CN106048300B - 一种镍黄铜带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍黄铜带，包括以下重量百分比的组分：67％～73％的Cu，2％～4.5％的Ni，0.003％～0.015％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质。本发明通过优化镍黄铜带的组分及含量，显著地提高了镍黄铜带的耐腐蚀性和耐磨性。本发明还提供了一种镍黄铜带的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及铜材加工技术领域，尤其是涉及一种镍黄铜带及其制备方法。
背景技术
随着铜合金产品应用范围的不断扩大，对铜合金带材的性能提出越来越高的性能要求，现在通用的镍黄铜合金的耐腐性及耐磨性已经越来越无法满足材料应用的发展要求，同时大部分采用水平连铸进行生产。
因此，如何提供一种耐腐性与耐磨性较高的镍黄铜是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种镍黄铜带，该镍黄铜带的耐腐性与耐磨性较高，能够较好地满足目前实际生产中对镍黄铜带的使用性能和使用寿命的要求。本发明的另一目的是提供一种镍黄铜带的制备方法。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种镍黄铜带，包括以下重量百分比的组分：67％～73％的Cu，2％～4.5％的Ni，0.003％～0.015％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质。
本发明还提供一种上述的镍黄铜带的制备方法，包括以下步骤：
1)熔铸：熔铸采用中频感应炉进行半连续铸造，采用磷铜合金进行脱氧除气，铸造采用干燥硼砂覆盖，所述熔炼温度为1200℃～1250℃，铸造温度为1100℃～1130℃；
得到板坯，所述板坯包括以下重量百分比的组分：67％～73％的Cu，2％～4.5％的Ni，0.003％～0.015％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质；
2)热轧：将步骤1)得到的板坯在800℃～890℃进行加热，保温时间为1h～5h，热轧水冷，终轧温度为350℃～550℃，总变形量为80％～96％，得到14mm～20mm的板坯；
3)铣面：将步骤2)热轧后得到的板坯进行铣面处理，铣削量为单面0.5mm～1.0mm，铣削速度＜5m/min，铣削后精度为纵向厚度公差±0.1mm，横向厚度公差为±0.05mm；
4)冷轧：将步骤3)铣面后得到的板坯进行冷轧处理，得到铜带；
5)再结晶退火：将步骤4)冷轧后得到的铜带在钟罩式退火炉进行再结晶退火处理，退火过程中分加热段、保温段以及冷却段，加热段加热至450℃～550℃，升温速率≥120℃/h，保温段为保温4小时～5小时，冷却段经过风冷、水冷使得铜带材出炉温度小于70℃；
6)精整处理：将步骤5)再结晶退火后的铜带依次进行清洗处理、拉弯矫直处理以及纵剪精整处理，得到成品镍黄铜带。
优选的，步骤1)中，在半连续铸造过程中，形成坯壳后，将板坯在板坯内包含液态熔液的状态下引出结晶器，然后利用辊压方式对其内包含液态熔液的板坯进行挤压变形处理，板厚变形量为20mm～50mm。
优选的，步骤2)中热轧之前，将步骤1)得到的板坯在步进炉中进行加热。
本发明的有益技术效果为：
1.本发明工艺简单，采用半连续铸造生产，可利用现有设备直接投入生产，生产成本低，易实现规模化生产，有良好的工业前景。
2.本发明在于其他镍黄铜相比具有良好的综合性能，具有较高的的强度和耐磨性、耐腐蚀性。热加工与冷加工性能均易于实现。
