一種電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：（1）將陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機組離合式上引銅桿；（2）以步驟（1）制備的無氧銅桿為原料，無氧銅桿在矯直裝置內(nèi)進行矯直后送入連續(xù)擠壓裝置中進行擠壓，所得坯料在高溫擠出后迅速冷卻至40℃～60℃；（3）連續(xù)擠壓后的銅母線經(jīng)過放卷裝置后，進入矯直裝置，然后通過卷狀拉拔裝置進行卷狀拉拔。本發(fā)明流程短、高效、節(jié)能。本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比節(jié)省了拉拔工序的切頭切尾，提高了材料的有效利用率，實現(xiàn)了銅母線的大長度生產(chǎn)，有益效果是節(jié)約能耗20%以上，成材率達到90%以上。
【專利說明】
一種電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬的加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅母線作為導(dǎo)電的元件或構(gòu)件廣泛應(yīng)用于電子、電器、輸變電、智能電網(wǎng)、高新技術(shù)產(chǎn)品等行業(yè)。近年來，國家加大基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和自主創(chuàng)新的投資發(fā)展力度，大型水電站、核電站、地鐵、機場、高速列車、高新技術(shù)產(chǎn)品等大型項目的建設(shè)，對項目建設(shè)中所使用的各種電氣裝備導(dǎo)電元件的銅母線技術(shù)性能如:導(dǎo)電率、硬度、彎曲，導(dǎo)電元件的安全性能如:重量、溫升、電流載荷方面都提出了更高的要求;銅母線的安全性能好壞又取決于銅母線的技術(shù)性能。一般企業(yè)生產(chǎn)的銅母線，其導(dǎo)電率、硬度、彎曲的主要技術(shù)性能按國家標準GB/T5585-2005的要求進行生產(chǎn)，但這樣的技術(shù)性能已經(jīng)不能滿足高新科技發(fā)展的需要。
[0003]中國專利CN 102034563 B和CN 104599787 A提出了銅母線的生產(chǎn)工藝，該專利技術(shù)包括上引鑄造、連續(xù)擠壓、拉拔成型等工藝，此專利由于拉拔需要切頭切尾，效率較低、成材率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法具有工藝流程短、高效、節(jié)能、大長度等優(yōu)點。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
(1)上引連鑄:以高純陰極銅為原料，將陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機組離合式上引銅桿；
(2)連續(xù)擠壓:以步驟(I)制備的無氧銅桿為原料，無氧銅桿在矯直裝置內(nèi)進行矯直后送入連續(xù)擠壓裝置中進行擠壓，所得坯料在高溫擠出后迅速冷卻至40°C?60°C;
(3 )卷狀拉拔:連續(xù)擠壓后的銅母線經(jīng)過放卷裝置后，進入矯直裝置，然后通過卷狀拉拔裝置進行卷狀拉拔。
[0006]所述步驟(I)的高純陰極銅原料先在1140°C±5°C溫度下熔化、保溫，利用在線除氣脫氧裝置，銅液內(nèi)充入惰性氣體，并利用攪拌裝置，達到除氣、脫氧、高純的效果后，使用牽弓I機離合式真空上弓I無氧銅桿，然后無氧銅桿進入收線裝置。
[0007]所述步驟(I)的牽引機引桿速度為700-750mm/min，無氧銅桿直徑為Φ25 mm?28mm，無氧銅桿中的銅和銀總含量^ 99.99%，無氧銅桿中的氧含量<5ppm。
[0008]所述步驟(I)的所述牽引機設(shè)有結(jié)晶器，所述結(jié)晶器的水壓為0.25?0.28MPa、結(jié)晶器的出水溫度35°C?38°C。
[0009]所述惰性氣體采用氬氣或氮氣，采用石墨軸和轉(zhuǎn)子作為攪拌裝置，將氬氣或氮氣壓入銅液中并打散成微小氣泡，使其均勻分散在銅液中；氣源出口壓力1.5?1.8MPa，流量1.6?1.8Nm3/h0
[0010]所述步驟(2)中的無氧銅桿經(jīng)壓實輪壓實，在摩擦力的作用下被連續(xù)送入擠壓腔，坯料在腔體擋料塊前面沿圓周運動，經(jīng)過摩擦剪切變形區(qū)、鐓粗變形區(qū)、粘著區(qū)和直角彎曲擠壓區(qū)，最后進入腔體通過模具擠出銅母線坯。
[0011]在擠壓過程中銅的溫度為700°C?740°C，腔體內(nèi)壓力為1300?1500MPa。
[0012]所述步驟(3)卷狀拉拔裝置依次包括放線裝置、矯直裝置、拉拔裝置、卷取裝置和牽引裝置，所述拉拔裝置包括包括電工推桿、軸承支架和模具支架，所述模具支架內(nèi)安裝有拉拔模具，所述軸承支架內(nèi)安裝有軸承，所述拉拔裝置在電工推桿的推力作用下順時針旋轉(zhuǎn)或者逆時針旋轉(zhuǎn)。
