專利名稱：一種銅及銅合金帶材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬帶材的制造方法，尤其涉及銅及銅合金帶材的 制造方法。
背景技術(shù)：
銅及銅合金帶材廣泛應用在電力、電子、通訊等行業(yè)，如電子工業(yè) 中的引線框架，通訊行業(yè)中的RF電纜等等，該類銅及銅合金帶材要求組 織致密、精度高、板型好、長度長、機械性能優(yōu)良，因此業(yè)界一直在致 力于尋成本低且符合要求的制造方法。制造銅及銅合金帶材的傳統(tǒng)方法一般有兩種其-一是鑄錠熱軋法(簡 稱熱軋法)，即采用大錠鑄造、熱軋、冷軋的方法，具體來說就是先鑄錠 再對鑄錠進行加熱后送入軋機進行熱軋，軋制是在再結(jié)晶溫度以上進行 的，經(jīng)多道次熱軋后收巻并冷卻，然后經(jīng)開巻、矯直、雙面銑面、收巻后用于冷軋，得到需要的帶材；其二是連鑄冷軋法(簡稱冷軋法)，具體 來說就是水平連鑄帶坯經(jīng)過雙面銑面后，送入軋機中進行冷軋，軋制是 在再結(jié)晶溫度下進行的，經(jīng)多道次軋制后得到需要的帶材。上述兩種方 法各有優(yōu)缺點。對于熱軋法，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好，機械性能好，生產(chǎn)工 藝穩(wěn)定，該種方法可以生產(chǎn)絕大部分的銅及銅合金帶材。但是該種方法 設備的投入大，帶長有限，成才率低。該種方法需用連鑄機、熱軋機、 冷軋機，在生產(chǎn)中還需要去皮、銑面或酸洗，工藝流程長、成本高。冷 軋法設備投入小，它不需要昂貴的熱軋機，水平連鑄的帶坯可以做得很 長，再經(jīng)過冷軋，直接軋到成品。但是該種方法也有很多問題。首先， 由于帶材是冷軋組織，所以它的機械性能不如熱軋方法好，不能承受后 道次較大及較精細的壓力加工，同時，水平連鑄鑄造的銅坯，鑄造的銅 及銅合金品種有限，它一般對錫青銅、黃銅等材料比較成熟，但對其它品種的銅合金并不適合。正是認識到上述兩種傳統(tǒng)銅及銅合金帶材加工方法的缺陷，申請人一直在努力尋找既成本低、質(zhì)量又好的加工方法，并于2005年9月8日申 請了名稱為"一種制造銅及銅合金帶材的鑄軋加工方法"、申請?zhí)枮?CN200510102437. 7的改進型制造方法，該方法是在上述兩種傳統(tǒng)加工方 法的基礎(chǔ)上進行改進而獲得，其主要是將兩種傳統(tǒng)加工方法的優(yōu)點進行 了有機結(jié)合，增加了 "保溫、均溫"、"快速冷卻"和在保溫、均溫、軋 制中進行惰性氣體保護的工藝，從而在保證了被加工銅及銅合金帶材的 質(zhì)量的同時減少了工序、降低了成本，是比較理想、實用的銅及銅加工 方法。但是該種加工方法仍然沒有擺脫傳統(tǒng)的鑄造、軋制的主線，成本 還是相對較高，保溫、均溫和惰性氣體保護、快速冷卻均需要大量的設 備進行保證。為此，申請人一直在不斷探索能夠保證被加工帶材質(zhì)量情 況下成本更低、成材率高、工序更少、更方便易行且產(chǎn)品質(zhì)量好的加工 方法。公知技術(shù)中存在連續(xù)擠壓有色金屬的技術(shù)，例如連續(xù)擠壓鋁管、銅 排等技術(shù)和設備，申請人從中得到啟發(fā)如果采用連續(xù)擠壓技術(shù)來提供 生產(chǎn)銅及銅合金帶材所需要的坯料，可能會取得較好的結(jié)果。為此，申 請人對于采用連續(xù)擠壓法來制作銅及銅合金帶材坯料，進而進行軋制， 進行了有益的嘗試和多次試驗，從而獲得本發(fā)明的一種全新的銅及銅合 金帶材的制造方法。連續(xù)擠壓技術(shù)是在上世紀70年代英國公司發(fā)明的一種專門用來擠壓 有色金屬型材方法，它可以用來擠壓鋁管、銅排等產(chǎn)品，該種技術(shù)作為 公知技術(shù)，已經(jīng)得到了廣泛的應用，尤其以2004年冶金工業(yè)出版社出版 的《連續(xù)擠壓技術(shù)及其應用》 一書(鐘毅著)，對連續(xù)擠壓技術(shù)的原理、 工藝特點、工藝理論基礎(chǔ)、工藝、設備及其到當時的應用，均做了較系 統(tǒng)的理論闡述?