一種矽青銅焊絲及其製備方法
2023-08-08 15:37:11
專利名稱：一種矽青銅焊絲及其製備方法
技術領域：
本發明屬於有色金屬冶金和加工領域，具體涉及焊絲的製備方法。
背景技術：
矽青銅焊絲國內外市場具有大量的需求，特別是在汽車、軍工、化工、船舶等領域具有廣泛用途。長期以來國內外生產矽青銅焊絲的企業都是採用水平連鑄工藝生產焊絲線坯，採用此種方法生產的線坯具有規格大、效率低、能耗大、生產周期長、雜質含量高、線坯表面易氧化和內部組織不均勻，組織粗大容易發生缺陷，不利於後續焊絲的拉拔生產等缺點，且在焊絲後續拉拔過程中會進行多次退火，浪費了能源，而且生產的效率也不高。所生產的焊絲表面質量差，焊接過程中送絲不夠順暢，由於焊絲雜質含量較高，熔池流動性和浸潤性較差，容易造成焊縫開裂，出現未熔合和未焊透等焊接缺陷。
發明內容
本發明的目的在於提出一種矽青銅焊絲及其製備方法，焊絲線坯的生產效率更高，且生產的線坯質量高，線坯加工性能佳，同時生產的矽青銅氣體保護焊絲，雜質含量低，在焊接過程中性能良好。本發明目的通過下述技術方案來實現
一種矽青銅焊絲，所述焊絲其組分及其重量百分比為
Zn 0. 009% O. 050%, Sn 0. 0005% O. 30% (優選 O. 007% O. 13%), Fe 0. 01% O. 10%, Mn :0. 90% I. 20%, Si :1. 50% 3. 09%, Al :0. 001% O. 005%, Pb :0. 0005% O. 005%, P 0. 001% O. 005%，餘量為 Cu。焊絲中Sn、Al、Pb、P等雜質元素更低含量，能夠使焊絲線坯具有優良的力學性能，保證焊絲線坯後續拉拔順暢，使生產出的成品焊絲焊接過程電弧穩定，焊接接頭力學性能優良。另外，通過控制焊絲線坯中Si含量，可以提高焊接接頭的耐腐蝕性能。作為優選方式，所述焊絲其組分及其重量百分比為
Zn :0. 02%, Sn :0. 007%, Fe :0. 05%, Mn :1. 01%, Si :2. 90%, Al :0. 003%, Pb :0. 002%, P
O.001%，餘量為 Cu。在上述方案中，通過控制矽的含量，限制Zn、Sn、Fe、Al、Pb、P等元素的含量，可以提高焊絲線坯的內在質量，保證後續生產的焊絲具有優良的力學性能和耐腐蝕性能。一種前述矽青銅焊絲的製備方法，依次包括以下步驟
O按比例配料，上引連鑄製作焊絲線坯；
2)焊絲線坯750±20°CX3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫；
3)焊絲線坯冷軋；
4)焊絲線坯750±20°CX3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至
室溫；5)酸洗、拉拔；
6)後處理至成品。所述上引連鑄工藝，具體為利用浸入負壓將矽青銅金屬液吸入結晶器，並在結晶器內經過一次冷卻，再進入二次冷卻器進行冷卻，鑄杆引出入經收線機卷繞成卷，然後繼續拉伸加工。上述方案中，通過上引連鑄工藝，使生產出來的矽青銅線坯具有優良的焊絲表面，表面沒有被氧化，雜質氧含量極低，通過金相和化學成分分析，內部組織均勻細小，化學成分穩定，線坯具有優良的力學性能，特別是塑韌性優良，為線坯的後續拉拔減輕了難度，極大地降低了能耗，提高了生產效率；同時，配合上引連鑄工藝，進一步拋棄目前通常的擠壓工藝，而採用冷軋工藝，使其質量穩定，同時還進一步縮短了生產時間，降低了能耗；由於採用上引連鑄+冷軋工藝，只需採用兩步退火即可，更進一步降低了能耗，提高了效率；特定的退火、冷卻溫度、時間，配合上引連鑄+冷軋工藝，確保了產品質量。三者的有機結合，使得本方法製備的矽青銅氣體保護焊絲具有優良的焊絲表面，在焊接過程中送絲順暢，熔池 流動性和浸潤性優良，焊縫不開裂，力學性能好。作為優選方式，所述(5)步中，多次拉拔，拉拔過程中還進行退火、酸洗。上述方案中，拉拔過程中根據焊絲的強度進行適當的退火處理，以進一步提高質量。作為優選方式，所述(2)步中，焊絲線坯收線成卷後再進行退火。作為優選方式，所述(6)步中，後處理依次包括光亮化處理、定徑和收線成卷。本發明的有益效果本發明方法通過採用上引連鑄工藝生產焊絲線坯，並通過冷軋工藝對線坯進行軋制，而不採用通常的擠壓工藝，極大的提高了生產焊絲線坯的效率，且生產的線坯表面光滑，不會被氧化，雜質氧含量極低，通過金相和化學成分分析，內部組織均勻，化學成分穩定，雜質元素含量低，線坯具有優良的力學性能，降低了能耗，為線坯的後續拉拔減輕了難度，同時生產的矽青銅氣體保護焊絲在焊接過程中送絲順暢，熔池流動性和浸潤性優良，焊縫不開裂，力學性能好。採用此種方法及其特定配方生產的矽青銅TIG焊絲和MIG焊絲，兩者結合，實現最佳的加工工藝性及產品性能，成品焊絲表面光亮，無劃傷、毛刺、凹陷、色差等缺陷，焊接過程中送絲穩定，熔池的銅水流動性和浸潤性極佳，焊接工藝性能好，機械性能優良，適合銅錫合金鑄件的補焊，銅合金與鋼材的連接焊和釺焊，能廣泛適用於汽車、壓力容器、軍工、船舶、航空航天、工程機械等各行各業。
