本發(fā)明涉及非晶制帶設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非晶制帶用銅套制備方法。

背景技術(shù)：

目前，我國生產(chǎn)的磁性非晶帶材料是一個節(jié)能環(huán)保的新型材料，代替?zhèn)鹘y(tǒng)變壓器里的矽鋼片，采用磁性非晶帶這種材料能提高變壓器的效率，減小、減輕變壓器的體積和重量，因此是新型節(jié)能新材料。

生產(chǎn)非晶帶必須使用的工具冷卻輥上的銅套是決定非晶帶質(zhì)量和成品率的關(guān)鍵部件。冷卻輥在非晶帶的制作中的應用：即，熔化的磁性材料的鋼水通過窄縫澆鑄在高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥銅套的外表面(冷卻輥銅套實際上是一個銅合金環(huán)，銅合金環(huán)兩面密封住，然后通冷卻水冷卻冷卻輥，給冷卻輥降溫)，使其迅速冷卻凝固成0.025-0.04mm薄的非晶帶，因此要求銅冷卻輥表面光潔度高、密度高、晶粒組織??；若輥子晶粒粗大、有微孔、夾灰等缺陷，當鋼水澆鑄到銅套表面會使其受熱，針孔等缺陷熱脹，使金屬液體粘在銅套表面上，使帶子出現(xiàn)孔洞或表面不光，使之成為廢品。另外，冷卻輥銅套在使用1～2次之后，表面高溫熱腐蝕，需要車削后再使用，直到冷卻輥上的銅套厚由起初開始的50～0mm車削到20～30mm后不再使用。故此，銅冷卻輥由里到外不能有微小縮孔、針孔、夾灰、裂紋等缺陷，這是一個很難實現(xiàn)的技術(shù)指標，否則會影響非晶帶產(chǎn)品的質(zhì)量。

目前常用的冷卻輥銅套材料主要有鉻鋯銅和鈹銅，由于鉻鋯銅屈服強度較低、抵抗裂紋能力較差，反復熱沖擊條件下在銅輥表面易發(fā)生裂化產(chǎn)生麻點或皺紋。噴帶時麻點或皺紋發(fā)生復刻，會使帶材表面凹凸不平而影響帶材密度和表面粗糙度，進而影響帶材的磁性能，降低成品率。另外，銅輥的裂化最終會導致銅輥表面受破壞而失效，從而縮短其使用壽命。由于鉻鋯銅熱承受能力較低，通常只能應用于制備非晶窄帶材、納米晶帶材和小批量寬帶材的冷卻輥銅套。鈹銅的強度高于鉻鋯銅，在周期性熱應力條件下抗裂紋能力強，熱承受能力較高，不僅適用于非晶窄帶、納米晶帶材和小批量寬帶材的制備，還可用于制備大批量非晶寬帶材的冷卻輥銅套。雖然鈹銅具有高的強度、硬度，優(yōu)良的導熱性和耐磨性等優(yōu)異特性，但該合金也有其固有的缺點，如因含有貴重金屬鈹使得合金生產(chǎn)成本高。最主要的是鈹?shù)难趸锘蚍蹓m有毒，對人體有危害，嚴重者甚至會引發(fā)癌癥。鈹銅含有毒元素鈹，不利于材料的回收，造成了資源的浪費。

因此，如何對現(xiàn)有的非晶制帶用銅套制備方法進行改進，使其克服上述缺陷是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種非晶制帶用銅套及其制備方法，其制得的銅套導熱效率較高、具有均勻的冷卻性、能夠提高非晶納米晶制帶設(shè)備的產(chǎn)品合格率，延長了銅套的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，同時克服了現(xiàn)有技術(shù)中鉻鋯銅強度較低、鈹銅含有毒元素be等不足。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種非晶制帶用銅套，包括外銅套及內(nèi)銅套，所述外銅套包括0-10wt％鎳、0-5wt％硅、0-2wt％鉻，余量為銅。

