宣布时间：2021-05-21点击：3640
摘要：凭证无氧铜管棒生产中各工序的特征和无氧铜的质量标准，剖析了熔炼、浇铸、挤压、拉拔退火等历程中氧含量的转变纪律，提出了无氧铜管棒生产各环节氧含量控制的要害步伐和加工历程中的特殊注重事项.
要害词：无氧铜管；熔炼；浇铸；挤压；退火；含氧量测定
中图分类号：TG356 文献标识码：A
前言
无氧铜 （一样平常含氧量在 20×10-6 以下的铜制品），由于其具有优异的导电、导热性能，被普遍地应用于电子、电工、电器件的生产和制造中.电真空器件的高频发射管、渡导管、磁控管、真空开关管等产品，都要使用无氧铜质料[1].由于电真空器件在制造历程中都要在氢气中密封，因此对铜中的氧含量的控制有很严酷的划定. 某厂生产无氧铜管棒材已有 20 多年的历史，产品在电真空行业中被普遍使用，对无氧铜管棒生产有一定的手艺步伐和控制手段.下面就某厂无氧铜管棒生产工艺和生产历程中氧含量的控制步伐做一总结。
1.无氧铜管材、棒材的质量要求及其生产工艺
1.1 无氧铜管材、棒材的质量要求
（1）GB/T5231- 2001[2]中无氧铜的化学因素及氧含量划定（表 1）.
（2）电真空质料对无氧铜的手艺要求见表 2，详细要求说明如下.
***，电真空器件要求有较高的纯度.由于在电真空器件中，无氧铜常用做导电、导热质料.无氧铜。
纯度越高，导电导热性能就越好，电子管的使用寿命就越长.以是，在现实生产中，铸锭的化学因素应切合国标的划定.第二，含氧量的要求.电真空器件用铜，要求含氧量极低.这是由于电子管生产中，零件的生产、装配、封接和加工等要在还原性气氛中举行，若是含氧一样平常以 Cu2O 保存于铜中，在还原性气氛中加热，氢和一氧化碳能在高温下与氧化亚铜爆发反应.
Cu2O+H2=2Cu+H
2OCu2O+CO=2Cu+CO2
水蒸气和二氧化碳不熔于铜，其爆发压力以求析出，当压力大于金属强度时，将引起质料沿晶界开裂，严重时，肉眼可见外貌气泡.因此，为了包管在封接中质料不爆发显微裂纹，要求无氧铜材严酷控制含氧量.
第三，含磷量的要求.关于与玻璃直接封接的无氧铜材，要求较低的含磷量.由于当无氧铜材含磷量较高时，封接时，玻璃与金属团结得不牢，且容易造成电子管漏气.
1.2 某厂无氧铜管材、棒材生产工艺
（1）管材的生产工艺.熔炼 - 半一连浇铸（铸锭氧含量测定）- 挤压（挤制品氧含量测定）- 轧制 -拉拔（制品氧含量测定）.
（2）棒材的生产工艺.熔炼 - 半一连浇铸（铸锭氧含量测定）- 挤压（挤制品氧含量测定）- 拉拔（制品氧含量测定）.
2.熔炼历程的氧含量控制
（1） 熔炼无氧铜的工艺操作规程. ①电解铜分切、选取、烘干后，送上炉台，连忙加入炉中；②熔炼历程中，加料次数不得凌驾 3 次；③加料后，必需连忙用煅烧木炭笼罩，笼罩厚度 150- 200mm，木炭应一次性加入，匀称笼罩在金属液面和炉头，中心不得补加木炭；
④木炭加入后，盖好炉盖，做好密封，盖不严的地方用耐高温质料塞紧；⑤炉盖翻开次数不得大于 3 次.
