专利名称：一种铜合金线坯上引法的制作方法
一种铜合金线坯上引法技术领域
本发明属于铜合金加工领域，特别涉及到一种铜合金线坯的生产工艺。
技术背景
包括电线用铜线的铜丝有如下几种生产工艺，如连铸连轧法、挤压法、水平连铸法、上引成型法，连铸连轧制法需要采用大型设备，先是把铜和各种其它元素如锡、磷、硅、 锰等按照配比加入到熔炉中熔化，然后铸锭成型，再是采用大型设备进行挤压，然后进行拉伸，最后清洗以形成成品。如下所示
配料一熔化一升温一连铸连轧一拉丝一清洗
挤压法的工艺流程为
配料一熔化一升温一铸锭一挤压一拉丝一清洗
水平连铸法的工艺流程为
配料一熔化一升温一水平连铸一拉丝一清洗
上引成型法的工艺流程为
配料一熔化一升温一上引成型一拉丝一清洗
连铸连轧法的优点是制造的线坯组织致密、均勻，生产效率高，缺点是只适合于大规模生产、投资大，风险高，且生产的线坯含氧量稍高，有杂质。
挤压法生产的优点是适合于中、大型生产规模，线坯组织高度致密，缺点是生产效率低，接头不牢固，有杂质，不适宜生产小规模线材。
水平连铸法生产的优点是适合于各种生产规模，效率一般，缺点是线坯表面易氧化，组织为铸造组织，有疏松。
而传统的上引成型法生产的优点是适合于各种生产规模，产品含氧量低，杂质较少，质量稳定，可生产细微或超细微丝；缺点是生产效率一般，线坯为铸造组织，疏松，有成分不均勻现象。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种投资少、工艺简单、可生产细微线材且节能环保的铜合金线坯上引法。
本发明所采取的技术方案是一种铜合金线坯上引法，包括配料、原料的熔炼、拉丝和清洗形成成品，其在原料的熔炼和拉丝步骤之间还包括如下步骤，将结晶器放入熔炼后的铜合金液体中，所述结晶器包括外套、设置在外套上的进水口和出水口、套装在外套内的铜套和套装在铜套内的石墨模，所述石墨模由圆锥台形下部、圆柱形中部和倒圆锥台形上部组成，向外套的进水口注入冷水，使冷水从外套的出水口出来，在气压的作用下熔化的铜合金液体依次进入石墨模的圆锥台形下部、圆柱形中部和倒圆锥台形上部，铜合金液体在这个过程中依次冷却，形成铜合金线坯，在牵引装置的作用下，所述铜合金线坯进入下一步拉丝步骤。
本发明中，所述铜合金液体的温度设置为其熔点温度加上50 100°C。冷水的水压为2 4MPa ；所述牵引装置的牵引速度为500 1500mm/min ；所述的牵引方式为向上牵引后暂停，再向下反推，再向上牵引，如此反复进行。
本发明所述的铜合金为铜-锌-锰合金系的铜合金。
本发明的有益效果是铜合金液体直接成型为铜合金线坯，适合于不同规模企业， 其步骤和传统上引成型法相同，不同之处在上引成型这一步。
在本发明中，配置好的铜合金经电炉熔化后，升温到该合金熔点之上50 100°C， 合金均勻化后，即可开始上引成型；将装有外套的石墨模装置垂直放入铜合金液体中，使底部距金属液面为80 100cm，这时，铜合金液体在大气压的作用下进入石墨模的圆锥台形下部，由于石墨模四壁有冷水流动，使石墨模的内外壁形成温度梯度及石墨模的上下部形成温度梯度，铜合金液体遇急冷凝固成型，在牵引装置的牵引下，牵引方式为牵引-暂停-反推-牵引，这样成型的铜合金线坯向上移动，下面的铜合金液体在大气压作用下向上移动，遇冷变成固体，这个由液体一固体的过程连续不断，因此形成了无限长的杆。在铜合金线坯成型的最初阶段，先向石墨模内插入一根铜合金线坯，利用这根铜合金线坯把遇冷成型的铜合金线坯拉出结晶器，实现拉丝步骤。
本发明生产的铜合金线坯产品质量稳定，无杂质，表面无氧化，内部组织含氧量低，可进行连续拉拔，生产细微线材，特别适合于中、小型铜合金线材厂的生产，降低了生产成本，减少了固定资本的投资规模，降低了风险，是中小型企业发展的可靠途径。
