專利名稱：一種銅包鋁覆合電纜線用銅帶組份及加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種銅包鋁覆合電纜線用銅帶組份及加工工藝。
背景技術(shù)：
有線電視信號(hào)傳輸、大容量通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸、控制信號(hào)電纜、輕體車輛電纜、焊接電纜、緊急移動(dòng)電纜、電視機(jī)激勵(lì)線圈、鎮(zhèn)流器線圈及偏轉(zhuǎn)線圈等所使用的材料均為純銅芯電纜線。目前銅材料價(jià)格具高不下，且仍在暴漲，造成難以承受的高成本，致使許多廠家紛紛尋找替代產(chǎn)品，從而使低成本的銅包鋁線應(yīng)運(yùn)而生。但是外層包銅必須保證具有高導(dǎo)電、高強(qiáng)度、高延伸特性及具有良好的焊接性能，同時(shí)還要求在后續(xù)線材的拉伸加工率達(dá)到99.99％時(shí)，銅層表面仍無(wú)缺陷、銅層厚度均勻一致。
覆合用銅帶是制作銅包鋁電纜線的主要原材料，銅包鋁電纜線是在鋁桿上同心地包覆一層等厚銅帶，通過(guò)包覆、焊接、拉伸等多道工序，使銅鋁邊界形成較強(qiáng)的金屬結(jié)合，將導(dǎo)線結(jié)合成為一個(gè)整體，形成雙金屬覆合導(dǎo)線。銅包鋁覆合電纜線中，銅的重量約占40％，可以極大地降低成本。
銅包鋁覆合電纜線用銅帶是一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。銅鋁覆合線一般直徑為0.1-5.0毫米，最細(xì)可達(dá)0.03mm，其某些使用性能方面已超越純銅線，價(jià)格是銅線的70％，也是國(guó)家大力推廣的新型電纜線的替代產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
為降低成本，擴(kuò)展銅帶的使用范圍，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種銅包鋁覆合電纜線用銅帶組份及加工工藝，利用該銅帶組份及加工工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高導(dǎo)電、高強(qiáng)度、高延伸特性，包覆鋁桿時(shí)具有良好的焊接性能，在后續(xù)線材的拉伸加工率可達(dá)99.99％且銅層表面無(wú)缺陷、銅層厚度均勻一致。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案所述的銅包鋁覆合電纜線用銅帶組份，其銅帶組份按重量百分比構(gòu)成為陰極銅59.9705～99.9805％；紫銅舊料＜40％；P0.002～0.012％；O＜0.002％；不可避免的雜質(zhì)余量＜0.0155％。
所述的銅包鋁覆合電纜線用銅帶工藝，其銅帶加工工藝如下1)配料由純陰極銅或陰極銅與不超過(guò)40％的紫銅舊料分別稱重投入熔煉爐；2)熔煉在有芯工頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度1120～1180℃；3)覆蓋待配料完全熔化后由木炭或石墨進(jìn)行爐內(nèi)溶體液面覆蓋，覆蓋厚度100～200mm；4)脫氧在準(zhǔn)備向保溫爐轉(zhuǎn)爐時(shí)，向保溫爐內(nèi)留存的銅溶液加中間合金進(jìn)行脫氧，中間合金為10～15％P+Cu余量；5)轉(zhuǎn)爐將工頻爐熔化的銅溶液轉(zhuǎn)入保溫爐，保溫溫度1120～1180℃；6)覆蓋用木炭或石墨進(jìn)行保溫爐內(nèi)銅溶液面覆蓋，覆蓋厚度150～250mm；7)靜置加入中間合金脫氧后進(jìn)行靜置，靜置時(shí)間15～45分鐘。