（2）熔炼历程中应注重的事项.由于无氧铜材要有优良的综合性能，且氧含量必需控制在
0.003 %以下因此，无氧铜的生产质料必需严酷挑选.一样平常地，生产厂家都选择标准的阴极铜作为无氧铜的生产质料.电解铜板在加入炉子前还需做到：①外貌有铜豆、铜绿的电解铜不可使用；②必需将电解板的周围切除；③ 质量达标的、经由选取、分切的电解板，需放入箱体炉烘烤.烘烤后的电解板，送上炉台，连忙加入炉中熔炼；④生产无氧铜使用的海内的电解阴极铜主要有：贵冶牌阴极铜、云冶牌阴极铜等；⑤熔炼除气，主要是除氢和脱氧.无氧铜熔炼，不但要控制氢含量，同时还必需严酷脱氧.一样平常地，紫铜脱氧，加入铜磷中心合金，效果较量好.可是无氧铜的脱氧，多接纳笼罩剂法，笼罩剂选用煅烧木炭；⑥木炭是熔炼铜及其合金常用的笼罩剂. 可是若是木炭烧得不透，往往含有气体，一旦受热，即析出大宗气体（见图 1），因此，为阻止木炭带入有害气体和水分而影响铸锭质量，要用煅烧木炭笼罩.
3.半一连浇铸铸锭的氧含量控制
无氧铜圆锭的生产主要有熔炼和浇铸两个工序.某厂接纳的是古板的熔铸生产工艺，因此，这两个历程的含氧量控制对铸锭的氧含量影响都很大.
（1）浇铸工艺操作规程.
无氧铜圆锭铸造工艺操作规程：①出炉前，要倾炉烫炉头，铸造托座要彻底烘干；②浇管与结晶器中心对齐；③结晶器液面在浇铸历程中必需坚持平稳；④浇铸直径 180mm 的圆锭，浇口直径为 8mm 较量相宜；⑤液面用烘干的碳黑笼罩；⑥最先浇铸后，不得再向炉内添加任何质料.
（2）浇铸历程中应注重的事项.半一连浇铸历程中，要特殊注重避免铸锭的二次吸氧，因此注重控制：①浇铸温度的控制.浇铸温度过高，容易造成铸锭组织晶粒粗大，易造成二次吸氧.温度过低，铸锭易造成夹杂缺陷；②冷却强度的控制.在确保铸锭其他方面的质量的条件下，原则上要加大一次、二次水冷却强度，加大拉铸速率，以阻止浇铸历程中可能爆发的二次吸氧；③结晶器液面的笼罩和�；�.液面笼罩的目的是阻止二次吸氧和润滑结晶器内壁.无氧铜铸造历程中，结晶器液面通常接纳炭黑�；�.炭黑必需呈粉末状、不结团、含硫低、灰分小.炭黑在使用前必需烘干，待发红后，再匀称地笼罩到金属液面.若是炭黑不烘干，很可能带入水分，造成金属二次吸氧.
（3）铸锭的氧含量测试.***，氧含量的测试要领.一样平常用以下几种测定要领：①重复弯曲法；②金相裂纹较量法（氢裂评级法）；③密度磨练法；④金相数点法；⑤氧含量仪红外测定法. 某厂最先生产无氧铜时，接纳定氧仪测定氧含量，正常生产后，改用金相裂纹较量法测定含氧量.第二，铸锭的取样.检查完铸锭的内部质量和外部质量后，取得及格的产品，最先检查氧含量.铸锭含氧量取样的程序为：①铸锭头尾 300mm 不可做为取样位置；②去头尾 300 mm，在铸锭头、中、尾取3 个试样，并编号、标号；③送金相检查室试验；④试验效果判断.第三，及格铸锭的判断条件.凡试验效果发明：若是头、中、尾 3 个试样的效果都大于二级，则判断该根铸锭及格，可以锯切发往下一道工序，若是头、中、尾有一个试验效果为三级或三级以上，则该铸锭不可做无氧铜使用，应改为一样平常紫铜锭使用.
4.挤压历程中氧含量的控制
（1）挤压工艺操作历程.及格的锭坯，编号后即可发往挤压工序使用.挤压工艺操作规程为：锭坯编号 - 中频感应炉加热 - 脱皮挤压 - 水封 - 出料.整个挤压历程都在高温中举行，因此挤压历程中，要亲近关注氧含量转变情形，严酷控制高温渗氧，包管挤制品的含氧量不超标.
