一种连续性铜合金带材制备方法与流程

专利2025-03-14  18


本发明涉及铜合金带材生产,尤其涉及一种连续性铜合金带材制备方法。


背景技术:

1、铜合金带材具有良好的导电性、导热性和加工成形性能等特点,在电子、通信、汽车和航空航天等行业中,广泛用于制印刷电路板、散热器、接插件、连接器等组件。然而,与钢铁板带材的连铸连轧过程相比,铜合金板带材生产过程连续性较差。由于铜合金在高温下更加容易氧化,且其高导热性导致降温较快,因此铸锭尺寸受限,故而通过热轧获得的热轧板坯长度有限,这限制了铜合金板带材大规模生产的效率。为了提高铜合金带材生产过程的连续性,可将多块热轧板坯连接在一起,从而增加后续过程中的连续冷轧和退火处理的带材长度,从而提高生产效率。通过连接多块热轧板坯,可以实现更长的连续冷轧和退火工序,减少生产中的停机时间和转换时间,提高生产线的运行稳定性和效率。

2、目前的铜合金热轧板坯的连接方式主要包括机械连接、熔化焊接等。其中,啮合等机械连接的方式连接强度有限,后续冷轧、退火等过程中易在连接处产生缺陷,影响生产稳定性。而弧焊等传统焊接方式热输入较大,特别是针对较厚的热轧板坯(10mm以上),需要采用更高的焊接电流,导致焊接接头氧化严重,并产生较为严重的焊接变形,进而影响热轧板坯的板形,不利于后续冷轧工序。虽然激光焊接方式的热输入远低于弧焊,焊接变形较小,且焊接过程中熔池有惰性气体保护,氧化情况也相对没有那么严重,但铜及其合金对激光的吸收率极低(固态铜对波长为1064nm的焊接用激光的吸收率仅为3~5%),因此大尺寸铜合金厚板的焊接需要极高的激光功率,设备投入成本很高。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种连续性铜合金带材制备方法。

2、本发明采用以下技术方案:一种连续性铜合金带材制备方法,所述方法包括:

3、步骤一、将铜合金原料进行熔炼浇铸,生成铜合金铸锭,并对所述铜合金铸锭依次进行热轧、铣面,得到铜合金板坯,令任意一块所述铜合金板坯作为前板坯;

4、步骤二、选取满足尺寸误差的另一所述铜合金板坯作为后板坯,将所述前板坯与所述后板坯一前一后放置,采用锯床依次对所述前板坯的尾部及所述后板坯的头部按预设角度进行切割;

5、步骤三、令所述前板坯的切割端面与所述后板坯的切割端面紧密拼接,采用预设的引弧块抵接在所述前板坯与所述后板坯的拼缝的两侧,并将所述前板坯的尾部、所述后板坯的头部及所述引弧块压紧固定;

6、步骤四、对所述前板坯与所述后板坯的拼缝进行搅拌摩擦焊接,搅拌摩擦焊接的终点和起点分别在左右两侧的所述引弧块上;

7、步骤五、对完成搅拌摩擦焊接之后的所述前板坯与所述后板坯的拼缝进行毛刺及飞边清理,并将左右两侧的所述引弧块切除,得到铜合金焊板;

8、步骤六、将所述铜合金焊板作为前板坯,重复执行步骤二至步骤五,直至所述铜合金焊板到达目标长度为止,并对达到目标长度的所述铜合金焊板进行收卷,得到铜合金板坯卷材;

9、步骤七、对所述铜合金板坯卷材进行开卷,并依次执行粗轧、一次退火、中轧、二次退火、精轧、最终退火,得到连续性的铜合金带材。

10、本发明一实施例的连续性铜合金带材制备方法,通过对前板坯的尾部及后板坯的头部按预设角度进行切割,可以在一定程度上避免热轧过程形成的不利织构对焊接接头性能的影响,提升接头强韧性,然后利用搅拌摩擦焊接的方式将多块铜合金板坯连接在一起,再进行后续的冷轧、退火等过程,可以实现铜合金带材连续生产,大幅提升生产效率、提升产品成材率及稳定性;同时,相较于传统的铜合金板坯连接方式,本发明采用搅拌摩擦焊接这种固相焊接的方式,避免了严重的焊接变形和氧化,获得了强塑性与母材接近的高质量焊接接头;而且焊接过程中在板坯接头位置两侧采用了引弧块,可确保两块铜合金板坯的接头处完全连接,无需对两侧边部未焊合处进行切割,只需切割引弧块,进一步保证了产品成材率。

11、进一步的,在所述步骤一中,所述熔炼的温度介于1060℃~1300℃,所述浇铸的温度介于1010℃~1250℃,所述热轧的前预热温度介于720℃~950℃,所述热轧的终轧温度介于550℃~750℃,所述热轧的压下率介于80%~95%。