[0013]所述拉拔裝置的旋轉(zhuǎn)角度為3-15°。
[0014]所述拉拔裝置在拉拔時的伸長系數(shù)為λ為1.05?1.38。
[0015]本發(fā)明電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)工藝具有如下有益效果:
1、采用連續(xù)擠壓技術(shù)與連續(xù)拉拔技術(shù)相結(jié)合，銅母線組織更加致密，性能更加優(yōu)異，硬度HB為75-85，延伸率大于10%，縱向側(cè)邊彎曲度小于lmm/m,橫向彎曲度小于0.02mm。
[0016]2、本發(fā)明流程短、高效、節(jié)能。本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比節(jié)省了拉拔工序的切頭切尾，提高了材料的有效利用率，實現(xiàn)了銅母線的大長度生產(chǎn)，有益效果是節(jié)約能耗20%以上，成材率達到90%以上。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明中的卷狀拉拔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2和3為本發(fā)明中的拉拔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3的A-A方向剖視圖；
其中，I為放線裝置、2為矯直裝置、3為拉拔裝置、31為電動推桿、32為軸承支架、33為模具支架、4為卷取裝置、5為牽引裝置。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0019]實施例1
本實施例1電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法具有如下步驟:上引連鑄一連續(xù)擠壓一卷狀拉拔，具體為
(I)上引連鑄
以A級陰極銅為原料，將陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機組離合式上引銅桿。
[0020]陰極銅原料先在1140°C±5°C溫度下熔化、保溫，利用在線除氣脫氧裝置，銅液內(nèi)充入惰性氣體，并利用攪拌裝置，達到除氣、脫氧、高純的效果后才能使用牽引機組離合式真空上引無氧銅桿，然后無氧銅桿進入收線裝置;其中牽引機引桿速度700-800mm/min，無氧銅桿直徑Φ 25 mm?28mm，結(jié)晶器水壓0.25?0.28MPa，結(jié)晶器出水溫度35°C?38°C，無氧銅桿中銅和銀的總含量彡99.99%，氧含量彡5ppm。
[0021]惰性氣體采用氬氣或氮氣，采用石墨軸和轉(zhuǎn)子作為攪拌裝置，將氬氣或氮氣壓入銅液中并打散成微小氣泡，使其均勻分散在銅液中；氣源出口壓力1.5?1.8MPa，流量1.6?1.8Nm3/h0
[0022](2)連續(xù)擠壓
以步驟(I)制備的無氧銅桿為原料，無氧銅桿進行矯直后送入連續(xù)擠壓機組的中，無氧銅桿經(jīng)壓實輪壓實，靴座壓緊壓力20?25MPa，在摩擦力的作用下被連續(xù)送入擠壓腔，坯料在腔體擋料塊前面沿圓周運動，經(jīng)過摩擦剪切變形區(qū)、鐓粗變形區(qū)、粘著區(qū)、直角彎曲擠壓區(qū)，最后進入腔體通過模具擠出銅母線坯;在擠壓過程中銅的溫度達到700°C?740°C，腔體內(nèi)壓力達到1300?150010^;采用25%的酒精水溶液進行快速冷卻，使坯料在高溫擠出后迅速冷卻至40°C?60°C，卷取。在整個變形過程中隔斷了與氧的接觸，避免吸氧，保證銅母線坯的低含氧量，同時，由于快速冷卻，晶粒組織細小，力學性能優(yōu)異。
[0023](3)卷狀拉拔
如圖1-4所述，本發(fā)明中的卷狀拉拔裝置依次包括放線裝置1、矯直裝置2、拉拔裝置3、卷取裝置4和牽引裝置5。
[0024]連續(xù)擠壓后的銅母線經(jīng)過放線裝置I后，進入矯直裝置2，然后再通過拉拔裝置3。拉拔裝置3包括電工推桿31、軸承支架32、模具支架33，模具支架33內(nèi)安裝有拉拔模具，軸承支架32內(nèi)安裝有軸承，拉拔裝置3在電工推桿31的推力作用下順時針旋轉(zhuǎn)或者逆時針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為3-15°。
[0025]本發(fā)明中的拉拔裝置3拉拔時的伸長系數(shù)為λ為1.05?1.38，拉拔后銅母線的硬度HB為75-85，延伸率大于10%，縱向側(cè)邊彎曲度小于lmm/m，橫向彎曲度小于0.02mm。
[0026]工作時，牽引裝置5首先將銅母線從拉拔裝置3內(nèi)牽引出來，當牽引到卷取裝置4時，再將銅母線采用卷取裝置4進行卷取拉拔，卷取拉拔過程中實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，實現(xiàn)了銅母線的大長度，不需要切頭切尾，提高了材料的成材率和勞動效率。
