[發(fā)明專利]一種解決鋅白銅C7521高溫氧化的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110173323.7
• 申請日: 2011-06-25
• 公開（公告）號: CN102251143A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭麗麗;張西軍;李學(xué)帥;梁琦明;田英明;鄭朋艷;張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C1/02;C22F1/08;C23G1/10;C23G1/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種解決鋅白銅C7521高溫氧化的方法，屬于銅帶鑄造加工技術(shù)領(lǐng)域。本專利是為了解決鋅白銅C7521高溫270℃發(fā)黃的問題，改善銅帶的高溫抗氧化性，提高帶材的成品率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

背景技術(shù)

眾所周知，鋅白銅C7521是含鋅和鎳均為18%，余量為銅的鋅白銅。俗稱“德銀”，具有良好的機(jī)械性能，而且耐腐蝕，易于釬焊和冷熱加工，廣泛用于手機(jī)屏蔽、晶體振蕩元件外殼、晶體外殼、電位器用滑動片、醫(yī)療機(jī)械、建筑、管樂器等方面。

但是，鋅白銅在手機(jī)屏蔽、晶體振蕩元件外殼等方面要求耐高溫達(dá)270℃，這是制約國內(nèi)鋅白銅C7521產(chǎn)量的主要原因，故鋅白銅C7521帶材加工費(fèi)一直持高不下，它已經(jīng)成為銅加工企業(yè)難于解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種解決鋅白銅C7521高溫氧化的方法，該方法可以大大減少鋅白銅C7521高溫270℃發(fā)黃的難題出現(xiàn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種解決鋅白銅C7521高溫氧化的方法，其特征是，控制鑄造時(shí)的微量元素、優(yōu)化退火工藝、選取合適的酸堿液濃度值。

本發(fā)明的技術(shù)原理是：鋅白銅C7521中的銅、鎳元素在周期表中相鄰，且同為面心立方結(jié)構(gòu)，故能無限互溶。但是銅-鎳合金因其液相線、固相線水平距離較大，加之鎳在銅中的擴(kuò)散速度慢，因而銅鎳合金的鑄造組織呈明顯的樹枝狀結(jié)構(gòu)，且在低于322℃的溫度范圍內(nèi)存在一個亞穩(wěn)分解區(qū)。鋅在銅鎳合金中的溶解度只有39%，卻能大量固溶形成一個單相α固溶體，起固溶強(qiáng)化作用，同時(shí)消除銅-鎳合金的亞穩(wěn)分解區(qū)。

鋅白銅C7521經(jīng)軋制之后，帶材內(nèi)部的晶粒破碎，由于軋機(jī)軋制時(shí)熱量較大，變形區(qū)達(dá)100℃~200℃,，而鋅的蒸汽壓比較低，所以帶材內(nèi)部的鋅會脫離到晶界上。鋅白銅中鋅的作用就是固溶強(qiáng)化，如果鋅脫離晶體，帶材內(nèi)部形成缺陷，那么銅與鎳之間的金屬鍵能就會很容易被破壞，也就是說銅、鎳容易被氧化。

為了解決鋅白銅C7521表面發(fā)黃的問題，本發(fā)明在研究鋅白銅微觀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)找到了本發(fā)明的具體工藝步驟如下：

1、控制鑄坯中的微量元素

在熔煉鋅白銅C7521時(shí)，需要一周洗一次爐，完全使用新料，使?fàn)t體內(nèi)的雜質(zhì)通過爐渣帶出。因?yàn)榱蚝豌~可形成沿晶界分布的脆性化合物，易產(chǎn)生“冷脆”，同時(shí)降低銅帶的耐蝕性。為了消除S元素對鑄坯的影響，我公司采取在熔煉鑄造時(shí)，加稀土元素鈰。由于稀土元素鈰是非常活潑的金屬，易于氧、硫親和，與S元素形成復(fù)雜化合物從熔體中排除，從而凈化熔體，減少鑄錠中的缺陷，同時(shí)，可明顯提高銅合金的強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)熱穩(wěn)定性，并具有較好的高溫、常溫塑性。

另外，由于稀土元素鈰在鋅白銅中的溶解度極小，在合金凝固過程中聚集在液相與固相的界面上，促使了新晶核的形成，容易填補(bǔ)在生長中銅合金的晶粒新相表面缺陷上，因而能明顯地細(xì)化晶粒，改善合金的組織性能。

2、優(yōu)化成品退火的溫度和保溫的時(shí)間

鋅白銅帶材的退火是去應(yīng)力退火，是經(jīng)過冷加工的帶材在基本保持加工硬化的條件下，降低其內(nèi)應(yīng)力，提高材料的塑性及耐蝕性。帶材在退火的過程中，原子運(yùn)動的動能增加，借以增加其熱振動，使原子恢復(fù)到穩(wěn)定的位置上去，如點(diǎn)缺陷對消或結(jié)合，從而使點(diǎn)缺陷密度降低。與此同時(shí)，位錯也發(fā)生移動，消除冷加工金屬件的殘余應(yīng)力。金屬將以顯著的速度發(fā)生松弛，冷加工的儲存能得到了釋放。因?yàn)殇\白銅的回復(fù)再結(jié)晶的溫度是400℃~500℃之間，為了避免脫鋅，故降低了退火的溫度（380℃~420℃），但是防止回復(fù)再結(jié)晶的過程不完全，故相應(yīng)的延長了保溫的時(shí)間（6h~10h）。這時(shí)通過金相顯微鏡發(fā)現(xiàn)：溫度高且保溫時(shí)間越長的帶材，晶粒度越大，表面發(fā)黃程度越輕。帶材退火的過程是回復(fù)再結(jié)晶的過程，目的就是使脫離到晶界上的鋅能在退火過程中回復(fù)到原來的位置或帶材的空位，減少帶材內(nèi)部的缺陷。

選取了一個很黃的帶材、微黃的帶材、不黃的帶材做了金相，發(fā)現(xiàn)不黃的帶材晶界不明顯，而越黃的帶材晶界越明顯（附圖1、2、3）。換句話說，黃的帶材晶界上存在鋅，晶格內(nèi)存在缺陷。故晶界清晰；而不黃達(dá)帶材晶界沒有其他物質(zhì)，鋅均回到原來的位置上去，故晶體內(nèi)部存在的缺陷很少。

3、改進(jìn)清洗線酸堿液的濃度值

帶材表面氧化的原因是帶材表面的油脂未洗掉，以及由于脫鋅，裸露在外面的銅鎳元素抗氧化能力直線下降，導(dǎo)致帶材表面在270℃發(fā)黃。通過提高清洗線酸堿液的濃度可完全清除帶材表面的油脂和氧化皮，使用研磨、拋光刷，降低走帶速度，加大刷子的壓下量可刷掉裸露的銅鎳元素。

本設(shè)計(jì)的有益效果是：