一种解决铸锭内部微观缺陷的铜及铜合金铸锭制备方法与流程

专利2023-07-20  121


1.本发明属于有色金属铸锭生产技术领域,尤其涉及一种组织均匀性好,内部缺陷少的铜或者铜合金铸锭制备方法,具体为一种解决铸锭内部微观缺陷的铜及铜合金铸锭制备方法。


背景技术:

2.铜或者铜合金带材主要应用在集成电路、led、电子连接器等电子使用领域,随着智能化的不断提升和设备体积的不断缩小,对带材均匀性,性能保证能力提出了更高要求。
3.在铜及铜合金的铸造过程中,需要控制外界气体或杂质的影响,也要确保铸造系统内部不会产生新的影响。石墨件是铸造过程必用的辅件,相对于炉体来说,一般的石墨耐高温,抗振性好,但是易碎、耐冲击性和热稳定性差,而且铜的比重大,熔体温度1200℃左右,石墨在受到铜液的冲击过程中,不断的侵蚀,分解产物会随机的进行反应生成化合物,沉积在铸锭内部,后续加工过程无法消除,尤其对高精密铜带的应力、组织均匀性等都会有影响。
4.一般改善铸锭组织的方式有在熔体阶段增加电磁搅拌,控制熔体的温度和时间,本发明是从铸造过程中,采用硅化石墨件的材质控制提升铸锭内部微观质量,提升最终产品的使用性能。


技术实现要素:

5.本发明提供一种解决铸锭内部微观缺陷的的铜及铜合金铸锭制备方法,采用硅化石墨用于铜液的导流、控制流量大小,进而改善铸锭内部微观缺陷发生几率,减少第二相物质的生产。硅化石墨具有化学性能稳定,在铸造过程中几乎没有腐蚀,使用寿命高于炉体寿命,提升后续铜带产品加工性能,满足冲压、蚀刻等工艺需求。
6.铸锭生产工艺路线:配料

熔炼

保温

铸造,本发明通过以下技术方案予以实现,一种解决铸锭内部微观缺陷的铜及铜合金铸锭制备方法,包括以下步骤:s1、准备工作:s11、利用硅化石墨按照预设尺寸制备标准硅化石墨件,分别有硅化石墨套筒、锥体、塞棒、浇铸管;s12、将耐火泥均匀的涂抹在硅化石墨套筒外围,耐火泥的厚度控制在1-5cm范围内,将硅化石墨套筒装入保温炉底部炉头箱预留调平位置,确保与结晶器位置对正;s13、浇铸管装在炉头箱浇铸口,椎体和塞棒安装在硅化石墨套筒内,浇铸管的上方入口和椎体的下方出口连接,塞棒的下部位于锥体内且塞棒底部和锥体内表面紧密配合;s2、配料:配好的原料中不能有水、油,不能混入杂物;s3、熔炼:将配料投入熔炼炉,调整到合适的温度,为防止氧化吸气,覆盖木炭;s4、保温:熔炼好的铜液转入保温炉,调整到合适的铸造温度,为防止氧化吸气,覆
盖木炭;s5、铸造:s51、对炉头箱进行预热,预热1-5次;s52、炉头箱浇铸口与结晶器位置对好后,调整塞棒位置,塞棒底部和锥体内表面之间产生间隙,铜液从塞棒和锥体间隙、浇铸管放流进行铸造,结晶器内液面保持稳定无明显波动,并用炭黑均匀覆盖。
7.在所述步骤s11、s5中,硅化石墨的使用,提高的铸造过程稳定性,消除了常规石墨的腐蚀、分解等因素,改善铸锭微观组织,提升加工产品的性能。
8.与现有技术相比本发明的有益效果为:1)、硅化石墨稳定性高,耐热、几乎无烧损。正常生产情况下,常规石墨件使用不到1天时间就出现明显烧损,硅化石墨件的寿命高于炉体的寿命,可以多次重复使用;2)、使用硅化石墨对铜液的污染减少;3)、铸锭加工成的带材组织均匀性、内应力方面有改善。
具体实施方式
9.以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。若未特别指明,实施例均按照常规实验条件。另外,对于本领域技术人员而言,在不偏离本发明的实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
10.实施例1一种解决铸锭内部微观缺陷的铜及铜合金铸锭制备方法,包括以下步骤:s1、准备工作:s11、利用硅化石墨按照预设尺寸制备标准硅化石墨件,分别有硅化石墨套筒、锥体、塞棒、浇铸管;s12、将耐火泥均匀的涂抹在硅化石墨套筒外围,耐火泥的厚度控制在1-5cm范围内,将硅化石墨套筒装入保温炉底部炉头箱预留调平位置,确保与结晶器位置对正;s13、浇铸管装在炉头箱浇铸口,椎体和塞棒安装在硅化石墨套筒内,浇铸管的上方入口和椎体的下方出口连接,塞棒的下部位于锥体内且塞棒底部和锥体内表面紧密配合;s2、配料:配好的原料中不能有水、油,不能混入杂物;s3、熔炼:将配料投入熔炼炉,调整到合适的温度,为防止氧化吸气,覆盖木炭;s4、保温:熔炉好的铜液转入保温炉,调整到合适的铸造温度,为防止氧化吸气,覆盖木炭;s5、铸造:s51、对炉头箱进行预热,预热3次,温度1200℃;s52、炉头箱浇铸口与结晶器位置对好后,调整塞棒位置,塞棒底部和锥体内表面之间产生间隙,铜液从塞棒和锥体间隙、浇铸管放流进行铸造,结晶器内液面保持稳定无明显波动,并用炭黑均匀覆盖;s53、铸造速度为50mm/min,铸锭经加工后的带材产品,组织均匀性一直,表面色泽
一直,内应力符合要求。


