[發(fā)明專利]一種精密銅件制作工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110380633.6
• 申請(qǐng)日: 2011-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN102392205A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佘京鵬;陳鋼;李立鴻;李上吉;鐘敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汕頭華興冶金設(shè)備股份有限公司
• 主分類號(hào): C22F1/08
• 分類號(hào): C22F1/08;C21D8/00;C22C1/03;C22C9/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種精密銅件制作工藝，尤其涉及高速列車、輕軌、地鐵等軌道交通牽引電機(jī)用的一種高強(qiáng)高導(dǎo)精密銅件制作工藝。

背景技術(shù)

隨著高速鐵路、城際輕軌、地鐵等軌道交通的發(fā)展需要，電力機(jī)車的安全運(yùn)行成了一個(gè)重要的研究課題。由于電力機(jī)車的頻繁停靠站，牽引電機(jī)也頻繁啟動(dòng)，頻繁且巨大的啟動(dòng)電流造成牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以及接觸網(wǎng)零部件的溫升提高，有時(shí)高達(dá)300℃，電機(jī)轉(zhuǎn)子材料目前主要采用紫銅，其軟化溫度在250℃左右，當(dāng)溫升達(dá)到300℃時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子材料強(qiáng)度急劇下降，容易發(fā)生材料開裂，造成牽引電機(jī)的停機(jī)事故和影響電力機(jī)車的安全運(yùn)行。

對(duì)于牽引電機(jī)，由于電機(jī)的大功率、大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)頻繁，因此對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子材料以及電氣連接件的力學(xué)性能要求很高，并且要求具有較好的導(dǎo)電性能。然而，高強(qiáng)度與高導(dǎo)電性（即低電阻率）之間是一對(duì)矛盾，傳統(tǒng)的工藝辦法無(wú)法滿足。為了解決這個(gè)矛盾同時(shí)擁有這些性能，需要新的技術(shù)、新的制作工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為了克服高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性不可兼得的矛盾，提出一種精密銅件制作工藝，所述制作工藝包括以下步驟：?

步驟1，熔鑄，將合金原材料熔合并澆鑄成鑄錠；

步驟2，切割與剝皮，將所述鑄錠切割成粗坯，并剝掉外層的氧化皮；

步驟3，熱加工，在加熱后保持一定的溫度情況下，對(duì)所述粗坯進(jìn)行塑性加工；

步驟4，清洗，將所述粗坯進(jìn)行清洗，去掉剩余的表層氧化皮；

步驟5，固溶處理，將所述粗坯加熱至高溫并恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻；

步驟6，冷加工，將冷卻后的所述粗坯在常溫下進(jìn)行塑性加工；

步驟7，時(shí)效處理，對(duì)所述粗坯加熱并進(jìn)行時(shí)效處理；

步驟8，精加工，將所述粗坯加工為需要的尺寸。

所述步驟1的熔鑄可以為真空熔鑄，在真空環(huán)境下進(jìn)行熔合和澆鑄成鑄錠。??所述步驟1的熔鑄過程也可以具體化為以下步驟：

步驟11：先將電解銅放入熔化爐內(nèi)，在大氣環(huán)境下以1200℃熔化，并加蓋覆蓋劑；

步驟12：繼續(xù)升溫到1300℃，將Cr碎成小于2mm的小塊，并用銅包覆起來(lái)投入所述熔化爐中；

步驟13：待?Cr熔化后，再向所述熔化爐內(nèi)加入Cu-Zr中間合金；

步驟14：將所述熔化爐的溫度降到1100℃，并加入Zn；

步驟15：待所述Zn熔化后，將所述熔化爐的溫度升到1200℃-1300℃之間進(jìn)行澆鑄。

加工環(huán)形精密銅件時(shí)，所述步驟3的熱加工為熱環(huán)軋，所述步驟6的冷加工為冷環(huán)軋或冷鍛。所述熱環(huán)軋的溫度為900±20℃；

加工條形精密銅件時(shí)，所述步驟3的熱加工為熱擠壓，所述步驟6的冷加工為冷拉拔。所述熱擠壓的溫度為880℃~950℃。所述熱擠壓可以采用水封擠壓工藝。

所述步驟5的固溶處理的溫度為880~1000℃。

所述步驟7的時(shí)效處理為在400~500℃下時(shí)效處理3~6小時(shí)。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

1、本發(fā)明制作的精密銅件通過形變強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化的共同作用，大大地提高了產(chǎn)品的高溫機(jī)械性能，同時(shí)也具有較低的體積電阻率，具有高導(dǎo)電率和良好的導(dǎo)熱性能，能夠滿足牽引電機(jī)的需要。

2、環(huán)形精密銅件采用環(huán)軋工藝代替離心鑄造和自由鍛造工藝，機(jī)械性能明顯提高，并在周向上各點(diǎn)性能更加均勻。

3、本發(fā)明制作的精密銅件金相組織細(xì)小均勻，有效地避免電機(jī)轉(zhuǎn)子材料以及連接件在焊接過程出現(xiàn)材料晶粒變粗或偏析，引起機(jī)械強(qiáng)度下降和內(nèi)部缺陷，有利于提高銅合金的綜合性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的制作工藝簡(jiǎn)化流程圖。

具體實(shí)施方式

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為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明的制作工藝可簡(jiǎn)述為圖1所示的流程圖。

下面本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例來(lái)對(duì)所述工藝做進(jìn)一步的描述：

實(shí)施例1：條形精密銅件的制作工藝

1.?真空熔鑄。加入銅合金到真空熔化爐，在真空環(huán)境下進(jìn)行熔合和澆注。合金元素的燒損主要是氧化和揮發(fā)造成的。氧化燒損與生成的氧化膜的性質(zhì)有關(guān)。真空環(huán)境下，可以防止氧化和減少銅合金中氧的含量。

2.?切割與剝皮。將真空熔鑄形成的鑄錠去掉頭尾，切割成尺寸為所需要大小的粗坯，并剝掉外層的氧化皮；這一步驟是為了去掉多余的不能使用的部分，并且加工成所需坯料規(guī)格方便后續(xù)加工。