一種環保無鉛高性能的銅合金線材及其加工工藝的製作方法
2023-09-20 02:47:00 1
本發明涉及銅棒加工領域，具體涉及一種環保無鉛高性能的銅合金線材及其加工工藝。
背景技術：
現有的錫青銅材料為了實現其易切屑性能往往會添加鉛元素，含鉛的錫青銅具有較高的耐磨性和良好的可加工性，纖焊和焊接性能好，主要用於製造航空﹑汽車及其他工業部門中承受摩擦的零件並進行必要的焊接。但是由於鉛的特性，在進行熱加工時，極易產生熱脆性，因此只能進行冷加工，降低了合金棒的可加工性，並且鉛對環境具有很大的危害，隨著環保意識的明顯提高，含鉛元素的青銅合金已經不能滿足國內外高端市場的要求。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供了一種環保無鉛高性能的銅合金線材及其加工工藝。
為實現上述目的，本發明採取的技術方案為：
一種環保無鉛高性能的銅合金線材，由以下重量份的原料製備而成：
銅 80～95份、矽 4～8份、鑥 5～8份、鎂 2～4份、鋅 4～8份、鎳 3～6份、銀2～6份、錫1～4份、錳2～8份、鉻 1.1～3.8份、釩 3～8份、鐠2～6份、釹2～7份、鉕1～5份和不可避免的雜質。
進一步地，一種環保無鉛高性能的銅合金線材，由以下重量份的原料製備而成：
銅 81～90份、矽 5～7份、鑥 6～7份、鎂 3～4份、鋅 5～7份、鎳 4～6份、銀3～5份、錫2～3份、錳3～7份、鉻 2～3.5份、釩 4～7份、鐠3～5份、釹3～6份、鉕2～4份和不可避免的雜質。
進一步地，一種環保無鉛高性能的銅合金線材，由以下重量份的原料製備而成：
銅 88份、矽 5份、鑥 6份、鎂 3份、鋅 6份、鎳 5份、銀4份、錫3份、錳5份、鉻 1.8份、釩 6份、鐠4份、釹5份、鉕3份和不可避免的雜質。
進一步地，一種環保無鉛高性能的銅合金線材的加工工藝，包括如下步驟：
S1:稱取矽 5～7份、鑥 6～7份、鎂 3～4份、鋅 5～7份、鎳 4～6份、銀3～5份、錫2～3份、錳3～7份、鉻 2～3.5份、釩 4～7份、鐠3～5份、釹3～6份、鉕2～4份和不可避免的雜質加入到熔煉爐內；加熱溫度至1250～1450℃，得到合金金屬液；
S2：將銅 81～90份加入熔爐內，帶完全熔化後，在得到銅熔融液中加入步驟S1得到合金金屬液加入進行充分攪拌，在金屬液上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，並在溫度1200℃下保溫1.5～2小時；從熔煉爐內取出樣品，採用直讀光譜儀對樣品進行三到五次成分檢測，以確定其合金成分在規定範圍之內，然後進行成分化驗；
S3、將得到的銅合金金屬液引導倒入連鑄連軋機內通過連鑄連軋的方法生產銅合金線坯；然後進行退火處理，之後通過拉絲機進行拉絲操作，得到銅合金線材；
S4、將步驟S3銅合金線材進行酸洗之後進行熱處理製得銅線材成品，檢驗合格入庫。
進一步地，所述步驟S3中的連鑄連軋速度為900～1800m/min，連鑄連軋溫度為1000-1200℃。
進一步地，所述步驟S3中的退火溫度為 222～ 380℃，退火時間為 22～ 30 分鐘。
進一步地，所述步驟S4中的酸洗採用酸洗液為鍍錫助焊劑,其比例為1∶3。
