專利名稱：合金線材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金線材的制造方法，尤其是涉及一種含鉛鈹銅合金棒線材的制造方法。
背景技術(shù)：
含鉛鈹銅合金目前主要用于射頻連接器及路線板檢測的電子探針，通常的，這些行業(yè)均采用高速自動(dòng)車床把棒材加工為特定的零件，如同軸連接器內(nèi)導(dǎo)體等，為了實(shí)現(xiàn)較高的尺寸精度和保證生產(chǎn)效率，必須降低零件加工過程的切削力以便于清理車屑。為此，世界最大的鈹銅企業(yè)美國Brush weIlman公司和日本NGK公司在鈹銅合金中加入鉛以改善車屑加工性能，但由于鈹銅合金加入一定量鉛元素。后會(huì)產(chǎn)生高溫脆性 (鉛元素幾乎不固溶于鈹銅合金，在700°C以上液相分布于晶界)，造成熱擠壓或連鑄引錠后非常易斷裂?，F(xiàn)有的鈹銅生產(chǎn)工藝，如圖1所示，包括以下步驟1、半連續(xù)或鐵模鑄園錠；2、熱擠壓；3、拉伸及熱處理；而這樣的工藝在熱擠壓環(huán)節(jié)由于鈹銅合金加入一定量鉛元素后在正常擠壓溫度區(qū)間(720°C -790°C會(huì)產(chǎn)生高溫脆性 (鉛元素幾乎不固溶于鈹銅合金，在700°C以上液相分布于晶界)，造成擠出棒坯非常易碎裂，以致國內(nèi)裝備水平無法生產(chǎn)該種材料。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種含鉛鈹銅棒合金線材的制造方法，可有效的解決加入鉛元素后導(dǎo)致的棒坯擠壓成型困難問題。本發(fā)明的目的通過提供以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種合金線材的制造方法，其中，包括以下步驟第一步、非真空下安裝引坯桿在抽真空前安裝引坯桿；第二步、真空熔化對(duì)已加好的原料的熔煉爐抽真空，送電熔化；第三步、非真空下引坯桿與水平連續(xù)鑄造機(jī)相連；第四步、水平連鑄啟動(dòng)鑄造機(jī)，通過控制拉停、速度、冷卻水流量進(jìn)行鑄造棒坯， 實(shí)現(xiàn)由原料至含鉛鈹銅棒坯的轉(zhuǎn)變；第五步、拉伸及熱處理盤卷棒材的拉伸加工和熱處理交替進(jìn)行指導(dǎo)產(chǎn)品直徑接近成品尺寸；第六步、矯直定尺進(jìn)行矯直、定尺。進(jìn)一步地，在所述第四步和第五步之間，還包括一旋轉(zhuǎn)鍛造或軋制步驟由于鑄坯塑性低不適應(yīng)直接進(jìn)行拉伸加工，采用常溫旋轉(zhuǎn)鍛造或軋制方法作為鑄坯向拉伸加工前進(jìn)行再結(jié)晶熱處理的變形量準(zhǔn)備，提高致密度并以改善組織。再進(jìn)一步地，在所述第六步后，還包括一磨光步驟經(jīng)過磨床加工以達(dá)到精密的尺寸和完好的表面。
所述磨床為無心磨床。再進(jìn)一步地，在所述第一步前，首先在真空無心感應(yīng)熔煉爐的坩堝底部位于最底線圈的下面坩堝處開孔安裝水平連鑄結(jié)晶器，在水平連鑄結(jié)晶器中的石墨管內(nèi)孔通過氣相沉積的方法，生成一層金剛石正四面體結(jié)構(gòu)薄膜，通過這種致密連續(xù)的表面結(jié)構(gòu)減輕了與鈹元素的反應(yīng)趨勢和速度，使水平連鑄結(jié)晶器中的石墨管的工作壽命具有生產(chǎn)可行性。再進(jìn)一步地，在抽真空前安裝引坯桿，采用單孔或雙孔結(jié)晶器，安裝一支或兩支引坯桿。更進(jìn)一步地，在第二步中，先將工藝溫度提升至1100°C 1250°C范圍后打開爐罩；再把已裝在結(jié)晶器內(nèi)的引坯桿與鑄造機(jī)連接。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是設(shè)備投入少、控制難度低、成材率高、能耗低，產(chǎn)品性能完全達(dá)到ASTMB196《鈹銅棒材》國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品水平。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1為鈹銅生產(chǎn)工藝流程圖。圖2為本發(fā)明最佳實(shí)施方式合金線材制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下參照