（2）挤压加热工序应注重的问题.挤压铸锭是在中频感应炉中加热的.凭证紫铜的热加工塑性图（图 2），紫铜的热加工温度区间为：775- 850 ℃，由于感应加热不是真空加热，因此在高温情形下，铸锭的外貌和两头一定会氧化和渗氧. 凭证紫铜在高温情形下的渗氧情形（图 3），以是，无氧铜的加热应遵照以下原则：①在紫铜高温塑性区内，只管降低加热温度；②加热历程中，在铸锭加热匀称的条件下，只管提高加热速率.
（3）挤压工序应注重的问题.铸锭加热后即进入
挤压工序.虽然控制了铸锭的加热温度和加热速率，可是挤压铸锭的外貌和两头仍然受到氧化和外貌渗氧.因此，挤压历程应想步伐只管控制.现实生产中，接纳脱皮挤压，另外还要加大压余长度.严酷控制水封，包管水冷却强度，制品应降到 50℃ 以下，方可移至到步进式出料架. 挤压制品举行含氧量测定，拉制制品进入轧制或拉伸工序.
（4）挤制品的氧含量测定.挤制品的氧含量测定要领和铸锭的测定要领一样，接纳金相磨练法.挤制品接纳全检法.在每根挤制品头、中、尾取 3 个试验样片，编号（与铸锭编号统一起来），送金相磨练室测定.测定效果按编号报告返回.
（5）及格挤制品的判断.凭证磨练报告，若是一根挤制品上所取的 3 个试样，磨练效果都抵达三级或三级以上，则这根制品判断为及格产品.若是 3 个试样有一个氧含量报告为四级或四级以上，则判断为缺乏格，改为一样平常紫铜使用.
5.轧制和拉制历程中氧含量的控制
（1）无氧铜轧制、拉拔工艺操作规程.无氧铜管一样平常需要经由冷轧工序.
主要目的是增添组织致密度，另外还可以调解偏心，使用冷轧大的加工率的优点，可以镌汰拉伸道次.无氧铜棒一样平常不需要经由轧制工序.另外，部分规格的无氧铜管还需要举行真空退火（软态交货）.无氧铜管的拉拔工艺：酸洗 - 制头 - 轧制 - 拉伸 - 扒皮 - 拉伸 - 真空退火；无氧铜棒的拉拔工艺；酸洗 - 制头 - 拉伸.
（2）退火工序的氧含量控制.有些规格的无氧铜管，由于生产工艺较量长（一样平常是一些小格的产品），其中心退火会接纳通过式退火，由于通过式退火是袒露式退火，因此，要控制好退火温度和通过时间，只管镌汰氧化和渗透，退火后，要严酷酸洗，一定要增添扒皮工序.虽然，若是生产本钱允许的条件下，中心退火***好接纳真空退火.
（3）拉制品的取样.拉制品不管是管材照旧棒材都接纳全检的方法.每根产品取一个试样并编号，送金相磨练室测定氧含量.测定接纳金相磨练法.
（4）拉制及格品的判断.磨练效果，通常含氧量抵达三级或以上的为及格品，其他级数的均为缺乏格品.
6.结语
使用感应炉熔炼，半一连浇铸，感应加热，脱皮、水封挤压，再通过轧制、拉伸工序生产无氧铜材，要害就是要做好各个环节对含氧量的控制事情.
（1）熔炼工序，要严酷选料，严酷烘干，严酷笼罩木炭的烘烤，镌汰加料次数、做好炉盖的密封；
（2）浇铸时，要创立干燥情形.烫好炉头，烘干炭黑，严酷浇铸工艺，严酷按要求取样；
（3）挤压铸锭的加热要遵照低温、快速的原则，挤压历程要严酷执行工艺规程；
（4）严酷挤制品的取样、判断制度；
（5）做好拉制和轧制历程中的酸洗、扒皮，确保拉制品的质量；
（6）做好拉制制品的取样和及格品的判断事情.
泉源：中国知网 作者：胡艳萍
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