，F(xiàn)有技術(shù)中，對于連續(xù)擠壓技術(shù)的應用，主要包括生產(chǎn)鋁光面圓管、 超精密型材、鋁一鈦合金絲、銅及銅合金型材和管材，例如連續(xù)擠壓生產(chǎn)銅排等，從來沒有將該連續(xù)擠壓技術(shù)與銅及銅合金帶材的生產(chǎn)聯(lián)系起 來。所謂連續(xù)擠壓生產(chǎn)銅排，其方法就是將一定規(guī)格的連續(xù)的銅桿經(jīng)表 面處理后通過擠壓輪與壓靶之間的摩擦力連續(xù)的壓入模具中，形成連續(xù) 銅排后再盤巻。經(jīng)研究，發(fā)現(xiàn)在連續(xù)擠壓的過程中，可以產(chǎn)生很大的擠壓熱，對于銅基材料來說，其擠壓溫度可以超過45(TC，該溫度大于銅基材料的再結(jié) 晶溫度，因此連續(xù)擠壓后的銅基材為熱加工組織，其產(chǎn)品的后道次加工、 使用性能等均不比熱軋法生產(chǎn)的產(chǎn)品差。同時，由于采用的是連續(xù)擠壓， 其擠壓后的產(chǎn)品可以很長，對于銅排，可以成巻生產(chǎn)；更換不同的模具， 又可以擠壓出不同截面、不同形狀的銅材。銅排的連續(xù)擠壓技術(shù)最初只能擠壓小尺寸的銅帶及銅扁線，如30mm X3腿、40mmX4mm等規(guī)格產(chǎn)品，但是現(xiàn)在已見到寬度達200mm銅排的報 道，相信隨著技術(shù)的發(fā)展300毫米甚至更寬的銅材也能用連續(xù)擠壓的方 法生產(chǎn)。隨著銅排的寬度的增加，已經(jīng)脫離了傳統(tǒng)銅排的概念，申請人正是 從這一點出發(fā)，考慮到連續(xù)擠壓超寬的銅基材料或許可以給生產(chǎn)高質(zhì)量 的銅及銅合金帶材的供坯提供新的空間。在此基礎(chǔ)上，申請人通過研究和試驗得到本發(fā)明，本發(fā)明提供了一 種新型的、完全不同于現(xiàn)有技術(shù)的制造銅及銅合金帶材的方法，即首先 采用連續(xù)擠壓的方法擠壓出銅及銅合金坯，然后再采用軋制的方法將其 軋制成所需規(guī)格的銅及銅合金帶材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中銅及銅合金帶材制造工藝的缺陷，提供 -種使用設備少、工序少、成本低、成材率高且產(chǎn)品質(zhì)量好的銅及銅合 金帶材的制造方法。按照本發(fā)明的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于第一步，采用連續(xù)擠壓的方法將銅及銅合金材料連續(xù)擠壓成銅及銅 合金坯；第二步，采用軋制的方法將所述的銅及銅合金坯軋制成所需要規(guī)格 的銅及銅合金帶材。進一步優(yōu)選的方法為所述連續(xù)擠壓成的銅及銅合金坯為矩形截面坯。所述連續(xù)擠壓成的銅及銅合金矩型截面坯，在進入第二步所述軋制 工序前，對其進行展寬加工。更進一步，所述連續(xù)擠壓成的銅及銅合金坯截面為不封閉的曲線型坯。將所述連續(xù)擠壓成的截面為不封閉的曲線型坯進行展開壓平，加工 成寬的矩形坯。所述軋制的方法包括冷軋、熱軋、連軋及可逆軋。所述軋制的方法 也可為采用大壓下量的軋機對所述銅及銅合金坯進行的軋制。將第一步所述進行連續(xù)擠壓的設備與第二步所述進行軋制的設備順 序安裝在一起，組合成一條連續(xù)的生產(chǎn)線?；蛘?，將第一步所述連續(xù)擠 壓的設備與第二步所述進行軋制的設備分開安裝，不在同一條生產(chǎn)線上。按照本發(fā)明上述的銅及銅合金的制造方法，具有以下的優(yōu)點1、 可以生產(chǎn)超長銅及銅合金帶材本發(fā)明所生產(chǎn)的銅及銅合金帶材可以與水平連鑄冷軋法一樣生產(chǎn) 出超長帶材，而鑄錠熱軋法要做到超長，熱軋錠就要求很大，設備的投入就很大。如國內(nèi)現(xiàn)有0.4mm的銅帶，最長的熱軋坯也不會超過2500m 一個巻，而采用本發(fā)明的連續(xù)擠壓法，理論上可以生產(chǎn)無限長的產(chǎn)品， 這種超長的銅及銅合金帶材，在通訊行業(yè)上、電纜行業(yè)等上，有著大量 的應用。