本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。引錠后非常易斷裂的原因主要包括兩點(diǎn)1、由于合金的氫含量高造成鑄坯的組織疏松并降低了液態(tài)流動(dòng)性造成連鑄補(bǔ)縮時(shí)銅水跟不上，產(chǎn)生裂紋；2、由于合金中的鈹元素在液態(tài)下易于水平連鑄結(jié)晶器中的石墨管中的菱面體結(jié)構(gòu)與六方結(jié)構(gòu)混雜的松散石墨進(jìn)行反應(yīng)生成碳鈹化合物(Be2C)，快速造成石墨管內(nèi)孔的粗糙損傷，造成連鑄的拉出困難以致由于拉力過大造成棒坯斷裂。本發(fā)明采用真空熔煉的方法控制合金的氫含量，減少了鑄坯的組織疏松并改善了補(bǔ)縮的銅水流動(dòng)性，同時(shí)通過在水平連鑄結(jié)晶器中的石墨管內(nèi)孔通過氣相沉積的方法，生成一層金剛石正四面體結(jié)構(gòu)薄膜，通過這種致密連續(xù)的表面結(jié)構(gòu)減輕了與鈹元素的反應(yīng)趨勢和速度，使水平連鑄結(jié)晶器中的石墨管的工作壽命具有生產(chǎn)可行性。隨后為了改變連鑄棒坯的鑄造組織性能，以適應(yīng)減徑拉伸加工，本發(fā)明對(duì)連鑄棒坯進(jìn)行一到三次的常溫旋轉(zhuǎn)鍛造并配合再結(jié)晶熱處理。最后再通過拉伸、熱處理、矯直、磨光等工序至成品。本發(fā)明的含鉛鈹銅棒合金線材制造方法是這樣的首先在真空無心感應(yīng)熔煉爐的坩堝底部位于最底線圈的下面坩堝處開孔安裝水平連鑄結(jié)晶器(結(jié)晶器中的石墨管內(nèi)孔通過氣相沉積的方法生成一層金剛石正四面體結(jié)構(gòu)薄膜)，其次，包括以下步驟S100、非真空下安裝引坯桿在抽真空前安裝引坯桿，可采用單孔或雙孔結(jié)晶器， 安裝一支或兩支引坯桿；S101、真空熔化對(duì)已加好的原料的熔煉爐抽真空，送電熔化；S102、非真空下引坯桿與水平連續(xù)鑄造機(jī)相連至工藝溫度1100°C 1250°C范圍后打開爐罩，把已裝在結(jié)晶器內(nèi)的引坯桿與鑄造機(jī)連接；
S103、水平連鑄啟動(dòng)鑄造機(jī)，通過控制拉停、速度、冷卻水流量進(jìn)行鑄造棒坯，實(shí)現(xiàn)由原料至含鉛鈹銅棒坯的轉(zhuǎn)變；S104、旋轉(zhuǎn)鍛造或軋制為了改善鑄造棒坯的致密度和組織，以便于拉伸加工，本方法采用常溫旋轉(zhuǎn)鍛造或軋制方法作為鑄坯向拉伸加工前進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，以改善組織；S105、拉伸及熱處理盤卷棒材的拉伸加工和熱處理交替進(jìn)行指導(dǎo)產(chǎn)品直徑接近成品尺寸；S106、矯直定尺進(jìn)行矯直、定尺；S107、磨光經(jīng)過無心磨床加工以達(dá)到精密的尺寸和完好的表面。以下通過一直徑Φ7含鉛鈹銅棒的具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的含鉛鈹銅棒合金線材制造方法在50kg真空無心感應(yīng)熔煉爐底部線圈的下面安裝單孔或雙孔，內(nèi)孔Φ 12的連續(xù)結(jié)晶器，在坩堝壁內(nèi)裝入熱電偶。在結(jié)晶器內(nèi)插入長約300mm的引坯桿。在坩堝加入原料后抽真空至-0. IMPa以下，送電熔化，升溫至1200°C以上保溫以充分熔化原料并脫去液態(tài)銅水中氣體。去除真空在銅水表面加入鱗片石墨覆蓋劑，把引坯桿與鑄造機(jī)相連，進(jìn)行水平連續(xù)鑄造，采用停-拉-停-拉動(dòng)作反復(fù)進(jìn)行，爐溫1IOO0C 1250°C，拉速0. 3 0. 9米/分， 拉停節(jié)距長度7 20mm，坯料從結(jié)晶器拉出后采用外部水冷卻至常溫。坯料直徑Φ 11. 8 Φ 11. 95mm，打圈。把直徑Φ 11. 58的打卷含鉛鈹銅棒坯通過放料架送入旋轉(zhuǎn)鍛造機(jī)加工至外徑 Φ 10. 5打卷，750°C再結(jié)晶退火，再次進(jìn)行旋鍛至Φ9. 5，再次750°C再結(jié)晶退火后轉(zhuǎn)入拉絲機(jī)進(jìn)行拉伸減徑加工，中間進(jìn)行軟化退化直至加工到Φ8. 2，在750°C -800°C溫度下進(jìn)行熱處理，再拉伸加工至Φ 7. 2，從而實(shí)現(xiàn)TD04狀態(tài)(固溶熱處理+冷加工硬化狀態(tài))，繼續(xù)經(jīng)過矯直、定尺、磨光工序，實(shí)現(xiàn)Φ7. 0(+0-0. 01) X2500mm，，化學(xué)成分銅97. 5%, Be 1. 85%, Pb 0. 35%, Co 0.25%、雜質(zhì)余量，狀態(tài)TD04的成品。其它技術(shù)指標(biāo)如下