8)檢測(cè)靜置后取樣進(jìn)行銅溶液組份檢測(cè)分析，而含氧量則在保溫爐澆口以下100mm處扒皮取樣分析；9)鑄錠由半連續(xù)鑄造機(jī)、石墨結(jié)晶器進(jìn)行鑄錠，鑄錠過(guò)程用可調(diào)節(jié)的N2氣體進(jìn)行保護(hù)；結(jié)晶器潤(rùn)滑劑采用煙灰；鑄錠速度4.0-9.0m/h；冷卻水壓30～100Kpa；10)鋸切按所需長(zhǎng)度在鋸床上鋸切鑄錠；11)鑄錠加熱由加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，加熱溫度860～940℃；12)熱軋?jiān)跓彳堅(jiān)O(shè)備上進(jìn)行鑄錠開坯熱軋，熱軋帶坯總加工率≥90％；13)銑面在銑床上進(jìn)行帶坯銑面；14)粗軋?jiān)诖周垯C(jī)上對(duì)銑面后的帶坯進(jìn)行粗軋；
15)剪邊在剪切設(shè)備上對(duì)粗軋后的帶坯進(jìn)行剪邊；16)中間退火在退火爐上對(duì)剪邊后的帶坯進(jìn)行中間退火，退火溫度280～380℃，退火時(shí)間5～8小時(shí)；退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)；17)精軋用精軋機(jī)對(duì)中間退火后的帶坯進(jìn)行精軋至成品銅帶；18)成品退火用通過(guò)式光亮退火爐對(duì)精軋后的銅帶進(jìn)行成品退火；退火溫度500～550℃，通過(guò)速度22～35米/分鐘，退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)；19)表面鈍化用退火爐機(jī)列附帶的鈍化槽對(duì)退火后的成品銅帶進(jìn)行表面鈍化，鈍化液為2～3‰苯并三唑，余量為去離子水；工作溫度保持在65～75℃；20)成品剪切用剪切設(shè)備對(duì)成品銅帶按合同尺寸要求進(jìn)行剪切；21)包裝入庫(kù)成品銅帶經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝入庫(kù)。
由于采用了如上所述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性1)本發(fā)明的銅帶組份構(gòu)成中Cu為基體金屬元素；P在合金中起到脫氧、增強(qiáng)焊接性及潤(rùn)滑拉伸性能，但過(guò)高將造成導(dǎo)電率降低及合金脆化，破壞防泄漏性，所以本技術(shù)方案采用的P含量嚴(yán)格控制在0.002～0.012％之間；O含量的高低決定合金的焊接性能及導(dǎo)電率高低，故O含量嚴(yán)格控制在＜0.002％內(nèi)。
2)配料工藝采用純陰極銅或陰極銅與不超過(guò)40％的紫銅舊料分別稱重投入熔煉爐。采用部分紫銅舊料可大大降低生產(chǎn)成本，但過(guò)多將造成成分難以控制及性能難以達(dá)標(biāo)。
3)用木炭或石墨進(jìn)行爐內(nèi)溶體液面覆蓋，起到防止大氣中的氧進(jìn)入爐內(nèi)溶體及減少熔煉火耗作用。
4)用退火爐對(duì)剪邊后的帶坯增加一次中間退火工序，可以增加材質(zhì)的穩(wěn)定性；退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)，可完全消除帶材中的織構(gòu)并均勻組織，滿足后續(xù)拉伸加工需要。
5)表面鈍化可使銅帶表面形成一層保護(hù)膜，防止帶材表面氧化。
6)本發(fā)明的銅帶用來(lái)制作覆合電纜線，比純銅導(dǎo)線具有明顯的低成本、重量輕、運(yùn)輸方便、節(jié)約銅資源消耗等優(yōu)勢(shì)，并且線質(zhì)柔軟易于加工，其實(shí)用性完全可以與純銅線電纜相比美，并且材質(zhì)的化學(xué)成分穩(wěn)定，表面清潔、光滑無(wú)氧化變色、無(wú)起皮、起刺、氣泡、裂紋、分層、夾雜、空洞、黑點(diǎn)、壓折、銅綠、擦劃傷和腐蝕等缺陷。
7)加工工藝過(guò)程不污染環(huán)境。