2、 可以生產(chǎn)高品質(zhì)的銅及銅合金帶材因為銅及銅合金材料在被連續(xù)擠壓過程中產(chǎn)生了很高的溫度，達到 或超過了其再結(jié)晶溫度，從而使得本發(fā)明所生產(chǎn)的銅及銅合金帶材，具有與熱軋帶材同樣優(yōu)良的機械性能，它可以用在熱軋帶使用的所有領(lǐng) 域，如引線框架、銅包鋁等，采用本發(fā)明所生產(chǎn)的銅包鋁線可以不經(jīng)中間退火可一直拉伸至0. 08mm甚至更細。3、 設備投資少本發(fā)明所需的設備僅需要投入用于連續(xù)擠擠壓機和用于軋制的設 備即軋機即可，以每年生產(chǎn)10000噸帶材來計算，采用本發(fā)明的方法一 般只需要投入1000—1500萬元即可進行生產(chǎn)，而采用熱軋法一般則需 要投入1億元甚至更多，采用水平連鑄冷軋法其投入一般也在3000萬 元以上。4、 工序短、效率高本發(fā)明的流程短，效率高，生產(chǎn)過程中一般不需要酸洗、銑面等輔 助的加工工序，且成材率也可以達到90%以上，比傳統(tǒng)的方法高出10% 以上。5、 成材率高因為隨著連續(xù)擠壓技術(shù)和設備的發(fā)展，可以連續(xù)擠壓出較寬的銅及 銅合金坯，從而本發(fā)明對該較寬的銅及銅合金坯再進行軋制，就可以減 少材料去頭、去尾、切邊等的損耗，從而提高產(chǎn)品的成材率，這也是連 續(xù)擠壓技術(shù)在本發(fā)明中得以應用的基礎(chǔ)。


圖1為幾種不封閉曲線型坯的截面示意圖；圖2為一種連續(xù)擠壓的模具剖面圖；圖3為另外一種連續(xù)擠壓的模具剖面圖。其中，l為被擠壓的銅及銅合金坯，2及2'為模具。
具體實施例方式本發(fā)明的第一優(yōu)選方案是先將連鑄好的一定規(guī)格的銅及銅合金桿 材通過連續(xù)擠壓的方法擠壓成所需規(guī)格的銅及銅合金矩型坯。 一般情況下，連續(xù)擠壓后的銅及銅合金坯越寬越好，因為坯料越寬則帶材的成材 率就越高，生產(chǎn)效率就越高。隨后，對形成的矩形坯進行軋制，軋制的 方法可以為冷軋、熱軋、連軋，也可以采用可逆軋，如果矩形坯較厚，如厚度大于8mra，也可以采用大壓下量的軋機，如行星軋機、擺式軋機、 周期軋機等，對矩形坯進行大壓下量的軋制，該類軋機一般一個道次可 將超過lOram厚的坯料軋制到2mm以下。例如，在連續(xù)擠壓機上對紫銅進行連續(xù)擠壓，得到寬度X厚度為 150mmX6mm的矩形坯，再送入可逆軋機中軋制至2mm厚，然后再經(jīng)連軋 機組軋制0.4mm厚和6輥軋機軋至0. 25mm厚，得到成品，其長度超過 6000m，可用于RF電纜外導體帶，生產(chǎn)是成功的。如果需要更寬的產(chǎn)品，在連續(xù)擠壓后和軋制前可對矩形坯進行展寬 加工，展寬加工的方法可以為一般金屬壓力加工的通用方法。例如，連續(xù)擠壓紫銅，得到寬度X厚度為150mraX12mra的矩形坯， 再進入大壓下量軋機如行星軋機中進行軋制， 一個道次后就可以軋到2mm 厚，再經(jīng)后道軋制最終到0.36ram厚的帶材，可用于銅包鋁帶。又如，對連鑄后的KFC或C194進行連續(xù)擠壓，得到lOOmmXlOmm的 矩形坯，在可逆軋機上進行可逆軋，直至需要的尺寸，可用于引線框架。本發(fā)明的第二種優(yōu)選方案是采用連續(xù)擠壓的方法擠壓出截面為不封閉的曲線型坯，然后將其在線連續(xù)展開并壓平。不封閉的曲線型坯可 以是半圓型的、多半圓型的或其它的多種曲線或直線組合型的，圖1為 幾種不封閉的曲線型坯的示意圖。采用該種方案可以增大帶坯的寬度， 也可以使用小的連續(xù)擠壓機生產(chǎn)出比矩形坯更寬的帶坯。不封閉的目的是使擠壓模具內(nèi)孔部分獲得穩(wěn)定的支承，具體見圖2和圖3。圖2、圖3 均為連續(xù)擠壓的模具剖面圖，其中l(wèi)為被擠壓的銅坯，2為模具，但是圖 2中2與2'中間是不連接的，2'處沒有支承，而圖3中，模具2在A點處可以獲得穩(wěn)定的支承，可以承受巨大的擠壓力。當然，也可以連續(xù)擠壓成如圖2所示的截面為封閉的曲線坯，再經(jīng) 剖開展平后作為生產(chǎn)帶材的坯，但是由于該方法在連續(xù)擠壓時要實現(xiàn)對模具中間封閉部分的支撐，就必然使得被連續(xù)擠壓后的坯料存在縫隙， 從而需要焊合，不但增加了焊合工藝且對于銅基材料，在焊合處會產(chǎn)生 缺陷，因此，不建議釆用該種方法。