具體實施例方式下列非限制性實施例用於說明本發明。實施例I :
以生產GB/T 9460-2008《銅及銅合金焊絲》標準中的矽青銅焊絲SCu 6511為例，以一爐熔煉I噸計算，焊絲線坯化學成分按Zn :0. 010%, Sn :0. 13%, Fe :0. 01%, Mn :0. 90%, Si
I.75%，Al :0. 001%, Pb :0. 0005%, P :0. 001%，餘量為Cu進行配料，確定需要添加的原材料種類和比例，依次加入到熔煉爐，然後加入木炭覆蓋，原材料熔化後攪拌均勻，再進行爐前取樣化驗分析，化驗結果必須達到GB/T 9460-2008中矽青銅焊絲SCu 6560的化學成分要求。化驗合格後升溫對熔液進行除渣，然後將熔液倒入保溫爐內保溫和精煉，再進行除渣，並用木炭覆蓋熔液，保溫爐內的熔液溫度應控制在1020°C 1150°C之間，然後通過金屬結晶器和牽引裝置對其矽青銅焊絲線坯進行上引連鑄，得到的焊絲線坯直徑為Φ 12mm，再將牽引的焊絲線坯進行收線成卷。將收線成卷的焊絲線坯進行750±20°C X3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，然後進入Y型冷軋機進行軋制，軋制後的焊絲線坯直徑為Φ 5. Omm，經過軋制的焊絲線坯也需要進行750 ±20°C X7±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，以降低強度，提高材料的塑韌性，便於後續拉拔。軋制退火後的焊絲可以生產不同規格的矽青銅氣體保護焊絲，以兩種典型的焊絲規格為例。A、生產直徑為Φ 3. (tom的TIG焊絲
將軋制退火後直徑為Φ5. Omm焊絲線坯進行酸洗，去除線坯表面的油汙和氧化物，然後通過多頭拉絲機一次性將焊絲拉拔到Φ3. 0mm，其最後一道模具之前有一道光亮化處理步驟，其配模路線為Φ5. 0mm— Φ4. 40mm— Φ 3. 90mm — Φ 3. 5mm —焊絲光亮化處理 —Φ3. 0mm—收線成卷，將收線成卷的焊絲通過TIG焊絲切絲機進行校直切斷，通過打碼機打上焊絲牌號，然後再清洗一次，最後檢驗包裝。B、生產直徑為Φ I. 2mm的MIG焊絲
將軋制退火後直徑為Φ5. Omm焊絲線坯進行酸洗，去除線坯表面的油汙和氧化物，然後通過多頭拉絲機和水箱拉絲機將焊絲拉拔到Φ1. 18mm，焊絲線坯在進水箱之前進行一道光亮化處理步驟，其配模路線為Φ5·0πιπι— Φ4. 40mm— Φ 3.90mm— Φ 3. 50mm— Φ3· IOmm—退火(75(TC X3h)—酸洗—Φ 2. 75mm— Φ 2. 45mm — Φ 2. 20mm —退火(75(TC X3h)—酸洗—進入水箱拉絲機光亮化處理—Φ 2. 02mm— Φ I. 75mm— Φ I. 61mm— Φ I. 39mm— Φ I. 28mm— Φ I. 18mm —收線成卷,將收線成卷的焊絲通過MIG焊絲層繞機進行分卷層繞,貼上焊絲牌號，進行檢驗包裝。實施例2
以生產GB/T 9460-2008《銅及銅合金焊絲》標準中的矽青銅焊絲SCu 6560為例，以一爐熔煉I噸計算，焊絲線坯化學成分按Zn :0. 050%, Sn :0. 05%, Fe :0. 10%, Mn :1. 20%, Si
3.08%，Al :0. 005%, Pb :0. 005%, P :0. 005%，餘量為Cu進行配料，，確定需要添加的原材料種類和比例，依次加入到熔煉爐，然後加入木炭覆蓋，原材料熔化後攪拌均勻，再進行爐前取樣化驗分析，化驗結果必須達到GB/T 9460-2008中矽青銅焊絲SCu 6560的化學成分要求。化驗合格後升溫對熔液進行除渣，然後將熔液倒入保溫爐內保溫和精煉，再進行除渣，並用木炭覆蓋熔液，保溫爐內的熔液溫度應控制在1020°C 1150°C之間，然後通過金屬結晶器和牽引裝置對其矽青銅焊絲線坯進行上引連鑄，得到的焊絲線坯直徑為Φ 12mm，再將牽引的焊絲線坯進行收線成卷。將收線成卷的焊絲線坯進行750±20°C X3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，然後進入Y型冷軋機進行軋制，軋制後的焊絲線坯直徑為Φ5.0πιπι，經過軋制的焊絲線坯也需要進行750±20°C X 7± Ih的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，以降低強度，提高材料的塑韌性，便於後續拉拔。其他同實施例I。實施例3:
