一种紫铜板带的加工方法

技术领域

本发明属于铜材的加工技术领域，具体涉及一种紫铜板带的加工方法。

背景技术

铜及铜合金板带材具有优良的导电、导热、耐蚀、电连接、电接触等性能，被广泛应用于机械、电子、汽车、电力、通信、交通等各工业领域。相比于传统燃油汽车，新能源汽车显著增加了铜的使用量；出于提高效率、用电安全等方面的考虑，新能源汽车对铜材的性能也提出了更高的要求。紫铜具有很好的导电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压力加工，大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用蚀电蚀铜等要求导电性良好的产品，是新能源汽车用铜带材的主要材料。

目前紫铜板带主要采用传统的三段式加工工艺进行生产，即立式连续铸造→热轧→冷轧，冷轧阶段需进行退火处理。由于退火处理的紫铜带材组织处于完全再结晶和非完全再结晶之间，带材组织均匀性难以控制，导致带材在使用过程中强度和硬度的偏差较大；同时还会出现轧制尺寸不稳定、尺寸精度控制差，产品表面质量差等一系列问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种紫铜板带的加工方法，以解决现有技术中紫铜板带通过退火处理或常规的轧制难以获得兼具尺寸精度稳定、强度和硬度稳定的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种紫铜板带的加工方法，包括以下步骤：

S1.粗轧：将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，总加工率为80～90％，第一道次加工率≤20％，最后一道次加工率≤15％，得冷轧坯料；

S2.中间退火：对冷轧坯料在保护性气体氛围下进行中间退火处理，退火温度350～450℃，保温时间5～8h，然后进行酸碱洗，得中间退火坯料；

S3.精轧：对中间退火坯料进行冷轧，总加工率为50～60％，第一道次加工率为40～45％，之后道次按照加工率≤10％进行轧制，得精轧坯料；

S4.留底退火：对精轧坯料在保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度550～650℃，保温时间40～70s，然后进行清洗，得留底退火坯料；

S5.成品轧制：对留底退火坯料进行成品精轧，轧制变形量为4～8％，经切边、清洗、拉弯矫后，得成品紫铜板带。

优选的，步骤S1中，所用轧辊的表面粗糙度为0.5～0.6μm。

优选的，步骤S3中，所用轧辊的表面粗糙度为0.3～0.4μm。

优选的，步骤S5中，所用轧辊的表面粗糙度为0.1～0.2μm。

优选的，步骤S1中，轧制道次为6～7道次。

优选的，步骤S2中，所述中间退火采用分级退火工艺，先将温度升至380～400℃，保温1～2h，然后降至350～365℃，保温1～1.5h，再升至425～450℃，保温2～2.5h，最后降至390～410℃，保温1～2h。

更优选的，所述分级退火工艺中，降温速率为120～160℃/h，升温速率为120～160℃/h。

优选的，步骤S3中，第一道次之后道次的轧制力为250～300KN，轧制速度控制为80～100m/min。

优选的，步骤S5中，轧制力为150～200KN，轧制速度为40～70m/min。

优选的，步骤S2、S4中，所述保护性气体含有20～30vt％的氢气及70～80vt％的氮气。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过控制各冷轧加工阶段轧辊粗糙度，提高了紫铜板带的表面质量；通过协同优化退火工艺以及特定道次的道次加工率和总加工率，获得了组织均匀的完全再结晶组织，提高了紫铜板带的强度和硬度以及尺寸精度。同时本发明的加工方法操作简单、市场竞争力强，具有显著的经济效益。

附图说明

图1为为实施例1的成品紫铜板带组织形貌照片。

图2为为实施例2的成品紫铜板带组织形貌照片。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本发明。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在本发明实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品；若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。

本发明实施例提供的一种紫铜板带的加工方法，包括以下步骤：

S1.粗轧：将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，总加工率为80～90％，第一道次加工率≤20％，最后一道次加工率≤15％，得冷轧坯料；

S2.中间退火：对冷轧坯料在保护性气体氛围下进行中间退火处理，退火温度350～450℃，保温时间5～8h，然后进行酸碱洗，得中间退火坯料；

S3.精轧：对中间退火坯料进行冷轧，总加工率为50～60％，第一道次加工率为40～45％，之后道次按照加工率≤10％进行轧制，得精轧坯料；

S4.留底退火：对精轧坯料在保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度550～650℃，保温时间40～70s，然后进行清洗，得留底退火坯料；