8)根據(jù)該加工工藝所生產(chǎn)的銅帶厚度規(guī)格可達(dá)0.3～0.5mm，寬度規(guī)格可達(dá)20-610mm，在軟狀態(tài)(M)下性能可達(dá)245MPa≤Rm≤265MPa、Rp0.2＜100Mpa、Al1.3≥40％，公差要求可達(dá)厚度-0.010～+0.005mm，寬度±0.20mm，晶粒度0.010mm＜d＜0.030mm，導(dǎo)電率可達(dá)≥95％IACS。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1用于有線電視信號(hào)傳輸、大容量通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)碾娎|線用銅帶其技術(shù)要求為銅帶規(guī)格0.36×305mm狀態(tài)軟狀態(tài)(M)性能要求245MPa≤Rm≤265MPa、Rp0.2＜100MPa、Al1.3≥40％公差要求厚度公差-0.010～+0.005mm，寬度公差±0.20mm晶粒度0.010mm＜d＜0.030mm導(dǎo)電率≥95％IACS加工工藝如下配料配料采用60.5％的陰極銅與39.5％的紫銅舊料分別稱重投入熔煉爐。
熔煉在有芯工頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度1180℃。
覆蓋待配料完全熔化后采用木炭覆蓋爐內(nèi)溶體液面，覆蓋厚度100mm。
脫氧在準(zhǔn)備向保溫爐轉(zhuǎn)爐時(shí)，向保溫爐內(nèi)留存的銅溶液進(jìn)行加中間合金的方式進(jìn)行脫氧，中間合金為10％P+Cu余量。
轉(zhuǎn)爐將工頻爐熔化的銅溶液轉(zhuǎn)入保溫爐，保溫溫度1180℃。
覆蓋用木炭進(jìn)行保溫爐內(nèi)銅溶液面覆蓋，覆蓋厚度150mm。
靜置加入中間合金脫氧后進(jìn)行靜置，靜置時(shí)間45分鐘。
檢測(cè)靜置后取樣進(jìn)行銅溶液組份檢測(cè)分析，含氧量在保溫爐澆口以下100mm處扒皮取樣分析，檢測(cè)分析達(dá)到合同要求后轉(zhuǎn)入下道工序。
鑄錠由半連續(xù)鑄造機(jī)、石墨結(jié)晶器進(jìn)行鑄錠，鑄錠過(guò)程用可調(diào)節(jié)的N2氣體進(jìn)行保護(hù)；結(jié)晶器潤(rùn)滑劑采用煙灰；鑄錠速度9.0m/h；冷卻水壓100Kpa。
鋸切按所需長(zhǎng)度在鋸床上鋸切鑄錠。
鑄錠加熱由加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，加熱溫度940℃。
熱軋?jiān)跓彳堅(jiān)O(shè)備上進(jìn)行鑄錠開坯熱軋，熱軋帶坯總加工率≥90％。
銑面在銑床進(jìn)行帶坯銑面。
粗軋?jiān)诖周垯C(jī)對(duì)銑面后的帶坯進(jìn)行粗軋。
剪邊在剪切設(shè)備對(duì)粗軋后的帶坯進(jìn)行剪邊。
中間退火在退火爐對(duì)剪邊后的帶坯增加一次中間退火工序，以增加材質(zhì)的穩(wěn)定性；退火溫度280℃、退火時(shí)間8小時(shí)；退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)。
精軋用精軋機(jī)對(duì)中間退火后的帶坯進(jìn)行精軋至成品銅帶。
成品退火用通過(guò)式光亮退火爐對(duì)精軋后的銅帶進(jìn)行成品退火；退火溫度500℃，通過(guò)速度22米/分鐘，退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)。
表面鈍化用退火爐機(jī)列附帶的鈍化槽對(duì)退火后的成品銅帶進(jìn)行表面鈍化，鈍化液為2～3‰苯并三唑，余量為去離子水；工作溫度保持在65℃。
成品剪切用剪切設(shè)備對(duì)成品銅帶按合同尺寸要求進(jìn)行剪切。
包裝入庫(kù)成品經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝入庫(kù)。