權(quán)利要求
1.一種合金線材的制造方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、非真空下安裝引坯桿在抽真空前安裝引坯桿；第二步、真空熔化對(duì)已加好的原料的熔煉爐抽真空，送電熔化；第三步、非真空下引坯桿與水平連續(xù)鑄造機(jī)相連；第四步、水平連鑄啟動(dòng)鑄造機(jī)，通過控制拉停、速度、冷卻水流量進(jìn)行鑄造棒坯，實(shí)現(xiàn)由原料至含鉛鈹銅棒坯的轉(zhuǎn)變；第五步、拉伸及熱處理盤卷棒材的拉伸加工和熱處理交替進(jìn)行指導(dǎo)產(chǎn)品直徑接近成品尺寸；第六步、矯直定尺進(jìn)行矯直、定尺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金線材的制造方法，其特征在于，在所述第四步和第五步之間，還包括一旋轉(zhuǎn)鍛造或軋制步驟采用常溫旋轉(zhuǎn)鍛造或軋制方法作為鑄坯向拉伸加工前進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，以改善組織。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金線材的制造方法，其特征在于，在所述第六步后，還包括一磨光步驟經(jīng)過磨床加工以達(dá)到精密的尺寸和完好的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金線材的制造方法，其特征在于，所述磨床為無心磨床。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金線材的制造方法，其特征在于，在所述第一步前，首先在真空無心感應(yīng)熔煉爐的坩堝底部位于最底線圈的下面坩堝處開孔安裝水平連鑄結(jié)晶器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金線材的制造方法，其特征在于，在抽真空前安裝引坯桿， 采用單孔或雙孔結(jié)晶器，安裝一支或兩支引坯桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金線材的制造方法，其特征在于，在第二步中，先將工藝溫度提升至1100°C 1250°C范圍后打開爐罩；再把已裝在結(jié)晶器內(nèi)的引坯桿與鑄造機(jī)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種合金線材的制造方法，其中，包括以下步驟第一步、非真空下安裝引坯桿在抽真空前安裝引坯桿；第二步、真空熔化對(duì)已加好的原料的熔煉爐抽真空，送電熔化；第三步、非真空下引坯桿與水平連續(xù)鑄造機(jī)相連；第四步、水平連鑄啟動(dòng)鑄造機(jī)，通過控制拉停、速度、冷卻水流量進(jìn)行鑄造棒坯，實(shí)現(xiàn)由原料至含鉛鈹銅棒坯的轉(zhuǎn)變；第五步、拉伸及熱處理盤卷棒材的拉伸加工和熱處理交替進(jìn)行指導(dǎo)產(chǎn)品直徑接近成品尺寸；第六步、矯直定尺進(jìn)行矯直、定尺。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是設(shè)備投入少、控制難度低、成材率高、能耗低，產(chǎn)品性能完全達(dá)到ASTMB196《鈹銅棒材》國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品水平。
文檔編號(hào)B22D11/12GK102451893SQ20101051877
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者陳紅, 韓坦 申請(qǐng)人:蘇州金江銅業(yè)有限公司, 韓坦