再如，連續(xù)擠壓紫銅，得到中徑為O80mm的3/4圓周的銅坯，厚度 為8mm，在線進行展開壓平并收巻，展開后寬度為180—195咖之間，然 后再進行軋制，可制得符合要求的帶材。更進一步，可將連續(xù)擠壓的設備和用于軋制的設備順序安裝在一起， 構(gòu)成一條連續(xù)的生產(chǎn)線，直接生產(chǎn)銅及銅合金帶材；作為可選方案，也 可以將擠壓設備和軋制設備分開安裝，先生產(chǎn)出銅及銅合金坯并成巻， 然后再進行軋制加工，得到銅及銅合金帶材。如何設置，可以根據(jù)生產(chǎn) 廠房等實際情況來具體確定。以上對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的描述，目的在于對本發(fā)明的理解，而 不是對于本發(fā)明的限制，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上未經(jīng)創(chuàng)造性勞動的更換、 變通等方案均屬于本發(fā)明保護的范圍，具體以本發(fā)明權(quán)利要求書的限定 為準。
權(quán)利要求
1. 一種銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于第一步，采用連續(xù)擠壓的方法將銅及銅合金材料連續(xù)擠壓成銅及銅合金坯；第二步，采用軋制的方法將所述的銅及銅合金坯軋制成所需要規(guī)格的銅及銅合金帶材。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于所 述連續(xù)擠壓成的銅及銅合金坯為矩形截面坯。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征 在于所述連續(xù)擠壓成的銅及銅合金矩型截面坯，在進入第二步所述 軋制工序前，對其進行展寬加工。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于所 述連續(xù)擠壓成的銅及銅合金坯截面為不封閉的曲線型坯。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于將 所述連續(xù)擠壓成的截面為不封閉的曲線型坯進行展開壓平，加工成寬 的矩形坯。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于所 述軋制的方法包括冷軋、熱軋、連軋及可逆軋。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于所 述軋制的方法為采用大壓下量的軋機對所述銅及銅合金坯進行的軋 制。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于將 第一步所述連續(xù)擠壓的設備與第二步所述進行軋制的設備順序安裝在 一起，組合成一條連續(xù)的生產(chǎn)線。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于將第一步所述連續(xù)擠壓的設備與第二步所述進行軋制的設備分開安裝， 不在同一條生產(chǎn)線上。
全文摘要
一種銅及銅合金帶材的制造方法，其特征在于第一步，采用連續(xù)擠壓的方法將銅及銅合金材料連續(xù)擠壓成銅及銅合金坯；第二步，采用軋制的方法將所述的銅及銅合金坯軋制成所需要規(guī)格的銅及銅合金帶材。進一步，經(jīng)連續(xù)擠壓的坯料截面可以是矩形坯或者不封閉的曲線型坯。采用該方法可以制造出超長的銅及銅合金帶材；且?guī)Р牡钠焚|(zhì)高、質(zhì)量好；設備投資少；工序短、效率高；產(chǎn)品成材率高。
文檔編號B23P13/00GK101224533SQ20071000093
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者丁振卿, 朱國定, 炎 陳 申請人:江蘇興榮高新科技股份有限公司