專利名稱：用熱模連鑄薄坯工藝及橫向磁場感應加熱工藝生產鈹青銅板帶材的制作方法
本申請屬有色金屬材料生產領域。
鈹青銅(代號為QBe，下同。)帶材，是將鈹固溶于銅，加工成帶材。
QBe帶材獨有的優(yōu)良性能，成為國防和高科技產品不可缺少的戰(zhàn)略物資。(注1P41)QBe的優(yōu)良性能，是在QBe的金相為α相的基礎上才能顯現(xiàn)。從QBe的相圖(注2)知，QBe2低于700℃時，發(fā)生金相蛻變，從α相向非α相轉變，“固溶分解很快，并發(fā)生明顯的體積變化，極易在材料內部形成應力而開裂”。此外，QBe“加熱時晶粒極易長大”(注3)經熱軋有可能形成晶間裂紋。上述兩種原因使QBe板帶材成次品、廢品。所以QBe板帶材生產中要求“快冷”、“快熱”(快速加熱坯料時，其內部晶核的形成速率大于晶核的長大速率，使坯料內部為細晶，經熱軋不致產生晶間裂紋。)，這是QBe帶材生產的特點，對國內外所有銅合金帶材生產廠家，現(xiàn)在普遍采用的冷模鑄造塊狀厚坯(δ≥40～305mm)(注1 P42)、火焰加熱熱軋的生產工藝來說，也是難點。所以國內只有極少數廠在生產QBe帶材(注4)，年產量僅200多噸，質量也不能滿足要求。因此，我國不得不低價出口鈹原料，高價進口QBe帶材。據悉我國1999年進口QBe帶材4000多噸(今后還要大增)，有的到廠價格高達50多萬元/噸，而國內QBe所含全部金屬原料價格僅≤7萬元/噸。
本申請是按QBe金相特性，從制坯到成品的各生產現(xiàn)環(huán)節(jié)中，使QBe坯料都保持α相，故生產中必須使坯料“快冷”、“快熱”。
選用“熱模連鑄”(注5)或熱模磁浮連鑄連軋(注6)等制坯工藝之一，都可制出δ≤5mm的薄坯，都可達到在薄坯溫度≥720℃急冷至室溫成為α相，達到“快冷”。
能對δ≤5mm薄坯快速加熱的加熱工藝有(中頻)橫向磁場感應加熱(本申請采用)等。能通過對作業(yè)生產線的合理設計，達到熱軋后或加熱到淬火溫度后(均為≥720℃)立刻急冷至室溫，使坯料保持α相，完成熱軋或淬火(即使坯料軟化)作業(yè)。
由上二工序獲得的優(yōu)質坯，再經冷軋等工序生產出成品。
本申請優(yōu)點有1、QBe板帶材質量優(yōu)，成材率(按國際質量標準)≥80％；國內現(xiàn)在僅為20～40％；2、投資省、成本低，按現(xiàn)有工藝，年產1000噸QBe帶材投資為1億元(注4、8)，而本申請工藝的投資為≤2000萬元；按十年財務計算期，每噸產品的折舊費，本工藝為現(xiàn)工藝的≤1/5；
3、本工藝生產線軋制設備力能小，僅為現(xiàn)工藝的1/10，全為國產設備；4、機械化流水作業(yè)，勞動條件好，勞動生產率高；5、促進國防及高新科技產業(yè)發(fā)展，并可出口創(chuàng)匯。
權利要求
本申請采用熱模連鑄工藝或熱模磁浮連鑄連軋工藝之一，都可制得δ≤5mm(若產品規(guī)格厚，也可制得δ＞5mm的坯，在≥720℃急冷至室溫，獲α相的鑄(軋)坯。此坯轉入橫向磁場感應加熱熱軋，經多道次熱軋，達到冷軋工序所需的最佳厚度(如成品帶材厚為0.15mm，則冷軋坯宜δ＝0.5～0.6mm為宜，以此類推。)。熱軋坯在≥720℃急冷至室溫，使坯料為α相。多道次冷軋之間的淬火(軟化)可在橫向磁場感應加熱生產線上完成，當帶坯溫度≥720℃急冷到室溫，使帶坯保持α相，完成淬火(使冷軋坯變軟)作業(yè)。本申請的特征是1、采用熱模連鑄工藝或熱模磁浮連鑄連軋工藝之一，得到δ≤5mm(或δ＞5mm)的薄坯，使薄坯在≥720℃急冷至室溫，保持α相。
2.采用橫向磁場感應加熱工藝對鑄(軋)工序來的δ≤5mm(或δ＞5mm)的坯，進行橫向磁場感應加熱和熱軋，使熱軋坯在≥720℃急冷至室溫，成α相。
3.從冷軋來的冷軋坯，須淬火(變軟)后，才能再次進行冷軋。這種淬火作業(yè)在橫向磁場感應加熱生產線上進行。冷軋坯加熱達到≥720℃，急冷到室溫，成為α相，達到淬火(變軟)。
全文摘要
鈹青銅(QBe)帶材獨有的優(yōu)良性能是在金相為α相的基礎上才能顯現(xiàn)。為使其從制坯到產品的整個生產流程中都為α相,就必須使坯“快冷”、“快熱”。國內外生產廠家的現(xiàn)有工藝都無法完全作到。本申請采用熱模連鑄或熱模磁浮連鑄連軋工藝之一,都可達到制薄坯,并能使薄坯急冷保持α相;采用(中頻)橫向磁場感應加熱對薄坯加熱熱軋及淬火,并能實現(xiàn)快速加熱和急冷,使坯料保持α相。再經冷軋等工序生產出成品。本申請工藝,不僅使QBe帶材成材率從現(xiàn)有工藝的20～40%提高到80%,還使年產1000噸QBe帶材的投資從1億元降低到≤2000萬元,投產后顯著降低成本,設備力能小,全為國產設備。
文檔編號B21B1/46GK1378886SQ0211321
公開日2002年11月13日 申請日期2002年1月10日 優(yōu)先權日2002年1月10日
發(fā)明者劉定平 申請人:劉定平