[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（設計）人: 郭麗麗;張西軍;李學帥;梁琦明;田英明;鄭朋艷;張偉
• 申請（專利權）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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

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領域。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)濟效益。

背景技術

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”，具有良好的機械性能，而且耐腐蝕，易于釬焊和冷熱加工，廣泛用于手機屏蔽、晶體振蕩元件外殼、晶體外殼、電位器用滑動片、醫(yī)療機械、建筑、管樂器等方面。

但是，鋅白銅在手機屏蔽、晶體振蕩元件外殼等方面要求耐高溫達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，且同為面心立方結構，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，加之鎳在銅中的擴散速度慢，因而銅鎳合金的鑄造組織呈明顯的樹枝狀結構，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，起固溶強化作用，同時消除銅-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，由于軋機軋制時熱量較大，變形區(qū)達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構的基礎上，經(jīng)過反復試驗找到了本發(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，需要一周洗一次爐，完全使用新料，使爐體內(nèi)的雜質(zhì)通過爐渣帶出。因為硫和銅可形成沿晶界分布的脆性化合物，易產(chǎn)生“冷脆”，同時降低銅帶的耐蝕性。為了消除S元素對鑄坯的影響，我公司采取在熔煉鑄造時，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，可明顯提高銅合金的強度和硬度，增強熱穩(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，容易填補在生長中銅合金的晶粒新相表面缺陷上，因而能明顯地細化晶粒，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間

鋅白銅帶材的退火是去應力退火，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)應力，提高材料的塑性及耐蝕性。帶材在退火的過程中，原子運動的動能增加，借以增加其熱振動，使原子恢復到穩(wěn)定的位置上去，如點缺陷對消或結合，從而使點缺陷密度降低。與此同時，位錯也發(fā)生移動，消除冷加工金屬件的殘余應力。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。因為鋅白銅的回復再結晶的溫度是400℃~500℃之間，為了避免脫鋅，故降低了退火的溫度（380℃~420℃），但是防止回復再結晶的過程不完全，故相應的延長了保溫的時間（6h~10h）。這時通過金相顯微鏡發(fā)現(xiàn)：溫度高且保溫時間越長的帶材，晶粒度越大，表面發(fā)黃程度越輕。帶材退火的過程是回復再結晶的過程，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。

本設計的有益效果是：