《中国铜业》专家论坛:H90材料铜板带工艺研究
发布时间:2023-03-13点击:2221来源:洛铜_铜板_铜带_电缆铜带_铜排_铜管_铜棒_铜箔_铜材价格_洛阳浩泰铜业有限公司
吕孝良、汤浩(洛阳浩泰铜业4710039)
前言:有良好的力学性能和压力加工性能,耐蚀性好,能镀金、涂敷珐琅。用于装饰品、奖章、船用构件、铆钉、波导管、水箱带、电池帽、水道管等材料。通过对材料工艺的研究,为后续生产打下基础。
关键词:软化性能、加工硬化性能
一、 元素的特性:
1、典型的成分分析:
H90 | Cu | Fe | Pb |
9061010 | 89.92 | 0.022 | 0.024 |
2、元素的影响:
铁:在简单黄铜中,铁对力学性能没有显著影响。铁在黄铜中的溶解度极小,常以富铁相质点分布于基体中,具有细化晶粒的作用。
铅:铅在简单黄铜中是有害的杂质,它常以颗粒状分布在晶界上,当α黄铜中的含铅量大于0.03%时,使黄铜在热加工时呈热脆性,但对冷加工性能无明显影响。黄铜中铅的含量可以高一些,因为这种合金在加热和冷却过程中会发生固态相变(α+β=β),可以使铅大量转入晶内,减轻危害。
二、材料的性能:
1、H90(C22000)物理性能
导电率 | ≥42 | %IACS |
电导率 | 24.36 | Ms/m |
热导率 | 189 | W/(m.K) |
热膨胀系数 | 18.4 | 10-6/K |
密度 | 8.80 | g/cm3 |
弹性模量 | 115 | GPa |
比热容 | 0.376 | J/(g.K) |
泊松比 | 0.34 | - |
2、材料的机械性能:
状态 | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(A11.3%) | 维氏硬度 | |
M | 060 | ≥245 | ≥35 | ≤80 |
Y2 | H02 | 330-440 | ≥5 | 80-110 |
Y | H04 | ≥390 | ≥3 | ≥110 |
三、软化曲线:1.2-0.39 加工率:67.5%
批号 | 性质 | 规格 | Rm | Rp0.2 | A11.3 | HV1 | 要求 |
9061001 | Y | 0.39 | 174/173 | 室温 | |||
Y | 0.39 | 540 | 510 | 5.0 | 250℃ 30分 | ||
475 | 440 | 11.0 | 300℃ 30分 | ||||
310 | 205 | 40.5 | 350℃ 30分 | ||||
315 | 175 | 45.0 | 400℃ 30分 | ||||
300 | 145 | 42.0 | 450℃ 30分 | ||||
290 | 120 | 45.0 | 500℃ 30分 | ||||
280 | 96.2 | 43.0 | 550℃ 30分 | ||||
270 | 75.9 | 40.5 | 600℃ 30分 |
从以上数据可以看出:材料在300℃开始再结晶,400℃完全再结晶。材料可以在250℃以下进行消除应力退火。
四、加工硬化曲线:
厚度 | 加工率% | Rm | Rp0.2 | A11.3% |
5.5 | 0 | 27 | 58 | |
1.5 | 72.7 | 46.5/49.0 | 42.5/44.5 | 5.0/4.0 |
0.6 | 89 | 57.5/58.0 | 49.5/55.0 | 3.0/3.0 |
0.5 | 91 | 61.5 | 3.0 | |
0.35 | 93.5 | 61.5 | 3.0 | |
0.25 | 95.5 | 67 | 5.0 |
从以上数据可以看出:材料加工率达到89%以上后Rm、A11.3数值变化很小。当材料达到95.5%时A11.3数值变大,说明材料有一自回火现象。
五、典型的工艺流程:
1、规格:0.28*155mm
2、状态:Y
3、性能要求:Rm>390MPa A11.3>3%
4、工艺流程:铸锭加热—热轧—双面铣—初轧1.2—切边—容克气垫炉(炉温600℃ 8米/分)—中精轧0.39—小容克气垫炉(炉温680℃ 35.8米/分)—精轧0.28-2#酸洗-剪切
5、铸锭:210*617*4800mm
6、加热温度:3区:940℃ 4区:929℃
7、热轧工艺:210—15.0mm
192 | 167 | 142 | 117 | 95 | 75 | 55 | 42 | 32 | 24 | 19 | 15 | mm |
483 | 592 | 525 | 593 | 592 | 651 | 843 | 725 | 695 | 768 | 741 | 725 | 吨 |
2100 | 4000 | 3500 | 3800 | 3200 | 3500 | 3500 | 2500 | 2700 | 2000 | 2000 | 2800 | A |
轧后:15.5*642mm
批号 | 状态 | 规格 | 导电率 | 晶粒度 | HV5 |
