[發明專利]無氧銅材料產品的熱鍛成型工藝

有效

• 申請號: 201310694060.3
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103706741A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 李家德
• 申請（專利權）人: 江西鷗迪銅業有限公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J3/00
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 楊志宇

技術領域

本發明涉及化工領域，具體涉及無氧銅材料產品的熱鍛成型工藝。

背景技術

無氧銅是指氧含量不大于0.003%?(質量分數)，雜質總含量不大于0.03%?(質量分數，一號無氧銅TU1)或不大于0.05%?(質量分數，二號無氧銅TU2)的純銅，銅的純度大于99.95%。無氧銅無氫脆現象，導電率高，加工性能和焊接性能、耐蝕性能和低溫性能均好。

由于無氧銅的特性，除了對加工生產無氧銅的原材料要求較高外，同時在無氧銅材料產品的生產加工過程中也要求不能帶入雜質和氧氣。故目前無氧銅材料產品主要采用冷擠壓工藝，以防止加工過程中含氧量增加，即無氧銅料塊依次經熔煉、半連續澆鑄、擠壓、拉抜、冷擠壓等傳統生產工藝加工成型，冷擠壓金屬材料在模腔內的流動較為簡單，成型的零件偏向簡單形狀的零件成型，但是若以冷擠壓工藝生產形狀相對復雜的產品，冷擠壓工藝將無法成型或者出現成品率偏低等現象。

鍛造是利用鍛壓設備，通過工具或模具使金屬毛坯產生塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和內部組織的工作的一種壓力加工方法。鍛造生產是機械制造工業中提供毛坯的主要途徑之一。它不但能獲得一定的金屬零件的形狀，而且能改善金屬的內部組織，提高金屬的力學性能和物理性能。鍛造生產的特點是：1）能改善金屬的組織，提高金屬的力學性能和物理性能；2）節約金屬材料和切削加工工時；3）具有較高的勞動生產率；4）有很大的靈活性，可加工精密零部件。熱鍛是鍛造的一種，熱鍛是將鍛坯加熱到一定溫度后進行的鍛造成型工序。鍛造加熱的目的是提高金屬塑性，降低變形抗力，使之易于成型并獲得良好的鍛后組織。

雖然熱鍛有如此多優點，但是卻鮮有報道利用熱鍛工藝加工生產無氧銅材料的案例，這主要是因為在熱鍛工藝中，加熱及加熱溫度范圍的控制、無氧銅材料自身的特性、加工過程中氧氣的帶入、成型后脫模、模具的高磨損性等問題不易把握和控制，從而不僅影響產品的成品率，也將影響成品的質量，這些問題制約了熱鍛工藝在加工無氧銅材料中的應用。在熱鍛成型工藝中,模具預熱溫度過高或過低、料塊加熱溫度不適宜，都將直接導致成品表面起皺、出現雙層，不飽滿等，甚至模具壞損，料塊無法成型，成品裂開，或者料塊成渣等不可逆缺陷；沖壓力控制不當，將導致料塊漲破或者不成形；加工過程若處理不當，還可能在加工過程中帶入氧份，使成品含氧量不達標；在加工過程中，摩擦不僅對金屬的流動和擠壓力有很大影響,而且還對制品的質量起著決定性的作用,降低摩擦的影響必將對熱鍛成型工藝帶來很大好處,而降低摩擦最好的方法是使用具有良好潤滑性能的潤滑劑。石墨水劑或油劑是常用潤滑劑,對精密擠壓件,采用石墨與油混合的優質膠狀石墨,有利于獲得高質量的表面,但是石墨容易沉積在坯料表面,需要進一步進行后處理,去除石墨斑痕,因此,選擇合理的潤滑油組方也是加工工藝中的一個重要環節。如何確保鍛造生產順利進行，確定關鍵工藝參數和提高鍛件質量將是無氧銅材料熱鍛加工成型的重要課題。??

發明內容

本發明旨在解決現有技術存在的上述不足，目的是提供無氧銅材料產品的熱鍛成型工藝。該工藝簡單易操作，可控性強，成品率高，成品質量優良，生產效率高。

實現上述目的的技術方案是：依據實際生產需要選擇合適的模具，于模具內表面均勻涂抹0.6-1.2mm潤滑油，將模具置于熱鍛成型機操作腔體內分兩階段預熱，先于0-2s預熱至140-220℃，再于2-5s預熱至300～400℃；再將受力面直徑在10-60mm的無氧銅材料在惰性氣體環境中分三階段加熱，于0-3s加熱至300～400℃，再于3-6s加熱至600-700℃，再于6-9s加熱至800-850℃，將加熱后的無氧銅材料置于預熱后的模具內，在35-135噸的沖壓力下沖壓成型，無氧銅材料成型后脫去模具，取成品，并將成品放入10-20℃冷水冷卻隔氧即得；

其中潤滑油由菜籽油、山茶油、玉米油、大豆油、橄欖油組成，且各組分的質量比為12-16:3-7:7-11:2-5:1-3。

其中菜籽油、山茶油、玉米油、大豆油、橄欖油購于江西綠源油脂實業有限公司。