12、进一步的,所述尺寸误差包括厚度误差和宽度误差,其中,所述厚度误差为±0.3mm,所述宽度误差为±20mm。

13、进一步的,采用锯床依次对所述前板坯的尾部及所述后板坯的头部按预设角度进行切割的步骤具体包括:

14、采用锯床依次对所述前板坯的尾部及所述后板坯的头部进行切割,其中,所述锯床的锯片运行方向与所述前板坯或所述后板坯的宽度方向的水平夹角介于10°~20°,且所述锯床对所述前板坯和所述后板坯进行切割的尺寸相同。

15、进一步的,所述引弧块的成分与所述前板坯的成分或所述后板坯的成分一致,且所述引弧块的厚度与所述前板坯的厚度或所述后板坯的厚度一致。

16、进一步的,对所述前板坯与所述后板坯的拼缝进行搅拌摩擦焊接时,搅拌头的转速介于600r/min~1000r/min。

17、进一步的,对所述前板坯与所述后板坯的拼缝进行搅拌摩擦焊接时,搅拌头在引弧块上的移速介于20mm/min~40mm/min,搅拌头在所述前板坯与所述后板坯的拼缝上的移速介于100mm/min~120mm/min。

18、进一步的,在所述步骤七中,所述粗轧的压下率介于70%~90%,所述一次退火的温度介于500℃~600℃,所述一次退火的保温时间介于5h~8h,所述中轧的压下率介于60%~80%,所述二次退火的温度介于450℃~500℃,所述二次退火的保温时间介于5h~8h,所述精轧的压下率介于10%~50%;

19、其中,若所述铜合金带材为软态带材,则所述最终退火的温度为400℃~470℃,所述最终退火的时间介于5h~8h;

20、若所述铜合金带材为硬态带材,则无需进行所述最终退火。



技术特征:

1.一种连续性铜合金带材制备方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的连续性铜合金带材制备方法,其特征在于,在所述步骤一中,所述熔炼的温度介于1060℃~1300℃,所述浇铸的温度介于1010℃~1250℃,所述热轧的前预热温度介于720℃~950℃,所述热轧的终轧温度介于550℃~750℃,所述热轧的压下率介于80%~95%。

3.根据权利要求1所述的连续性铜合金带材制备方法,其特征在于,所述尺寸误差包括厚度误差和宽度误差,其中,所述厚度误差为±0.3mm,所述宽度误差为±20mm。

4.根据权利要求1所述的连续性铜合金带材制备方法,其特征在于,采用锯床依次对所述前板坯的尾部及所述后板坯的头部按预设角度进行切割的步骤具体包括:

5.根据权利要求1所述的连续性铜合金带材制备方法,其特征在于,所述引弧块的成分与所述前板坯的成分或所述后板坯的成分一致,且所述引弧块的厚度与所述前板坯的厚度或所述后板坯的厚度一致。

6.根据权利要求1所述的连续性铜合金带材制备方法,其特征在于,对所述前板坯与所述后板坯的拼缝进行搅拌摩擦焊接时,搅拌头的转速介于600r/min~1000r/min。

7.根据权利要求1所述的连续性铜合金带材制备方法,其特征在于,对所述前板坯与所述后板坯的拼缝进行搅拌摩擦焊接时,搅拌头在引弧块上的移速介于20mm/min~40mm/min,搅拌头在所述前板坯与所述后板坯的拼缝上的移速介于100mm/min~120mm/min。

8.根据权利要求1所述的连续性铜合金带材制备方法,其特征在于,在所述步骤七中,所述粗轧的压下率介于70%~90%,所述一次退火的温度介于500℃~600℃,所述一次退火的保温时间介于5h~8h,所述中轧的压下率介于60%~80%,所述二次退火的温度介于450℃~500℃,所述二次退火的保温时间介于5h~8h,所述精轧的压下率介于10%~50%;


技术总结
本发明涉及铜合金带材生产技术领域,尤其涉及一种连续性铜合金带材制备方法,方法包括:将铜合金原料进行熔炼浇铸、热轧、铣面,得到铜合金板坯,令任意一块铜合金板坯作为前板坯;选取另一铜合金板坯作为后板坯,对前板坯的尾部及后板坯的头部进行切割;令前板坯与后板坯的切割端面紧密拼接,采用引弧块抵接在前板坯与后板坯的拼缝两侧;对前板坯与后板坯的拼缝进行搅拌摩擦焊接;对焊接完成之后的拼缝进行清理,得到铜合金焊板;将铜合金焊板作为前板坯,重复执行上述步骤,得到铜合金板坯卷材;对铜合金板坯卷材进行开卷进行冷轧,得到连续性的铜合金带材。本发明可以实现铜合金带材连续生产,大幅提升生产效率、提升产品成材率及稳定性。

技术研发人员:赖士浩,陈聪,徐慧,马明美,郑弋明,唐延川,刘树生
受保护的技术使用者:江西云泰铜业有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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