9061002 | R | 15.0 | 41.42 | 0.030 | 124 127 126 |
9061003 | R | 15.0 | 41.83 | 133 129 127 |
8、初轧机工艺:
道次 | 轧制力吨 | 电流A | 速度米/分 | 前张力KN | 后张力 | 弯辊力 |
14-11.2 | 750 | 500 | 20 | 200 | ||
8.4 | 900 | 1100 | 150 | 200 | ||
6.3 | 980 | 1200 | 150 | 200 | ||
4.7 | 950 | 1000 | 150 | 200 | ||
3.8 | 870 | 900 | 150 | 61.4 | 200 | |
2.9 | 800 | 900 | 200 | 57.8 | 59.7 | 200 |
2.1 | 800 | 700 | 180 | 54.6 | 50.0 | 200 |
1.6 | 700 | 500 | 200 | 50.0 | 50.0 | 200 |
1.2 | 650 | 500 | 150 | 50.0 | 50.0 | 200 |
9、气垫炉退火性能:
批号 | 规格 | 状态 | Rm | Rp0.2 | A11.3 | HV1 | 晶粒度 |
9061001 | 1.2 | M | 325/325 | 205/205 | 44.5/45.5 | 91.1/90.4 | <0.010 |
9061003 | 0.39 | M | 310/320 | 184/191 | 44.0/44.0 | 82.5/83.9 | 小于0.010 |
9.1产品的高倍:
①来样说明
送检H90带材试样两批,批号分别为9083002和9083005,规格均为0.2mm,状态均为M,要求高倍组织分析。
②检测结果
试样沿纵截面取样,经高倍制样并浸蚀后显微观察:组织均为α单相再结晶组织,晶粒平均直径为0.045mm,未发现高倍组织缺陷(试样显微组织详见图1-2)。
图1:9083002试样显微组 倍率:100×
图2:9083005试样显微组织 倍率:100×
10、中轧机:轧1.2-0.39mm 加工率:67.5%
性质 | 规格 | Rm | Rp0.2 | A11.3 | HV0.5 |
Y | 0.39 | 174/173 |
11、成品性能:
批号 | 规格 | 状态 | Rm | A11.3 | HV0.5 |
9061004 | 0.28 | Y | 470/470 | 9.0/6.0 | 145/147 |
9061005 | 0.28 | Y | 450/455 | 3.5/6.0 | |
9061006 | 0.28 | Y | 470/475 | 5.0/6.5 | |
9061007-A | 0.28 | Y | 465/465 | 6.5/5.0 |
12、成品性能:
批号 | 状态 | 规格 | Rm | Rp0.2 | A11.3 | HV0.1 | 晶粒度 | 杯突值 |
9036063 | M | 0.18 | 330/340 | 170/190 | 45.5/4.0 | 0.010/0.010 | ||
9036063 | Y | 0.13 | 480/480 | 415/435 | 5.5/3.5 | 145/141 | 4.9/4.7 | |
9036075 | M | 0.17 | 330/330 | 185/150 | 46.5/46.5 | 0.010/0.010 | ||
9036075 | Y | 0.12 | 540/540 | 490/445 | 2.0/3.5 | 147/147 | 4.6/4.7 |
13、水箱带各工序性能:
工序 | 工艺参数 | Rm | Rp0.2 | A11.3 | 深冲 | 晶粒度 |
热轧 | 12.0 | 28 | 58 | |||
初轧 | 5.5 | 54 | 45 | |||
退火 | 580~600℃ | 27 | 58 | 0.045 | ||
初轧 | 1.5 | 46.5/49.0 | 42.5/44.5 | 5.0/4.0 | ||
中轧机 | 0.6 | 57.5/58 | 49.5/55.0 | 3.0/3.0 | ||
退火(578) | 540℃ | 26.5 | 50 | 11.3/11.7 | 0.045 | |
精轧 | 0.22 | |||||
退火 | 0.22(380℃1.5小时) | 8.8 | ||||
成品 | 0.15 | 4.3/4.8 |
14、不同国家生产料的高倍:厚度:0.15mm
瑞士料80-8-27 晶粒度:0.015mm
上海料80-8-28
洛铜料80-8-29
结论:
1、材料的组织均为α单相。
2、材料在300℃开始再结晶,400℃完全再结晶。材料可以在250℃以下进行消除应力退火。
3、材料加工率达到89%以上后Rm、A11.3数值变化很小。当材料达到95.5%时A11.3数值变大,说明材料有一自回火现象。