[0027]對比例I
按中國專利CN 102034563 B的方法生產(chǎn)電工用卷狀銅母線。
[0028]對比例2
按中國專利CN 104599787 A的方法生產(chǎn)電工用卷狀銅母線。
[0029]性能測試及分析
實施例1生產(chǎn)的電工用卷狀銅母線，無氧銅桿直徑Φ 25 mm?28mm，無氧銅桿中銅和銀的總含量彡99.99%，氧含量彡5ppm。銅母線的硬度HB為75-85，延伸率大于10%，縱向側(cè)邊彎曲度小于lmm/ m，橫向彎曲度小于0.02mm。成材率為90%。
[0030]對比例I和2生產(chǎn)的銅母線成材率不到60%，且生產(chǎn)流程復(fù)雜，生產(chǎn)時間長，銅母線中銅和銀的總含量不足90%，氧含量>5ppm。
[0031]上述實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對本發(fā)明權(quán)利保護的限定，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟: (1)上引連鑄:以高純陰極銅為原料，將陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機組離合式上引銅桿； (2)連續(xù)擠壓:以步驟(I)制備的無氧銅桿為原料，無氧銅桿在矯直裝置內(nèi)進行矯直后送入連續(xù)擠壓裝置中進行擠壓，所得坯料在高溫擠出后迅速冷卻至40°C?60°C; (3)卷狀拉拔:連續(xù)擠壓后的銅母線經(jīng)過放卷裝置后，進入矯直裝置，然后通過卷狀拉拔裝置進行卷狀拉拔。2.如權(quán)利要求1所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟(I)的高純陰極銅原料先在1140°C±5°C溫度下熔化、保溫，利用在線除氣脫氧裝置，銅液內(nèi)充入惰性氣體，并利用攪拌裝置，達到除氣、脫氧、高純的效果后，使用牽引機離合式真空上引無氧銅桿，然后無氧銅桿進入收線裝置。3.如權(quán)利要求2所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟(I)的牽引機引桿速度為700-750mm/min，無氧銅桿直徑為Φ25 mm?28mm，無氧銅桿中的銅和銀總含量彡99.99%，無氧銅桿中的氧含量<5ppm。4.如權(quán)利要求2所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟(I)的所述牽引機設(shè)有結(jié)晶器，所述結(jié)晶器的水壓為0.25?0.2810^、結(jié)晶器的出水溫度35°(:?38°(:。5.如權(quán)利要求2所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述惰性氣體采用氬氣或氮氣，采用石墨軸和轉(zhuǎn)子作為攪拌裝置，將氬氣或氮氣壓入銅液中并打散成微小氣泡，使其均勻分散在銅液中；氣源出口壓力1.5?1.8MPa，流量1.6?1.8Nm3/h。6.如權(quán)利要求1所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟(2)中的無氧銅桿經(jīng)壓實輪壓實，在摩擦力的作用下被連續(xù)送入擠壓腔，坯料在腔體擋料塊前面沿圓周運動，經(jīng)過摩擦剪切變形區(qū)、鐓粗變形區(qū)、粘著區(qū)和直角彎曲擠壓區(qū)，最后進入腔體通過模具擠出銅母線坯。7.如權(quán)利要求6所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:在擠壓過程中銅的溫度為700 0C?740 0C，腔體內(nèi)壓力為1300?1500MPa。8.如權(quán)利要求1所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟(3)卷狀拉拔裝置依次包括放線裝置、矯直裝置、拉拔裝置、卷取裝置和牽引裝置，所述拉拔裝置包括包括電工推桿、軸承支架和模具支架，所述模具支架內(nèi)安裝有拉拔模具，所述軸承支架內(nèi)安裝有軸承，所述拉拔裝置在電工推桿的推力作用下順時針旋轉(zhuǎn)或者逆時針旋轉(zhuǎn)。9.如權(quán)利要求8所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述拉拔裝置的旋轉(zhuǎn)角度為3-15°。10.如權(quán)利要求8所述電工用卷狀銅母線的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述拉拔裝置在拉拔時的伸長系數(shù)為λ為1.05?1.38。
【文檔編號】H01B13/00GK106057354SQ201610335109
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】徐高磊
【申請人】紹興市力博電氣有限公司