以生產GB/T 9460-2008《銅及銅合金焊絲》標準中的矽青銅焊絲SCu 6560為例，以一爐熔煉I噸計算，焊絲線坯化學成分按Zn :0. 02%, Sn :0. 007%, Fe :0. 05%, Mn :1. 01%, Si
2.90%, Al 0. 003%, Pb :0. 002%, P :0. 001%，餘量為Cu進行配料，確定需要添加的原材料種類和比例，依次加入到熔煉爐，然後加入木炭覆蓋，原材料熔化後攪拌均勻，再進行爐前取樣化驗分析，化驗結果必須達到GB/T 9460-2008中矽青銅焊絲SCu 6560的化學成分要求。化驗合格後升溫對熔液進行除渣，然後將熔液倒入保溫爐內保溫和精煉，再進行除渣，並用木炭覆蓋熔液，保溫爐內的熔液溫度應控制在1020°C 1150°C之間，然後通過金屬結晶器和牽引裝置對其矽青銅焊絲線坯進行上引連鑄，得到的焊絲線坯直徑為Φ 12mm，再將牽引的焊絲線坯進行收線成卷。將收線成卷的焊絲線坯進行750±20°C X3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，然後進入Y型冷軋機進行軋制，軋制後的焊絲線坯直徑為Φ 5. 0mm，經過軋制的焊絲線坯也需要進行750 ±20°C X7±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫，以降低強度，提高材料的塑韌性，便於後續拉拔。其他同實施例I。 實施例4
權利要求
1.一種矽青銅焊絲，其特徵在於所述焊絲其組分及其重量百分比為Zn :0. 009% O. 050%, Sn :0. 0005% O. 30%, Fe :0. 01% O. 10%, Mn :0. 90% I. 20%,Si 1. 50% 3. 09%, Al 0. 001% O. 005%, Pb 0. 0005% O. 005%, P 0. 001% O. 005%，餘量為Cu。
2.如權利要求I所述的矽青銅焊絲，其特徵在於所述焊絲其組分及其重量百分比為Zn :0. 02%, Sn :0. 007%, Fe :0. 05%, Mn :1. 01%, Si :2. 90%, Al :0. 003%, Pb :0. 002%, P O. 001%，餘量為 Cu。
3.—種如權利要求I或2所述的矽青銅焊絲的製備方法，其特徵在於依次包括以下步驟 O按比例配料，上引連鑄製作焊絲線坯； 2)焊絲線坯750±20°CX3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫； 3)焊絲線坯冷軋； 4)焊絲線坯750±20°CX3±lh的退火處理，再冷卻至300°C以下，取出退火爐空冷至室溫； 5)酸洗、拉拔； 6)後處理至成品。
4.如權利要求3所述的矽青銅焊絲的製備方法，其特徵在於所述(5)步中，多次拉拔，拉拔過程中還進行退火、酸洗。
5.如權利要求3所述的矽青銅焊絲的製備方法，其特徵在於所述(2)步中，焊絲線坯收線成卷後再進行退火。
6.如權利要求3所述的矽青銅焊絲的製備方法，其特徵在於所述(6)步中，後處理依次包括光亮化處理、定徑和收線成卷。
全文摘要
本發明公開了一種矽青銅焊絲及其製備方法，屬於有色金屬冶金和加工領域，焊絲其組分Zn，Sn，Fe，Mn，Si，Al，Pb，P，餘量為Cu。製備方法依次包括以下步驟按比例配料，上引連鑄製作焊絲線坯；焊絲線坯退火處理，再冷卻，空冷至室溫；焊絲線坯冷軋；再次退火；酸洗、拉拔；後處理至成品。本發明極大的提高了生產焊絲線坯的效率，且生產的線坯表面光滑，不會被氧化，內部組織均勻，化學成分穩定，雜質元素含量低，線坯具有優良的力學性能，降低了能耗，為線坯的後續拉拔減輕了難度，同時生產的矽青銅氣體保護焊絲在焊接過程中送絲順暢，熔池流動性和浸潤性優良，焊縫不開裂，力學性能好。
文檔編號B23K35/40GK102935560SQ201210456208
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者蘭志剛, 唐良喜, 李贇豐, 王小君 申請人:四川大西洋焊接材料股份有限公司