在800℃-850℃，保溫1-2個小時。9、酸洗檢查：用硫酸浸泡、鹽酸漂洗至白色，酸洗溫度50-80℃，酸洗時間8-15分鐘。檢查材料表面情況，用手提式砂輪進行輕修，要求表面缺陷深度不超過0.5mm。酸洗液配比濃度%溫度℃時間HCL:HNO3:H2O=1:1:餘量1530-503-15酸洗液配比濃度%溫度℃時間H2SO4:HNO3:NaCl:H2O=4:1:1:餘量3050-705-1010、精拉：（1）、拉絲輪滑工藝要求：作業前，先將盤絲放入配製好的潤滑劑（見表-1）中進行潤滑，充分攪拌，塗層均勻。潤滑後的盤絲應均勻攤開，進行日曬晾乾或烘乾。配模工藝要求：需根據尺寸要求，選擇合適孔型的模具，配模工藝標準如下：單位（mm）「*」表示退火（退火溫度參見《井式真空電爐處理（退火）一覽表》）￠18.0*—￠17.0*—￠16.0*—￠15.0*—￠14.0*—￠13.0*—￠10.0*和￠8.5（2）、精拉：每拉下一個規格都需進行酸洗檢查，修磨處理。11、熱處理：將冷拉後的絲材放置在井式氬氣保護光亮退火爐中進行熱處理，熱處理溫度在800℃-850℃，保溫1-2個小時後空冷，出料。用本發明生產的諧振杆用冷鐓絲，即滿足諧振杆所需的硬度與膨脹係數的要求，同時又能夠滿足冷鐓加工的要求。我們從影響冷鐓鋼質量的鋼的化學成分、表面缺陷、設備調整、晶粒度和軋制方法4大因素出發，使用ZGHL0.25-250-1型真空感應熔煉爐有效地提高了合金鋼的純淨度和組織結構均勻性，改善了鋼錠的表面、內在質量，提高合金鋼的性能，降低了鋼中非金屬夾雜物的含量和H、O的氣體含量；進爐前對生產備件進行裝配和調整，儘量避免在軋制過程中產生摺疊或劃傷，破壞產品表面；使用井式氬氣保護光亮退火爐進行脫氧、細化晶粒，擴大鋼的變形量、延伸率、斷面收縮率、較好的塑性以及較高的韌性和強度；形成開裂的裂紋通過對坯料進行反覆的酸洗、修磨、退火、拉拔，做到表面零缺陷，有力的保證了冷鐓絲的成材率。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp