专利名称：一种铜及铜合金带材的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种金属带材的制造方法，尤其涉及铜及铜合金带材的 制造方法。
背景技术：
铜及铜合金带材广泛应用在电力、电子、通讯等行业，如电子工业 中的引线框架，通讯行业中的RF电缆等等，该类铜及铜合金带材要求组 织致密、精度高、板型好、长度长、机械性能优良，因此业界一直在致 力于寻成本低且符合要求的制造方法。制造铜及铜合金带材的传统方法一般有两种其-一是铸锭热轧法(简 称热轧法)，即采用大锭铸造、热轧、冷轧的方法，具体来说就是先铸锭 再对铸锭进行加热后送入轧机进行热轧，轧制是在再结晶温度以上进行 的，经多道次热轧后收巻并冷却，然后经开巻、矫直、双面铣面、收巻后用于冷轧，得到需要的带材；其二是连铸冷轧法(简称冷轧法)，具体 来说就是水平连铸带坯经过双面铣面后，送入轧机中进行冷轧，轧制是 在再结晶温度下进行的，经多道次轧制后得到需要的带材。上述两种方 法各有优缺点。对于热轧法，生产的产品质量好，机械性能好，生产工 艺稳定，该种方法可以生产绝大部分的铜及铜合金带材。但是该种方法 设备的投入大，带长有限，成才率低。该种方法需用连铸机、热轧机、 冷轧机，在生产中还需要去皮、铣面或酸洗，工艺流程长、成本高。冷 轧法设备投入小，它不需要昂贵的热轧机，水平连铸的带坯可以做得很 长，再经过冷轧，直接轧到成品。但是该种方法也有很多问题。首先， 由于带材是冷轧组织，所以它的机械性能不如热轧方法好，不能承受后 道次较大及较精细的压力加工，同时，水平连铸铸造的铜坯，铸造的铜 及铜合金品种有限，它一般对锡青铜、黄铜等材料比较成熟，但对其它品种的铜合金并不适合。正是认识到上述两种传统铜及铜合金带材加工方法的缺陷，申请人一直在努力寻找既成本低、质量又好的加工方法，并于2005年9月8日申 请了名称为"一种制造铜及铜合金带材的铸轧加工方法"、申请号为 CN200510102437. 7的改进型制造方法，该方法是在上述两种传统加工方 法的基础上进行改进而获得，其主要是将两种传统加工方法的优点进行 了有机结合，增加了 "保温、均温"、"快速冷却"和在保温、均温、轧 制中进行惰性气体保护的工艺，从而在保证了被加工铜及铜合金带材的 质量的同时减少了工序、降低了成本，是比较理想、实用的铜及铜加工 方法。但是该种加工方法仍然没有摆脱传统的铸造、轧制的主线，成本 还是相对较高，保温、均温和惰性气体保护、快速冷却均需要大量的设 备进行保证。为此，申请人一直在不断探索能够保证被加工带材质量情 况下成本更低、成材率高、工序更少、更方便易行且产品质量好的加工 方法。公知技术中存在连续挤压有色金属的技术，例如连续挤压铝管、铜 排等技术和设备，申请人从中得到启发如果采用连续挤压技术来提供 生产铜及铜合金带材所需要的坯料，可能会取得较好的结果。为此，申 请人对于采用连续挤压法来制作铜及铜合金带材坯料，进而进行轧制， 进行了有益的尝试和多次试验，从而获得本发明的一种全新的铜及铜合 金带材的制造方法。连续挤压技术是在上世纪70年代英国公司发明的一种专门用来挤压 有色金属型材方法，它可以用来挤压铝管、铜排等产品，该种技术作为 公知技术，已经得到了广泛的应用，尤其以2004年冶金工业出版社出版 的《连续挤压技术及其应用》 一书(钟毅著)，对连续挤压技术的原理、 工艺特点、工艺理论基础、工艺、设备及其到当时的应用，均做了较系 统的理论阐述。现有技术中，对于连续挤压技术的应用，主要包括生产铝光面圆管、 超精密型材、铝一钛合金丝、铜及铜合金型材和管材，例如连续挤压生产铜排等，从来没有将该连续挤压技术与铜及铜合金带材的生产联系起 来。所谓连续挤压生产铜排，其方法就是将一定规格的连续的铜杆经表 面处理后通过挤压轮与压靶之间的摩擦力连续的压入模具中，形成连续 铜排后再盘巻。经研究，发现在连续挤压的过程中，可以产生很大的挤压热，对于铜基材料来说，其挤压温度可以超过45(TC，该温度大于铜基材料的再结 晶温度，因此连续挤压后的铜基材为热加工组织，其产品的后道次加工、 使用性能等均不比热轧法生产的产品差。同时，由于采用的是连续挤压， 其挤压后的产品可以很长，对于铜排，可以成巻生产；更换不同的模具， 又可以挤压出不同截面、不同形状的铜材。铜排的连续挤压技术最初只能挤压小尺寸的铜带及铜扁线，如30mm X3腿、40mmX4mm等规格产品，但是现在已见到宽度达200mm铜排的报 道，相信随着技术的发展300毫米甚至更宽的铜材也能用连续挤压的方 法生产。随着铜排的宽度的增加，已经脱离了传统铜排的概念，申请人正是 从这一点出发，考虑到连续挤压超宽的铜基材料或许可以给生产高质量 的铜及铜合金带材的供坯提供新的空间。在此基础上，申请人通过研究和试验得到本发明，本发明提供了一 种新型的、完全不同于现有技术的制造铜及铜合金带材的方法，即首先 采用连续挤压的方法挤压出铜及铜合金坯，然后再采用轧制的方法将其 轧制成所需规格的铜及铜合金带材。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中铜及铜合金带材制造工艺的缺陷，提供 -种使用设备少、工序少、成本低、成材率高且产品质量好的铜及铜合 金带材的制造方法。按照本发明的铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于第一步，采用连续挤压的方法将铜及铜合金材料连续挤压成铜及铜 合金坯；第二步，采用轧制的方法将所述的铜及铜合金坯轧制成所需要规格 的铜及铜合金带材。进一步优选的方法为所述连续挤压成的铜及铜合金坯为矩形截面坯。所述连续挤压成的铜及铜合金矩型截面坯，在进入第二步所述轧制 工序前，对其进行展宽加工。更进一步，所述连续挤压成的铜及铜合金坯截面为不封闭的曲线型坯。将所述连续挤压成的截面为不封闭的曲线型坯进行展开压平，加工 成宽的矩形坯。所述轧制的方法包括冷轧、热轧、连轧及可逆轧。所述轧制的方法 也可为采用大压下量的轧机对所述铜及铜合金坯进行的轧制。将第一步所述进行连续挤压的设备与第二步所述进行轧制的设备顺 序安装在一起，组合成一条连续的生产线。或者，将第一步所述连续挤 压的设备与第二步所述进行轧制的设备分开安装，不在同一条生产线上。按照本发明上述的铜及铜合金的制造方法，具有以下的优点1、 可以生产超长铜及铜合金带材本发明所生产的铜及铜合金带材可以与水平连铸冷轧法一样生产 出超长带材，而铸锭热轧法要做到超长，热轧锭就要求很大，设备的投入就很大。如国内现有0.4mm的铜带，最长的热轧坯也不会超过2500m 一个巻，而采用本发明的连续挤压法，理论上可以生产无限长的产品， 这种超长的铜及铜合金带材，在通讯行业上、电缆行业等上，有着大量 的应用。2、 可以生产高品质的铜及铜合金带材因为铜及铜合金材料在被连续挤压过程中产生了很高的温度，达到 或超过了其再结晶温度，从而使得本发明所生产的铜及铜合金带材，具有与热轧带材同样优良的机械性能，它可以用在热轧带使用的所有领 域，如引线框架、铜包铝等，采用本发明所生产的铜包铝线可以不经中间退火可一直拉伸至0. 08mm甚至更细。3、 设备投资少本发明所需的设备仅需要投入用于连续挤挤压机和用于轧制的设 备即轧机即可，以每年生产10000吨带材来计算，采用本发明的方法一 般只需要投入1000—1500万元即可进行生产，而采用热轧法一般则需 要投入1亿元甚至更多，采用水平连铸冷轧法其投入一般也在3000万 元以上。4、 工序短、效率高本发明的流程短，效率高，生产过程中一般不需要酸洗、铣面等辅 助的加工工序，且成材率也可以达到90%以上，比传统的方法高出10% 以上。5、 成材率高因为随着连续挤压技术和设备的发展，可以连续挤压出较宽的铜及 铜合金坯，从而本发明对该较宽的铜及铜合金坯再进行轧制，就可以减 少材料去头、去尾、切边等的损耗，从而提高产品的成材率，这也是连 续挤压技术在本发明中得以应用的基础。
图1为几种不封闭曲线型坯的截面示意图；图2为一种连续挤压的模具剖面图；图3为另外一种连续挤压的模具剖面图。其中，l为被挤压的铜及铜合金坯，2及2'为模具。
具体实施例方式本发明的第一优选方案是先将连铸好的一定规格的铜及铜合金杆 材通过连续挤压的方法挤压成所需规格的铜及铜合金矩型坯。 一般情况下，连续挤压后的铜及铜合金坯越宽越好，因为坯料越宽则带材的成材 率就越高，生产效率就越高。随后，对形成的矩形坯进行轧制，轧制的 方法可以为冷轧、热轧、连轧，也可以采用可逆轧，如果矩形坯较厚，如厚度大于8mra，也可以采用大压下量的轧机，如行星轧机、摆式轧机、 周期轧机等，对矩形坯进行大压下量的轧制，该类轧机一般一个道次可 将超过lOram厚的坯料轧制到2mm以下。例如，在连续挤压机上对紫铜进行连续挤压，得到宽度X厚度为 150mmX6mm的矩形坯，再送入可逆轧机中轧制至2mm厚，然后再经连轧 机组轧制0.4mm厚和6辊轧机轧至0. 25mm厚，得到成品，其长度超过 6000m，可用于RF电缆外导体带，生产是成功的。如果需要更宽的产品，在连续挤压后和轧制前可对矩形坯进行展宽 加工，展宽加工的方法可以为一般金属压力加工的通用方法。例如，连续挤压紫铜，得到宽度X厚度为150mraX12mra的矩形坯， 再进入大压下量轧机如行星轧机中进行轧制， 一个道次后就可以轧到2mm 厚，再经后道轧制最终到0.36ram厚的带材，可用于铜包铝带。又如，对连铸后的KFC或C194进行连续挤压，得到lOOmmXlOmm的 矩形坯，在可逆轧机上进行可逆轧，直至需要的尺寸，可用于引线框架。本发明的第二种优选方案是采用连续挤压的方法挤压出截面为不封闭的曲线型坯，然后将其在线连续展开并压平。不封闭的曲线型坯可 以是半圆型的、多半圆型的或其它的多种曲线或直线组合型的，图1为 几种不封闭的曲线型坯的示意图。采用该种方案可以增大带坯的宽度， 也可以使用小的连续挤压机生产出比矩形坯更宽的带坯。不封闭的目的是使挤压模具内孔部分获得稳定的支承，具体见图2和图3。图2、图3 均为连续挤压的模具剖面图，其中l为被挤压的铜坯，2为模具，但是图 2中2与2'中间是不连接的，2'处没有支承，而图3中，模具2在A点处可以获得稳定的支承，可以承受巨大的挤压力。当然，也可以连续挤压成如图2所示的截面为封闭的曲线坯，再经 剖开展平后作为生产带材的坯，但是由于该方法在连续挤压时要实现对模具中间封闭部分的支撑，就必然使得被连续挤压后的坯料存在缝隙， 从而需要焊合，不但增加了焊合工艺且对于铜基材料，在焊合处会产生 缺陷，因此，不建议釆用该种方法。再如，连续挤压紫铜，得到中径为O80mm的3/4圆周的铜坯，厚度 为8mm，在线进行展开压平并收巻，展开后宽度为180—195咖之间，然 后再进行轧制，可制得符合要求的带材。更进一步，可将连续挤压的设备和用于轧制的设备顺序安装在一起， 构成一条连续的生产线，直接生产铜及铜合金带材；作为可选方案，也 可以将挤压设备和轧制设备分开安装，先生产出铜及铜合金坯并成巻， 然后再进行轧制加工，得到铜及铜合金带材。如何设置，可以根据生产 厂房等实际情况来具体确定。以上对本发明优选实施方式的描述，目的在于对本发明的理解，而 不是对于本发明的限制，任何在本发明基础上未经创造性劳动的更换、 变通等方案均属于本发明保护的范围，具体以本发明权利要求书的限定 为准。
权利要求
1. 一种铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于第一步，采用连续挤压的方法将铜及铜合金材料连续挤压成铜及铜合金坯；第二步，采用轧制的方法将所述的铜及铜合金坯轧制成所需要规格的铜及铜合金带材。
2、 根据权利要求1所述的铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于所 述连续挤压成的铜及铜合金坯为矩形截面坯。
3、 根据权利要求1或2任一所述的铜及铜合金带材的制造方法，其特征 在于所述连续挤压成的铜及铜合金矩型截面坯，在进入第二步所述 轧制工序前，对其进行展宽加工。
4、 根据权利要求1所述的铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于所 述连续挤压成的铜及铜合金坯截面为不封闭的曲线型坯。
5、 根据权利要求4所述的铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于将 所述连续挤压成的截面为不封闭的曲线型坯进行展开压平，加工成宽 的矩形坯。
6、 根据权利要求1所述的铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于所 述轧制的方法包括冷轧、热轧、连轧及可逆轧。
7、 根据权利要求1所述的铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于所 述轧制的方法为采用大压下量的轧机对所述铜及铜合金坯进行的轧 制。
8、 根据权利要求1所述的铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于将 第一步所述连续挤压的设备与第二步所述进行轧制的设备顺序安装在 一起，组合成一条连续的生产线。
9、 根据权利要求1所述的铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于将第一步所述连续挤压的设备与第二步所述进行轧制的设备分开安装， 不在同一条生产线上。
全文摘要
一种铜及铜合金带材的制造方法，其特征在于第一步，采用连续挤压的方法将铜及铜合金材料连续挤压成铜及铜合金坯；第二步，采用轧制的方法将所述的铜及铜合金坯轧制成所需要规格的铜及铜合金带材。进一步，经连续挤压的坯料截面可以是矩形坯或者不封闭的曲线型坯。采用该方法可以制造出超长的铜及铜合金带材；且带材的品质高、质量好；设备投资少；工序短、效率高；产品成材率高。
文档编号B23P13/00GK101224533SQ20071000093
公开日2008年7月23日 申请日期2007年1月15日 优先权日2007年1月15日
发明者丁振卿, 朱国定, 炎 陈 申请人:江苏兴荣高新科技股份有限公司