图1是本发明的带有熔炉的结晶器的结构示意图2是本发明的结晶器的结构示意图3是本发明的石墨模的结构示意图。
在图中，1熔炉、2铜合金液体、3铜套、4冷水、5石墨模、6出水口、7铜合金线坯、8 进水口、9外套、10倒圆锥台形上部、11圆柱形中部、12圆锥台形下部、13牵引装置。
具体实施方式
本发明包括配料、原料的熔炼、上引成型、拉丝和清洗形成成品，其具体步骤是，先将铜和锡、磷、硅、锰等材料按照配比加入到熔炉1中，锡、磷、硅、锰等材料最高可达总原料的10%，材料熔化后，将结晶器放入熔化后的铜合金液体2中，铜合金液体2的温度为铜合金液体2本身的熔点温度加上50°C。如附图1-3所示，所述的结晶器包括外套9、设置在外套9上的进水口 8和出水口 6、套装在外套9内的铜套3和套装在铜套3内的石墨模5，所述石墨模5由圆锥台形下部12、圆柱形中部11和倒圆锥台形上部10组成，向外套9的进水口 8注入冷水4，使冷水4从外套9的出水口 6出来，其中冷水的水压为3MPa。在气压的作用下熔化的铜合金液体2依次进入石墨模5的圆锥台形下部12、圆柱形中部11和倒圆锥台形上部10，铜合金液体2在这个过程中依次冷却，形成铜合金线坯7，在牵引装置13的作用下，铜合金线坯7向上移动，移动速度为lOOOmm/min，牵引方式为
牵引一暂停一反推一牵引
牵引完后，铜合金线坯7固化，铜合金线坯7进入下一步拉丝步骤。
在最初的上引成型步骤中，预先向石墨模5内放入铜合金线坯，铜合金液体2在遇到铜合金线坯而后冷却时，铜合金液体2变为固态且和铜合金线坯紧密连接，从而进入下一步的拉丝和清洗形成成品步骤。这部分技术属于现有技术，不再赘述。
权利要求
1.一种铜合金线坯上引法，包括配料、原料的熔炼、拉丝和清洗形成成品，其特征是其在原料的熔炼和拉丝步骤之间还包括如下步骤，将结晶器放入熔炼后的铜合金液体(2) 中，所述结晶器包括外套(9)、设置在外套(9)上的进水口(6)和出水口(7)、套装在外套 (9)内的铜套(3)和套装在铜套(3)内的石墨模(5)，所述石墨模(5)由圆锥台形下部(12)、 圆柱形中部(11)和倒圆锥台形上部(10)组成，向外套(9)的进水口(6)注入冷水，使冷水(4)从外套(9)的出水口(8)出来，在气压的作用下熔化的铜合金液体( 依次进入石墨模(5)的圆锥台形下部(12)、圆柱形中部(11)和倒圆锥台形上部(10)，铜合金液体⑵ 在这个过程中依次冷却，形成铜合金线坯(7)，在牵引装置(1 的作用下，所述铜合金线坯 (7)进入下一步拉丝步骤。
2.根据权利要求1所述的一种铜合金线坯上引法，其特征在于，所述铜合金液体(2)的温度设置为其熔点温度加上50 100°C。
3.根据权利要求1所述的一种铜合金线坯上引法，其特征在于，冷水(4)的水压为2 4MPa。
4.根据权利要求1所述的一种铜合金线坯上引法，其特征在于，所述牵引装置(13)的牵引速度为500 1500mm/min。
5.根据权利要求1所述的一种铜合金线坯上引法，其特征在于，所述的牵引方式为向上牵引后暂停，再向下反推，再向上牵引，如此反复进行。
全文摘要
本发明涉及一种使铜合金液态成型为铜合金线坯的制备方法，其包括配料、原料的熔炼、拉丝和清洗形成成品，其在原料的熔炼和拉丝步骤之间还包括如下步骤，将结晶器放入熔化的铜合金液体中，向结晶器的外套的进水口注入冷水，使冷水从外套的出水口出来，在气压的作用下熔化的铜合金液体依次进入石墨模的圆锥台形下部、圆柱形中部和倒圆锥台形上部，铜合金液体在这个过程中依次冷却，形成铜合金线坯，在牵引装置的作用下，所述铜合金线坯进入下一步拉丝步骤，本发明投资少、工艺简单、节能环保。
文档编号B22D11/14GK102476177SQ201010562549
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者丁智辉 申请人:株洲南方有色焊材有限公司