進一步地，所述外銅套包括6-8wt％鎳、1-2wt％硅、0.3-0.8wt％鉻，余量為銅。

上述的一種非晶制帶用銅套的制備方法，包括以下步驟：

a、外銅套的制備：

a、熔煉和鑄造，將原料鎳粉、硅粉及銅塊放入真空感應爐內(nèi)進行熔煉，控制熔煉溫度在1250～1350℃，其中，原料中鎳的質(zhì)量百分含量為6-8％，硅的質(zhì)量百分含量為1-2％，鉻的質(zhì)量百分含量為0.3-0.8％，余量為銅；將熔煉好的合金液澆鑄得到鑄坯，澆鑄溫度控制在1000～1150℃；

b、鍛造：車削鑄坯表面的缺陷，將鑄坯在750～850℃溫度區(qū)間內(nèi)保溫2～7小時后進行熱鍛，制成環(huán)，熱鍛下壓率大于等于30％；

c、熱處理：將制成的環(huán)采用電阻爐加熱，進行高溫固溶處理，固溶處理的加熱溫度為850-930℃，固溶處理爐溫均勻度控制在±5℃，保溫2小時后出爐水淬、急冷，水溫控制在40℃以下；高溫固溶處理完后，將環(huán)放在電阻爐內(nèi)進行時效熱處理，電阻爐加熱至450～470℃，并在該溫度下保溫4小時，然后隨爐冷卻，當料溫降至200℃以下時出爐，空冷至室溫，得到外銅套；

b、內(nèi)套筒的制備：采用無氧銅通過熔煉、鑄造、鍛造、機械加工、熱處理工藝制備得到內(nèi)銅套，在所述內(nèi)銅套的內(nèi)壁上沿其軸向開設(shè)多條均勻布置的槽體，所述內(nèi)銅套的外徑大于等于步驟a中制備得到的外銅套的內(nèi)徑，且所述內(nèi)銅套的外徑與步驟a制備得到的外銅套的內(nèi)徑差不大于3mm；

c、在步驟b制備得到的內(nèi)銅套外表面均勻粘貼橫向高熱導率材料層，所述橫向高熱導率導熱層為石墨導熱片；

d、將外銅套受熱膨脹或?qū)?nèi)銅套冷卻縮小或?qū)⑼忏~套受熱膨脹的同時將內(nèi)銅套冷卻縮小，至所述外銅套的內(nèi)徑大于所述內(nèi)銅套的外徑；

e、將外表面粘貼有橫向高熱導率材料層的內(nèi)銅套置于外銅套中，自然冷卻，即得非晶制帶用銅套。

進一步地，所述步驟c中采用粘合劑將橫向高熱導率材料層粘貼在內(nèi)銅套的外表面上，所述粘合劑能夠承受-30～300℃的溫度變化，結(jié)構(gòu)牢固可靠。

進一步地，所述粘合劑為導熱硅膠，成本低。

進一步地，所述步驟d中將外銅套在高溫液體中浸泡使得外銅套的內(nèi)徑膨脹至大于所述內(nèi)銅套的外徑；或者將所述內(nèi)銅套在低溫液體中浸泡使得內(nèi)銅套的外徑收縮至小于所述外銅套的內(nèi)徑；或者將外銅套在高溫液體中浸泡使得外銅套的內(nèi)徑膨脹的同時，將內(nèi)銅套在低溫液體中浸泡使得內(nèi)銅套的外徑收縮，至所述外銅套的內(nèi)徑大于所述內(nèi)銅套的外徑，安裝方便。

進一步地，所述步驟e完成后，對所述非晶制帶用銅套表面進行加工處理：a、將所述銅套固定在旋轉(zhuǎn)軸上，并使所述銅套旋轉(zhuǎn)；b、對旋轉(zhuǎn)中的銅套表面進行噴丸處理，噴丸時間為15min，所述噴丸為粒徑0.02mm的非晶粉末，噴嘴延長線與噴丸在銅套表面沖擊點處切線的夾角為60°，噴射方向與銅套旋轉(zhuǎn)方向相同，噴射距離80mm，噴射壓力0.8mpa，銅套旋轉(zhuǎn)速度70rpm；c、對旋轉(zhuǎn)中的銅套表面采用機械滾壓的方式進行滾壓處理，滾壓的作用力300n，滾壓速度11m/min；d、在冷卻輥使用之前，采用超聲振動發(fā)生器對銅套表面進行超聲波處理，拋光預壓力90n，頻率19khz，硬質(zhì)滾輪的圓周速度不小于25m/s。經(jīng)噴丸處理、機械滾壓和超聲波處理三種工藝處理，降低了冷卻輥銅套的表面粗糙度，提高了其硬度和抗疲勞強度，得到的非晶帶材表面光潔度好，連續(xù)性好，產(chǎn)品的瑕疵少，帶材穩(wěn)定性好，帶材厚度均勻性好。