3.本发明在步骤1)中，在半连续铸造过程中，形成坯壳后，将板坯在板坯内包含液态熔液的状态下引出结晶器，然后利用辊压方式对其内包含液态熔液的板坯进行挤压变形处理，总变形量为20mm～50mm，本发明在坯壳内还包含液态熔液的情况下就把板坯拉出结晶器，提高了拉坯速度，且在此时用辊压方式对板坯进行挤压变形处理，压迫坯壳内的液态熔液回流结晶器，从而优化了结晶器内的熔液流场，提高了板坯的内部质量；且在此时用辊压方式对板坯进行挤压变形处理，由于坯壳的内部仍为液态，使得采用较小的下压力就可以取得较大的挤压变形量，减轻了中心疏松与中心偏析，提高了板坯的内部质量，使得板坯更接近于终形尺寸，减小了后续热轧和冷轧的轧制道次与轧制变形量，从整个镍黄铜带的流程角度上简化了工艺流程，提高了铸造质量，节省了成本。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明提供了一种镍黄铜带，包括以下重量百分比的组分：67％～73％的Cu，2％～4.5％的Ni，0.003％～0.015％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质。
本发明还提供一种上述任意一项所述的镍黄铜带的制备方法，包括以下步骤：
1)熔铸：熔铸采用中频感应炉进行半连续铸造，采用磷铜合金进行脱氧除气，铸造采用干燥硼砂覆盖，所述熔炼温度为1200℃～1250℃，铸造温度为1100℃～1130℃；
得到板坯，所述板坯包括以下重量百分比的组分：67％～73％的Cu，2％～4.5％的Ni，0.003％～0.015％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质；
2)热轧：将步骤1)得到的板坯在800℃～890℃进行加热，保温时间为1h～5h，热轧水冷，终轧温度为350℃～550℃，总变形量为80％～96％，得到14mm～20mm的板坯；
3)铣面：将步骤2)热轧后得到的板坯进行铣面处理，铣削量为单面0.5mm～1.0mm，铣削速度＜5m/min，铣削后精度为纵向厚度公差±0.1mm，横向厚度公差为±0.05mm；
4)冷轧：将步骤3)铣面后得到的板坯进行冷轧处理，得到铜带；
5)再结晶退火：将步骤4)冷轧后得到的铜带在钟罩式退火炉进行再结晶退火处理，退火过程中分加热段、保温段以及冷却段，加热段加热至450℃～550℃，升温速率≥120℃/h，保温段为保温4小时～5小时，冷却段经过风冷、水冷使得铜带材出炉温度小于70℃；
6)精整处理：将步骤5)再结晶退火后的铜带依次进行清洗处理、拉弯矫直处理以及纵剪精整处理，得到成品镍黄铜带。
在本发明的一个实施例中，步骤1)中，在半连续铸造过程中，形成坯壳后，将板坯在板坯内包含液态熔液的状态下引出结晶器，然后利用辊压方式对其内包含液态熔液的板坯进行挤压变形处理，板厚变形量为20mm～50mm。
在本发明的一个实施例中，步骤2)中热轧之前，将步骤1)得到的板坯在步进炉中进行加热。
本发明未详尽说明的原料、方法及装置等均为现有技术。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种镍黄铜带及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
镍黄铜规格：2.0×205mm厚度公差±0.02mm为例，包括以下步骤：
1)熔铸：熔铸采用中频感应炉进行半连续铸造，加铜加镍熔化后加锌，覆盖扒渣后加磷铜中间合金，成份微调；采用磷铜合金进行脱氧除气，铸造采用干燥硼砂覆盖，所述熔炼温度为1200℃，铸造温度为1130℃；板坯规格为210×400×6000mm；得到板坯，所述板坯包括以下重量百分比的组分：67％的Cu，4.5％的Ni，0.003％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质；
2)热轧：将步骤1)得到的板坯在步进炉进行加热至890℃，保温时间1h，热轧轧制道次210mm-180mm-145mm-102mm-70mm-48mm-35mm-26mm-20mm-16mm，热轧水冷，终轧温度为550℃，总变形量为92.3％，得到16mm板坯；
3)铣面：将步骤2)热轧后得到的板坯进行铣面处理，铣削量为单面0.5mm；铣削速度<5m/min，铣削后精度为纵向厚度公差±0.1mm，横向厚度公差为±0.05mm；铣削后的厚度为14.8mm；