實(shí)施例2用于輕體車輛電纜、焊接電纜、緊急移動(dòng)電纜線用銅帶其技術(shù)要求為銅帶規(guī)格0.38×287mm
狀態(tài)軟狀態(tài)(M)性能要求245MPa≤Rm≤265MPa、Rp0.2＜100MPa、Al1.3≥40％公差要求厚度公差-0.010～+0.005mm，寬度公差±0.20mm晶粒度0.010mm＜d＜0.030mm導(dǎo)電率≥95％IACS加工工藝如下配料配料采用純陰極銅分別稱重投入熔煉爐。
熔煉采用有芯工頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度1120℃。
覆蓋待配料完全熔化后采用石墨進(jìn)行覆蓋爐內(nèi)溶體液面，覆蓋厚度200mm。
脫氧在準(zhǔn)備向保溫爐轉(zhuǎn)爐時(shí)，向保溫爐內(nèi)留存的銅溶液進(jìn)行加中間合金的方式進(jìn)行脫氧，中間合金為15％P+Cu余量。
轉(zhuǎn)爐將工頻爐熔化的銅溶液轉(zhuǎn)入保溫爐，保溫溫度1120℃。
覆蓋用石墨進(jìn)行保溫爐內(nèi)銅溶液面覆蓋，覆蓋厚度250mm。
靜置加入中間合金脫氧后進(jìn)行靜置，靜置時(shí)間15分鐘。
檢測(cè)靜置后取樣進(jìn)行銅溶液組份檢測(cè)分析，而含氧量則在保溫爐澆口以下100mm處扒皮取樣分析，檢測(cè)分析達(dá)到合同要求后轉(zhuǎn)入下道工序。
鑄錠由半連續(xù)鑄造機(jī)、石墨結(jié)晶器進(jìn)行鑄錠，鑄錠過(guò)程用可調(diào)節(jié)的N2氣體進(jìn)行保護(hù)；結(jié)晶器潤(rùn)滑劑采用煙灰；鑄錠速度4.0m/h；冷卻水壓30Kpa。
鋸切按所需長(zhǎng)度在鋸床上鋸切鑄錠。
鑄錠加熱由加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，加熱溫度860℃。
熱軋?jiān)跓彳堅(jiān)O(shè)備上進(jìn)行鑄錠開坯熱軋，熱軋帶坯總加工率≥90％。
銑面在銑床進(jìn)行帶坯銑面。
粗軋?jiān)诖周垯C(jī)對(duì)銑面后的帶坯進(jìn)行粗軋。
剪邊在剪切設(shè)備對(duì)粗軋后的帶坯進(jìn)行剪邊。
中間退火在退火爐對(duì)剪邊后的帶坯增加一次中間退火工序，增加材質(zhì)的穩(wěn)定性；退火溫度380℃、退火時(shí)間5小時(shí)；退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)。
精軋用精軋機(jī)對(duì)中間退火后的帶坯進(jìn)行精軋至成品銅帶。
成品退火用通過(guò)式光亮退火爐對(duì)精軋后的銅帶進(jìn)行成品退火；退火溫度550℃，通過(guò)速度35米/分鐘，退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)。
表面鈍化用退火爐機(jī)列附帶的鈍化槽對(duì)退火后的成品銅帶進(jìn)行表面鈍化，鈍化液為2～3‰苯并三唑，余量為去離子水；工作溫度保持在75℃。
成品剪切用剪切設(shè)備對(duì)成品銅帶按合同尺寸要求進(jìn)行剪切。
包裝入庫(kù)成品經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝入庫(kù)。
權(quán)利要求
1.一種銅包鋁覆合電纜線用銅帶組份，其特征在于該銅帶組份按重量百分比構(gòu)成為陰極銅59.9705～99.9805％；紫銅舊料＜40％；P0.002～0.012％；O＜0.002％；不可避免的雜質(zhì)余量＜0.0155％。