進一步地，所述非晶粉末為鐵基非晶粉末。

進一步地，所述超聲振動發(fā)生器的輸出振輻4～5μm。

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

采用本發(fā)明的一種非晶制帶用銅套及其制備方法，制得的銅套包括外銅套、內(nèi)銅套及橫向高熱導率材料層，在使用時外銅套會產(chǎn)生磨損，當達到磨損極限后，僅需更換外銅套，從而重復使用內(nèi)銅套，節(jié)約生產(chǎn)側(cè)壁；由于外銅套和內(nèi)銅套之間設(shè)有橫向高熱導率材料層，橫向高熱導率材料層為具有橫向高導熱率的材料，可使外銅套接收的熱量向四周傳導，增加了有效散熱面積，加強了外銅套的冷卻效率，防止局部過熱以及內(nèi)部冷卻水氣化；由于內(nèi)銅套采用無氧銅制備而成，利用無氧銅制備的內(nèi)銅套與冷卻水的熱交換能力更高的特點，有效提升了本發(fā)明制得的銅套的冷卻均勻性，而且內(nèi)銅套內(nèi)壁上加工開設(shè)有槽體，增大了冷卻水與內(nèi)銅套內(nèi)壁的接觸面積，進一步的提高了內(nèi)銅套與冷卻水的熱交換能力，使帶材質(zhì)量更加穩(wěn)定；制得的銅套導熱效率較高、具有均勻的冷卻性、能夠提高非晶納米晶制帶設(shè)備的產(chǎn)品合格率，延長了銅套的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，同時克服了現(xiàn)有技術(shù)中鉻鋯銅強度較低、鈹銅含有毒元素be的不足。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中銅套結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為采用本發(fā)明的方法制得的銅套結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，外銅套1，內(nèi)銅套2，橫向高熱導率材料層3，槽體4。

具體實施方式

為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解和認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下：

如圖1至圖2所示，一種非晶制帶用銅套，包括外銅套1及內(nèi)銅套2，外銅套1包括0-10wt％鎳、0-5wt％硅、0-2wt％鉻，余量為銅。

作為本發(fā)明更進一步的改進，外銅套1包括6-8wt％鎳、1-2wt％硅、0.3-0.8wt％鉻，余量為銅。

上述的一種非晶制帶用銅套的制備方法，作為本發(fā)明的改進，包括以下步驟：

a、外銅套1的制備：

a、熔煉和鑄造，將原料鎳粉、硅粉及銅塊放入真空感應爐內(nèi)進行熔煉，控制熔煉溫度在1250～1350℃，其中，原料中鎳的質(zhì)量百分含量為6-8％，硅的質(zhì)量百分含量為1-2％，鉻的質(zhì)量百分含量為0.3-0.8％，余量為銅；將熔煉好的合金液澆鑄得到鑄坯，澆鑄溫度控制在1000～1150℃；

b、鍛造：車削鑄坯表面的缺陷，將鑄坯在750～850℃溫度區(qū)間內(nèi)保溫2～7小時后進行熱鍛，制成環(huán)，熱鍛下壓率大于等于30％；

c、熱處理：將制成的環(huán)采用電阻爐加熱，進行高溫固溶處理，固溶處理的加熱溫度為850-930℃，固溶處理爐溫均勻度控制在±5℃，保溫2小時后出爐水淬、急冷，水溫控制在40℃以下；高溫固溶處理完后，將環(huán)放在電阻爐內(nèi)進行時效熱處理，電阻爐加熱至450～470℃，并在該溫度下保溫4小時，然后隨爐冷卻，當料溫降至200℃以下時出爐，空冷至室溫，得到外銅套1；

b、內(nèi)套筒2的制備：采用無氧銅通過熔煉、鑄造、鍛造、機械加工、熱處理工藝制備得到內(nèi)銅套2，在所述內(nèi)銅套2的內(nèi)壁上沿其軸向開設(shè)多條均勻布置的槽體4，所述內(nèi)銅套2的外徑大于等于步驟a中制備得到的外銅套1的內(nèi)徑，且所述內(nèi)銅套2的外徑與步驟a制備得到的外銅套1的內(nèi)徑差不大于3mm；