本發明將傳統鉛元素替換為矽元素，按照銅、矽、鑥、鎂、鋅、鎳、銀、錫、錳、鉻、釩、鐠、釹、鉕和不可避免的雜質一定的成分配比，適當的溫度，通過連鑄連軋的生產工藝完成合金棒材的生產，採用連鑄連軋的生產工藝，省去了傳統生產工藝中的坯錠處理和退火擠壓步驟；本發明不僅獲得了無鉛環保合金材料，而且縮短了生產周期，提高了生產效率，大大降低了生產成本。
具體實施方式
為了使本發明的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明由以下重量份的原料製備而成：
銅 80～95份、矽 4～8份、鑥 5～8份、鎂 2～4份、鋅 4～8份、鎳 3～6份、銀2～6份、錫1～4份、錳2～8份、鉻 1.1～3.8份、釩 3～8份、鐠2～6份、釹2～7份、鉕1～5份和不可避免的雜質。
一種環保無鉛高性能的銅合金線材，由以下重量份的原料製備而成：
銅 81～90份、矽 5～7份、鑥 6～7份、鎂 3～4份、鋅 5～7份、鎳 4～6份、銀3～5份、錫2～3份、錳3～7份、鉻 2～3.5份、釩 4～7份、鐠3～5份、釹3～6份、鉕2～4份和不可避免的雜質。
一種環保無鉛高性能的銅合金線材，由以下重量份的原料製備而成：
銅 88份、矽 5份、鑥 6份、鎂 3份、鋅 6份、鎳 5份、銀4份、錫3份、錳5份、鉻 1.8份、釩 6份、鐠4份、釹5份、鉕3份和不可避免的雜質。
一種環保無鉛高性能的銅合金線材的加工工藝，包括如下步驟：
S1:稱取矽 5～7份、鑥 6～7份、鎂 3～4份、鋅 5～7份、鎳 4～6份、銀3～5份、錫2～3份、錳3～7份、鉻 2～3.5份、釩 4～7份、鐠3～5份、釹3～6份、鉕2～4份和不可避免的雜質加入到熔煉爐內；加熱溫度至1250～1450℃，得到合金金屬液；
S2：將銅 81～90份加入熔爐內，帶完全熔化後，在得到銅熔融液中加入步驟S1得到合金金屬液加入進行充分攪拌，在金屬液上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，並在溫度1200℃下保溫1.5～2小時；從熔煉爐內取出樣品，採用直讀光譜儀對樣品進行三到五次成分檢測，以確定其合金成分在規定範圍之內，然後進行成分化驗；
S3、將得到的銅合金金屬液引導倒入連鑄連軋機內通過連鑄連軋的方法生產銅合金線坯；然後進行退火處理，之後通過拉絲機進行拉絲操作，得到銅合金線材；
S4、將步驟S3銅合金線材進行酸洗之後進行熱處理製得銅線材成品，檢驗合格入庫。
所述步驟S3中的連鑄連軋速度為900～1800m/min，連鑄連軋溫度為1000-1200℃。
所述步驟S3中的退火溫度為 222～ 380℃，退火時間為 22～ 30 分鐘。
所述步驟S4中的酸洗採用酸洗液為鍍錫助焊劑,其比例為1∶3。
實施例1：
S1:稱取矽 6份、鑥 6份、鎂3份、鋅 6份、鎳 5份、銀5份、錫2.5份、錳6份、鉻3.5份、釩 6份、鐠4份、釹5份、鉕3份和不可避免的雜質加入到熔煉爐內；加熱溫度至1350℃，得到合金金屬液；
S2：將銅 88份加入熔爐內，帶完全熔化後，在得到銅熔融液中加入步驟S1得到合金金屬液加入進行充分攪拌，在金屬液上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，並在溫度1200℃下保溫1.8小時；從熔煉爐內取出樣品，採用直讀光譜儀對樣品進行三到五次成分檢測，以確定其合金成分在規定範圍之內，然後進行成分化驗；