2.一種銅包鋁覆合電纜線用銅帶加工工藝，其特征在于該銅帶加工工藝如下1)配料由純陰極銅或陰極銅與不超過(guò)40％的紫銅舊料分別稱重投入熔煉爐；2)熔煉在有芯工頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度1120～1180℃；3)覆蓋待配料完全熔化后由木炭或石墨進(jìn)行爐內(nèi)溶體液面覆蓋，覆蓋厚度100～200mm；4)脫氧在準(zhǔn)備向保溫爐轉(zhuǎn)爐時(shí)，向保溫爐內(nèi)留存的銅溶液加中間合金進(jìn)行脫氧，中間合金為10～15％P+Cu余量；5)轉(zhuǎn)爐將工頻爐熔化的銅溶液轉(zhuǎn)入保溫爐，保溫溫度1120～1180℃；6)覆蓋用木炭或石墨進(jìn)行保溫爐內(nèi)銅溶液面覆蓋，覆蓋厚度150～250mm；7)靜置加入中間合金脫氧后進(jìn)行靜置，靜置時(shí)間15～45分鐘；8)檢測(cè)靜置后取樣進(jìn)行銅溶液組份檢測(cè)分析，而含氧量則在保溫爐澆口以下100mm處扒皮取樣分析；9)鑄錠由半連續(xù)鑄造機(jī)、石墨結(jié)晶器進(jìn)行鑄錠，鑄錠過(guò)程用可調(diào)節(jié)的N2氣體進(jìn)行保護(hù)；結(jié)晶器潤(rùn)滑劑采用煙灰；鑄錠速度4.0-9.0m/h；冷卻水壓30～100Kpa；10)鋸切按所需長(zhǎng)度在鋸床上鋸切鑄錠；11)鑄錠加熱由加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，加熱溫度860～940℃；12)熱軋?jiān)跓彳堅(jiān)O(shè)備上進(jìn)行鑄錠開坯熱軋，熱軋帶坯總加工率≥90％；13)銑面在銑床上進(jìn)行帶坯銑面；14)粗軋?jiān)诖周垯C(jī)上對(duì)銑面后的帶坯進(jìn)行粗軋；15)剪邊在剪切設(shè)備上對(duì)粗軋后的帶坯進(jìn)行剪邊；16)中間退火在退火爐上對(duì)剪邊后的帶坯進(jìn)行中間退火，退火溫度280～380℃，退火時(shí)間5～8小時(shí)；退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)；17)精軋用精軋機(jī)對(duì)中間退火后的帶坯進(jìn)行精軋至成品銅帶；18)成品退火用通過(guò)式光亮退火爐對(duì)精軋后的銅帶進(jìn)行成品退火；退火溫度500～550℃，通過(guò)速度22～35米/分鐘，退火中采用75％的高氫氣氛進(jìn)行保護(hù)；19)表面鈍化用退火爐機(jī)列附帶的鈍化槽對(duì)退火后的成品銅帶進(jìn)行表面鈍化，鈍化液為2～3‰苯并三唑，余量為去離子水；工作溫度保持在65～75℃；20)成品剪切用剪切設(shè)備對(duì)成品銅帶按合同尺寸要求進(jìn)行剪切；21)包裝入庫(kù)成品銅帶經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝入庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明是一種銅包鋁覆合電纜線用銅帶組份及加工工藝，其銅帶組份由陰極銅59.9705～99.9805％、紫銅舊料＜40％、P0.002～0.012％、O＜0.002％、不可避免的雜質(zhì)余量＜0.0155％構(gòu)成；其加工工藝為配料—熔煉—覆蓋—脫氧—轉(zhuǎn)爐—覆蓋—靜置—檢測(cè)—鑄造—鋸切—鑄錠加熱—熱軋—銑面—粗軋—剪邊—中間退火—精軋—成品退火—表面鈍化—成品剪切—包裝入庫(kù)。利用該加工工藝所生產(chǎn)的銅帶具有高導(dǎo)電、高強(qiáng)度、高延伸特性，包覆鋁桿時(shí)具有良好的焊接性能，在后續(xù)線材的拉伸加工率達(dá)到99.99％且銅層表面無(wú)缺陷、銅層厚度均勻一致。
文檔編號(hào)B23P23/00GK101060023SQ20071005438
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者秦光文, 婁花芬, 余學(xué)濤, 高雙玲, 劉富良, 游金閣, 曹秀蘭, 朱景明, 韓衛(wèi)光, 李建濤, 王剛彥 申請(qǐng)人:中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司