4)冷轧：将步骤3)铣面后得到的板坯进行冷轧处理，轧制分配为7道次14.8mm-10.5mm-7.8mm-5.8mm-4.2mm-3.2mm-2.5mm--2.0mm，总变形量为86.48％，冷轧厚度公差为±0.02mm，得到铜带；
5)再结晶退火：将步骤4)冷轧后得到的铜带在钟罩式退火炉进行再结晶退火处理，退火过程中分加热段、保温段和冷却段；加热段加热至550℃，升温速率≥120℃/h，保温段为保温4.5小时；冷却段经过风冷、水冷带材出炉温度小于70℃；
6)精整处理：将步骤5)再结晶退火后的铜带依次进行清洗处理、拉弯矫直处理以及纵剪精整处理，得到成品镍黄铜带；带材进行清洗，酸洗浓度控制在6-12％、碱液浓度控制在1-3％，采用研磨刷进行清洗，刷子目数为1000目、纵剪精整处理获得良好的表面、板型质量。
对成品镍黄铜带进行性能检测，结果见表1。
实施例2
镍黄铜规格：0.4×205mm厚度公差±0.01mm为例，包括以下步骤：
1)熔铸：熔铸采用中频感应炉进行半连续铸造，加铜加镍熔化后加锌，覆盖扒渣后加磷铜中间合金，成份微调；采用磷铜合金进行脱氧除气，铸造采用干燥硼砂覆盖，所述熔炼温度为1230℃，铸造温度为1120℃；
在半连续铸造过程中，形成坯壳后，将板坯在板坯内包含液态熔液的状态下引出结晶器，然后利用辊压方式对其内包含液态熔液的板坯进行挤压变形处理，板厚变形量为30mm；
板坯规格为180×400×6000mm；
得到板坯，所述板坯包括以下重量百分比的组分：70％的Cu，3.2％的Ni，0.010％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质；
2)热轧：将步骤1)得到的板坯在步进炉进行加热至850℃，保温时间3h，热轧轧制道次180mm-145mm-102mm-70mm-48mm-35mm-26mm-20mm-16mm，热轧水冷，终轧温度为420℃，总变形量为91.11％，得到16mm板坯；
3)铣面：将步骤2)热轧后得到的板坯进行铣面处理，铣削量为单面0.7mm；铣削速度<5m/min，铣削后精度为纵向厚度公差±0.1mm，横向厚度公差为±0.05mm；铣削后的厚度为14.8mm；
4)冷轧：将步骤3)铣面后得到的板坯进行冷轧处理，轧制分配为7道次14.8mm-10.5mm-7.8mm-5.8mm-4.2mm-3.2mm-2.5mm--2.0mm，总变形量为86.48％，冷轧厚度公差为±0.02mm，得到铜带；
5)再结晶退火：将步骤4)冷轧后得到的铜带在钟罩式退火炉进行再结晶退火处理，退火过程中分加热段、保温段和冷却段；加热段加热至500℃，升温速率≥120℃/h，保温段为保温4.5小时；冷却段经过风冷、水冷带材出炉温度小于70℃；
6)冷轧将步骤5)得到的料卷进行冷轧处理，轧制道次分5道次，轧制道次分配为：2.0mm-1.35mm-1.05mm-0.85mm-0.7mm；
7)再结晶退火：将步骤6)冷轧后得到的铜带在钟罩式退火炉进行再结晶退火处理，退火过程中分加热段、保温段和冷却段；加热段加热至480℃，升温速率≥120℃/h，保温段为保温4.5小时；冷却段经过风冷、水冷带材出炉温度小于70℃；
8)冷轧将步骤7)得到的料卷进行冷轧处理，轧制道次分2道次，轧制道次分配为：0.7mm-0.48mm-0.4mm,；
9)精整处理：将步骤8)铜带依次进行清洗处理、拉弯矫直处理以及纵剪精整处理，得到成品镍黄铜带；带材进行清洗，酸洗浓度控制在6-12％、碱液浓度控制在1-3％，采用研磨刷进行清洗，刷子目数为1000目、纵剪精整处理获得良好的表面、板型质量。
对成品镍黄铜带进行性能检测，结果见表1。
实施例3
镍黄铜规格：3.0×205mm厚度公差±0.025mm为例，包括以下步骤：
1)熔铸：熔铸采用中频感应炉进行半连续铸造，加铜加镍熔化后加锌，覆盖扒渣后加磷铜中间合金，成份微调；采用磷铜合金进行脱氧除气，铸造采用干燥硼砂覆盖，所述熔炼温度为1250℃，铸造温度为1100℃；板坯规格为210×400×6000mm；得到板坯，所述板坯包括以下重量百分比的组分：73％的Cu，2％的Ni，0.015％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质；