c、在步驟b制備得到的內(nèi)銅套2外表面均勻粘貼橫向高熱導率材料層3，所述橫向高熱導率導熱層3為石墨導熱片，；

d、將外銅套1受熱膨脹或?qū)?nèi)銅套2冷卻縮小或?qū)⑼忏~套1受熱膨脹的同時將內(nèi)銅套2冷卻縮小，至所述外銅套1的內(nèi)徑大于所述內(nèi)銅套2的外徑；

e、將外表面粘貼有橫向高熱導率材料層3的內(nèi)銅套2置于外銅套1中，自然冷卻，即得非晶制帶用銅套。

采用本發(fā)明的一種非晶制帶用銅套制備方法，制得的銅套包括外銅套1、內(nèi)銅套2及橫向高熱導率材料層3，在使用時外銅套1會產(chǎn)生磨損，當達到磨損極限后，僅需更換外銅套1，從而重復使用內(nèi)銅套2，節(jié)約生產(chǎn)側(cè)壁；由于外銅套1和內(nèi)銅套2之間設(shè)有橫向高熱導率材料層3，橫向高熱導率材料層3為具有橫向高導熱率的材料，可使外銅套1接收的熱量向四周傳導，增加了有效散熱面積，加強了外銅套1的冷卻效率，防止局部過熱以及內(nèi)部冷卻水氣化；由于內(nèi)銅套2采用無氧銅制備而成，利用無氧銅制備的內(nèi)銅套2與冷卻水的熱交換能力更高的特點，有效提升了本發(fā)明制得的銅套的冷卻均勻性，而且內(nèi)銅套2內(nèi)壁上加工開設(shè)有槽體4，增大了冷卻水與內(nèi)銅套2內(nèi)壁的接觸面積，進一步的提高了內(nèi)銅套2與冷卻水的熱交換能力，使帶材質(zhì)量更加穩(wěn)定；制得的銅套導熱效率較高、具有均勻的冷卻性、能夠提高非晶納米晶制帶設(shè)備的產(chǎn)品合格率，延長了銅套的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，同時克服了現(xiàn)有技術(shù)中鉻鋯銅強度較低、鈹銅含有毒元素be的不足。

作為本發(fā)明更進一步的改進，步驟c中采用粘合劑將橫向高熱導率材料層3粘貼在內(nèi)銅套2的外表面上，所述粘合劑能夠承受-30～300℃的溫度變化，結(jié)構(gòu)牢固可靠。粘合劑為導熱硅膠，成本低。

步驟d中將外銅套1在高溫液體中浸泡使得外銅套1的內(nèi)徑膨脹至大于內(nèi)銅套2的外徑；或者將內(nèi)銅套2在低溫液體中浸泡使得內(nèi)銅套2的外徑收縮至小于外銅套1的內(nèi)徑；或者將外銅套1在高溫液體中浸泡使得外銅套1的內(nèi)徑膨脹的同時，將內(nèi)銅套2在低溫液體中浸泡使得內(nèi)銅套2的外徑收縮，至外銅套1的內(nèi)徑大于內(nèi)銅套2的外徑，安裝方便。高溫液體優(yōu)選但不限于高溫熱油。

步驟e完成后，還可對非晶制帶用銅套表面進行加工處理：a、將銅套固定在旋轉(zhuǎn)軸上，并使銅套旋轉(zhuǎn)；b、對旋轉(zhuǎn)中的銅套表面進行噴丸處理，噴丸時間為15min，噴丸為粒徑0.02mm的非晶粉末，噴嘴延長線與噴丸在銅套表面沖擊點處切線的夾角為60°，噴射方向與銅套旋轉(zhuǎn)方向相同，噴射距離80mm，噴射壓力0.8mpa，銅套旋轉(zhuǎn)速度70rpm；c、對旋轉(zhuǎn)中的銅套表面采用機械滾壓的方式進行滾壓處理，滾壓的作用力300n，滾壓速度11m/min；d、在冷卻輥使用之前，采用超聲振動發(fā)生器對銅套表面進行超聲波處理，拋光預壓力90n，頻率19khz，硬質(zhì)滾輪的圓周速度不小于25m/s。經(jīng)噴丸處理、機械滾壓和超聲波處理三種工藝處理，降低了冷卻輥銅套的表面粗糙度，提高了其硬度和抗疲勞強度，得到的非晶帶材表面光潔度好，連續(xù)性好，產(chǎn)品的瑕疵少，帶材穩(wěn)定性好，帶材厚度均勻性好。非晶粉末為鐵基非晶粉末。超聲振動發(fā)生器的輸出振輻4～5μm。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行同等替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神與范圍。