技术特征:
1.一种解决铸锭内部微观缺陷的铜及铜合金铸锭制备方法,其特征在于:包括以下步骤:s1、准备工作:s11、利用硅化石墨按照预设尺寸制备标准硅化石墨件,分别有硅化石墨套筒、锥体、塞棒、浇铸管;s12、将耐火泥均匀的涂抹在硅化石墨套筒外围,耐火泥的厚度控制在1-5cm范围内,将硅化石墨套筒装入保温炉底部炉头箱预留调平位置,确保与结晶器位置对正;s13、浇铸管装在炉头箱浇铸口,椎体和塞棒安装在硅化石墨套筒内,浇铸管的上方入口和椎体的下方出口连接,塞棒的下部位于锥体内且塞棒底部和锥体内表面紧密配合;s2、配料;s3、熔炼:将配料投入熔炼炉,调整到合适的温度,为防止氧化吸气,覆盖木炭;s4、保温:熔炼好的铜液转入保温炉,调整到合适的铸造温度,为防止氧化吸气,覆盖木炭;s5、铸造:s51、对炉头箱进行预热,预热1-5次;s52、炉头箱浇铸口与结晶器位置对好后,调整塞棒位置,塞棒底部和锥体内表面之间产生间隙,铜液从塞棒和锥体间隙、浇铸管放流进行铸造,结晶器内液面保持稳定并用炭黑均匀覆盖。

技术总结
本发明属于有色金属铸锭生产技术领域,尤其涉及一种组织均匀性好,内部缺陷少的铜或者铜合金铸锭制备方法,具体为一种解决铸锭内部微观缺陷的铜及铜合金铸锭制备方法。本方法用硅化石墨代替常规石墨件,提高的铸造过程稳定性,消除了常规石墨的腐蚀、分解等因素,改善铸锭微观组织,提升加工产品的性能,解决铜或者铜合金铸锭内部微观缺陷,改善后期加工产品的性能均匀性。本发明在常规铸造技术基础上,采用耐腐蚀、耐热、无分解产物的硅化石墨进行铜液的控制、导流,完成铸造过程。本发明能够改善铜或者铜合金铸锭内部微观缺陷,生产的高精密铜带,性能均匀性和内应力指标均有很大提升。性能均匀性和内应力指标均有很大提升。


技术研发人员:张斌 杨小平 高志伟 王琦 刘飞 景琳琪
受保护的技术使用者:太原晋西春雷铜业有限公司
技术研发日:2022.07.25
技术公布日:2022/11/1
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