S5.成品轧制：对留底退火坯料进行成品精轧，轧制变形量为4～8％，经切边、清洗、拉弯矫后，得成品紫铜板带。

在一些较佳的实施方式中，步骤S1中，所用轧辊的表面粗糙度为0.5～0.6μm。

在一些较佳的实施方式中，步骤S3中，所用轧辊的表面粗糙度为0.3～0.4μm。

在一些较佳的实施方式中，步骤S5中，所用轧辊的表面粗糙度为0.1～0.2μm。

在一些较佳的实施方式中，步骤S1中，轧制道次为6～7道次。

在一些较佳的实施方式中，步骤S2中，中间退火采用分级退火工艺，先将温度升至380～400℃，保温1～2h，然后降至350～365℃，保温1～1.5h，再升至425～450℃，保温2～2.5h，最后降至390～410℃，保温1～2h。

在一些较佳的实施方式中，步骤S2中，分级退火工艺中，降温速率为120～160℃/h，升温速率为120～160℃/h。

在一些较佳的实施方式中，步骤S3中，第一道次之后道次的轧制力为250～300KN，轧制速度控制为80～100m/min。

在一些较佳的实施方式中，步骤S5中，轧制力为150～200KN，轧制速度为40～70m/min。

在一些较佳的实施方式中，步骤S2、S4中，所述保护性气体含有20～30vt％的氢气及70～80vt％的氮气。

实施例1

本实施例提供的一种紫铜板带，加工方法如下：

将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，轧辊的表面粗糙度为0.5μm，轧制道次为6～7道次，第一道次加工率为15％，最后一道次加工率为12％，总加工率为80％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行中间退火，退火温度为350℃，保温时间8h，然后进行酸碱洗；接着进行精轧，轧辊的表面粗糙度为0.4μm，第一道次加工率为40％，之后道次控制轧制力为250KN，轧制速度为80m/min，按照加工率10％进行轧制，总加工率为50％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度为650℃，保温时间40s，然后进行清洗；最后进行成品精轧，轧辊的表面粗糙度为0.2μm，控制轧制力为200KN，轧制速度为70m/min，轧制变形量为8％；轧制完成之后，经切边、清洗、拉弯矫后，得到厚度为1.5mm的成品紫铜板带，其厚度公差为±0.015mm。

实施例2

本实施例提供的一种紫铜板带，加工方法如下：

将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，轧辊的表面粗糙度为0.5μm，轧制道次为6～7道次，第一道次加工率为15％，最后一道次加工率为12％，总加工率为80％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下采用分级退火工艺进行中间退火，先将温度升至380℃，保温2h，然后15min内降至350℃，保温1h，再30min内升至425℃，保温2h，最后15min内降至390℃，保温2h，然后进行酸碱洗；接着进行精轧，轧辊的表面粗糙度为0.4μm，第一道次加工率为40％，之后道次控制轧制力为250KN，轧制速度为80m/min，按照加工率10％进行轧制，总加工率为50％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度为650℃，保温时间40s，然后进行清洗；最后进行成品精轧，轧辊的表面粗糙度为0.2μm，控制轧制力为200KN，轧制速度为70m/min，轧制变形量为8％；轧制完成之后，经切边、清洗、拉弯矫后，得到厚度为1.5mm的成品紫铜板带，其厚度公差为±0.005mm。

实施例3

本实施例提供的一种紫铜板带，加工方法如下：

将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，轧辊的表面粗糙度为0.6μm，轧制道次为6～7道次，第一道次加工率为20％，最后一道次加工率为15％，总加工率为90％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行中间退火，退火温度为450℃，保温时间5h，然后进行酸碱洗；接着进行精轧，轧辊的表面粗糙度为0.4μm，第一道次加工率为45％，之后道次控制轧制力为300KN，轧制速度为100m/min，按照加工率8％进行轧制，总加工率为60％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度为550℃，保温时间70s，然后进行清洗；最后进行成品精轧，轧辊的表面粗糙度为0.15μm，控制轧制力为150KN，轧制速度为40m/min，轧制变形量为4％；轧制完成之后，经切边、清洗、拉弯矫后，得到厚度为0.4mm的成品紫铜板带，其厚度公差为±0.01mm。

实施例4

本实施例提供的一种紫铜板带，加工方法如下：

将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，轧辊的表面粗糙度为0.6μm，轧制道次为6～7道次，第一道次加工率为20％，最后一道次加工率为15％，总加工率为90％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下采用分级退火工艺进行中间退火，先将温度升至400℃，保温1h，然后15min内降至365℃，保温1h，再40min内升至450℃，保温2h，最后15min内降至410℃，保温1h，然后进行酸碱洗；接着进行精轧，轧辊的表面粗糙度为0.4μm，第一道次加工率为45％，之后道次控制轧制力为300KN，轧制速度为100m/min，按照加工率8％进行轧制，总加工率为60％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度为550℃，保温时间70s，然后进行清洗；最后进行成品精轧，轧辊的表面粗糙度为0.15μm，控制轧制力为150KN，轧制速度为40m/min，轧制变形量为4％；轧制完成之后，经切边、清洗、拉弯矫后，得到厚度为0.4mm的成品紫铜板带，其厚度公差为±0.005mm。