2)热轧：将步骤1)得到的板坯在步进炉进行加热至800℃，保温时间5h，热轧轧制道次210mm-180mm-145mm-102mm-70mm-48mm-35mm-26mm-20mm-16mm，热轧水冷，终轧温度为350℃，总变形量为92.3％，得到16mm板坯；
3)铣面：将步骤2)热轧后得到的板坯进行铣面处理，铣削量为单面1.0mm；铣削速度<5m/min，铣削后精度为纵向厚度公差±0.1mm，横向厚度公差为±0.05mm；铣削后的厚度为14.8mm；
4)冷轧：将步骤3)铣面后得到的板坯进行冷轧处理，轧制分配为7道次14.8mm-10.5mm-7.8mm-5.8mm-4.2mm-3.3mm-3.0mm，总变形量为79.73％，冷轧厚度公差为±0.025mm，得到铜带；
5)再结晶退火：将步骤4)冷轧后得到的铜带在钟罩式退火炉进行再结晶退火处理，退火过程中分加热段、保温段和冷却段；加热段加热至450℃，升温速率≥120℃/h，保温段为保温4.5小时；冷却段经过风冷、水冷带材出炉温度小于70℃；
6)精整处理：将步骤5)再结晶退火后的铜带依次进行清洗处理、拉弯矫直处理以及纵剪精整处理，得到成品镍黄铜带；带材进行清洗，酸洗浓度控制在6-12％、碱液浓度控制在1-3％，采用研磨刷进行清洗，刷子目数为1000目、纵剪精整处理获得良好的表面、板型质量。
对成品镍黄铜带进行性能检测，结果见表1。
表1为本发明各实施例得到的镍黄铜带的性能数据
| 实施例 | 耐腐蚀性mm/a | 耐磨性mg |
| 实施例1 | 0.012 | 0.065 |
| 实施例2 | 0.013 | 0.080 |
| 实施例3 | 0.015 | 0.073 |
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (1)
1.一种镍黄铜带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)熔铸：熔铸采用中频感应炉进行半连续铸造，采用磷铜合金进行脱氧除气，铸造采用干燥硼砂覆盖，所述熔炼温度为1200℃～1250℃，铸造温度为1100℃～1130℃；
得到板坯，所述板坯包括以下重量百分比的组分：67％～73％的Cu，2％～4.5％的Ni，0.003％～0.015％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质；
2)热轧：将步骤1)得到的板坯在800℃～890℃进行加热，保温时间为1h～5h，热轧水冷，终轧温度为350℃～550℃，总变形量为80％～96％，得到14mm～20mm的板坯；
3)铣面：将步骤2)热轧后得到的板坯进行铣面处理，铣削量为单面0.5mm～1.0mm，铣削速度＜5m/min，铣削后精度为纵向厚度公差±0.1mm，横向厚度公差为±0.05mm；
4)冷轧：将步骤3)铣面后得到的板坯进行冷轧处理，得到铜带；
5)再结晶退火：将步骤4)冷轧后得到的铜带在钟罩式退火炉进行再结晶退火处理，退火过程中分加热段、保温段以及冷却段，加热段加热至450℃～550℃，升温速率≥120℃/h，保温段为保温4小时～5小时，冷却段经过风冷、水冷使得铜带材出炉温度小于70℃；
6)精整处理：将步骤5)再结晶退火后的铜带依次进行清洗处理、拉弯矫直处理以及纵剪精整处理，得到成品镍黄铜带；
所述镍黄铜带包括以下重量百分比的组分：67％～73％的Cu，2％～4.5％的Ni，0.003％～0.015％的P，Pb≤0.01，Fe≤0.012％，余量为Zn以及不可避免的杂质；
步骤1)中，在半连续铸造过程中，形成坯壳后，将板坯在板坯内包含液态熔液的状态下引出结晶器，然后利用辊压方式对其内包含液态熔液的板坯进行挤压变形处理，板厚变形量为20mm～50mm；
步骤2)中热轧之前，将步骤1)得到的板坯在步进炉中进行加热。
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