S3、將得到的銅合金金屬液引導倒入連鑄連軋機內通過連鑄連軋的方法生產銅合金線坯；然後進行退火處理，之後通過拉絲機進行拉絲操作，得到銅合金線材；
S4、將步驟S3銅合金線材進行酸洗之後進行熱處理製得銅線材成品，檢驗合格入庫。
所述步驟S3中的連鑄連軋速度為1500m/min，連鑄連軋溫度為1110℃。
所述步驟S3中的退火溫度為 288℃，退火時間為 28 分鐘。
所述步驟S4中的酸洗採用酸洗液為鍍錫助焊劑,其比例為1∶3。
實施例2：
S1:稱取矽 5份、鑥 6份、鎂 3份、鋅 5份、鎳 4份、銀3份、錫2份、錳3份、鉻 2份、釩 4份、鐠3份、釹3份、鉕2份和不可避免的雜質加入到熔煉爐內；加熱溫度至1250℃，得到合金金屬液；
S2：將銅 81份加入熔爐內，帶完全熔化後，在得到銅熔融液中加入步驟S1得到合金金屬液加入進行充分攪拌，在金屬液上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，並在溫度1200℃下保溫1.5小時；從熔煉爐內取出樣品，採用直讀光譜儀對樣品進行三到五次成分檢測，以確定其合金成分在規定範圍之內，然後進行成分化驗；
S3、將得到的銅合金金屬液引導倒入連鑄連軋機內通過連鑄連軋的方法生產銅合金線坯；然後進行退火處理，之後通過拉絲機進行拉絲操作，得到銅合金線材；
S4、將步驟S3銅合金線材進行酸洗之後進行熱處理製得銅線材成品，檢驗合格入庫。
所述步驟S3中的連鑄連軋速度為900m/min，連鑄連軋溫度為1000℃。
所述步驟S3中的退火溫度為 222℃，退火時間為 22分鐘。
所述步驟S4中的酸洗採用酸洗液為鍍錫助焊劑,其比例為1∶3。
實施例3：
S1:稱取矽7份、鑥 7份、鎂 4份、鋅7份、鎳 6份、銀5份、錫3份、錳7份、鉻3.5份、釩7份、鐠5份、釹6份、鉕4份和不可避免的雜質加入到熔煉爐內；加熱溫度至1450℃，得到合金金屬液；
S2：將銅 90份加入熔爐內，帶完全熔化後，在得到銅熔融液中加入步驟S1得到合金金屬液加入進行充分攪拌，在金屬液上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，並在溫度1200℃下保溫2小時；從熔煉爐內取出樣品，採用直讀光譜儀對樣品進行三到五次成分檢測，以確定其合金成分在規定範圍之內，然後進行成分化驗；
S3、將得到的銅合金金屬液引導倒入連鑄連軋機內通過連鑄連軋的方法生產銅合金線坯；然後進行退火處理，之後通過拉絲機進行拉絲操作，得到銅合金線材；
S4、將步驟S3銅合金線材進行酸洗之後進行熱處理製得銅線材成品，檢驗合格入庫。
所述步驟S3中的連鑄連軋速度為1800m/min，連鑄連軋溫度為1200℃。
所述步驟S3中的退火溫度為380℃，退火時間為30 分鐘。
所述步驟S4中的酸洗採用酸洗液為鍍錫助焊劑,其比例為1∶3。
本發明將傳統鉛元素替換為矽元素，按照銅、矽、鑥、鎂、鋅、鎳、銀、錫、錳、鉻、釩、鐠、釹、鉕和不可避免的雜質一定的成分配比，適當的溫度，通過連鑄連軋的生產工藝完成合金棒材的生產，採用連鑄連軋的生產工藝，省去了傳統生產工藝中的坯錠處理和退火擠壓步驟；本發明不僅獲得了無鉛環保合金材料，而且縮短了生產周期，提高了生產效率，大大降低了生產成本。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。