实施例5

本实施例提供的一种紫铜板带，加工方法如下：

将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，轧辊的表面粗糙度为0.6μm，轧制道次为6～7道次，第一道次加工率为18％，最后一道次加工率为15％，总加工率为85％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行中间退火，退火温度为400℃，保温时间6h，然后进行酸碱洗；接着进行精轧，轧辊的表面粗糙度为0.3μm，第一道次加工率为43％，之后道次控制轧制力为280KN，轧制速度为90m/min，按照加工率7％进行轧制，总加工率为55％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度为600℃，保温时间60s，然后进行清洗；最后进行成品精轧，轧辊的表面粗糙度为0.2μm，控制轧制力为180KN，轧制速度为60m/min，轧制变形量为6％；轧制完成之后，经切边、清洗、拉弯矫后，得到厚度为0.8mm的成品紫铜板带，其厚度公差为±0.012mm。

实施例6

本实施例提供的一种紫铜板带，加工方法如下：

将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，轧辊的表面粗糙度为0.6μm，轧制道次为6～7道次，第一道次加工率为18％，最后一道次加工率为15％，总加工率为85％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下采用分级退火工艺进行中间退火，先将温度升至390℃，保温1h，然后15min内降至360℃，保温1.5h，再30min内升至430℃，保温2h，最后15min内降至400℃，保温1.5h，然后进行酸碱洗；接着进行精轧，轧辊的表面粗糙度为0.3μm，第一道次加工率为43％，之后道次控制轧制力为280KN，轧制速度为90m/min，按照加工率7％进行轧制，总加工率为55％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度为600℃，保温时间60s，然后进行清洗；最后进行成品精轧，轧辊的表面粗糙度为0.2μm，控制轧制力为180KN，轧制速度为60m/min，轧制变形量为6％；轧制完成之后，经切边、清洗、拉弯矫后，得到厚度为0.8mm的成品紫铜板带，其厚度公差为±0.004mm。

实施例7

本实施例提供的一种紫铜板带，加工方法如下：

将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，轧辊的表面粗糙度为0.55μm，轧制道次为6～7道次，第一道次加工率为20％，最后一道次加工率为15％，总加工率为88％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行中间退火，退火温度为420℃，保温时间7h，然后进行酸碱洗；接着进行精轧，轧辊的表面粗糙度为0.3μm，第一道次加工率为44％，之后道次控制轧制力为290KN，轧制速度为950m/min，按照加工率8％进行轧制，总加工率为60％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度为580℃，保温时间70s，然后进行清洗；最后进行成品精轧，轧辊的表面粗糙度为0.15μm，控制轧制力为190KN，轧制速度为65m/min，轧制变形量为7％；轧制完成之后，经切边、清洗、拉弯矫后，得到厚度为0.7mm的成品紫铜板带，其厚度公差为±0.01mm。

实施例8

本实施例提供的一种紫铜板带，加工方法如下：

将紫铜热轧坯料进行冷轧开坯，轧辊的表面粗糙度为0.55μm，轧制道次为6～7道次，第一道次加工率为20％，最后一道次加工率为15％，总加工率为88％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下采用分级退火工艺进行中间退火，先将温度升至395℃，保温1.5h，然后15min内降至360℃，保温1h，再30min内升至435℃，保温2.5h，最后15min内降至400℃，保温1.5h，然后进行酸碱洗；接着进行精轧，轧辊的表面粗糙度为0.3μm，第一道次加工率为44％，之后道次控制轧制力为290KN，轧制速度为950m/min，按照加工率8％进行轧制，总加工率为60％；轧制完成之后在含有25vt％的氢气、75vt％的氮气的保护性气体氛围下进行留底退火处理，退火温度为580℃，保温时间70s，然后进行清洗；最后进行成品精轧，轧辊的表面粗糙度为0.15μm，控制轧制力为190KN，轧制速度为65m/min，轧制变形量为7％；轧制完成之后，经切边、清洗、拉弯矫后，得到厚度为0.7mm的成品紫铜板带，其厚度公差为±0.005mm。

取实施例1～8的成品紫铜板带10个不同位置的样品进行检验，结果如表1所示。

表1

图1为实施例1的成品紫铜板带组织形貌照片，可以看出，其晶粒尺寸均匀，小于20μm。图2为实施例2的成品紫铜板带组织形貌照片，可以看出，其晶粒尺寸更均匀，小于10μm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。