铜包铝紫铜带的生产工艺与质量分析(1)

金属世界
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２００７ 年第 ２ 期 １５
工艺·装备
５． ２ 加强热处理过程的惰性气体保护 在铜包铝紫铜带的中间退火和成品退火过程
中均采用了惰性气体保护。紫铜带采用低氢高氮 混合气体，主要成分为 １～３％Ｈ２，其余为 Ｎ２。同时要 求气体中含有尽可能少的水汽和残氧。这样通过 在热处理过程中加强气氛保护可以起到防止紫铜 带氧化，改善表面质量，提高产品成品率的作用。 ５． ３ 加强表面清洗
４． １ 主要表面质量问题 通过上述工艺，成功的生产出了性能符Байду номын сангаас客
户要求的紫铜带产品。但在生产中表面质量问题 频出，如表面氧化变色、压人物、辊印、划伤等。主 要问题是紫铜带的表面变色问题，它严重影响了 产品的综合成材率。大大降低了铜包铝紫铜带的 市场竞争能力和市场价值。 ４． ２ 表面变色问题原因分析 ４．２．１ 温度的影响
因此铜层的材质采用 Ｔ２ 紫铜，其化学成分［１］ 见表 １。 ２． ２ 铜包铝紫铜带的性能、尺寸公差及表面质量要 求（ 见表 ２）
３ 铜包铝紫铜带的生产工艺
铜包铝用紫铜带的性能、尺寸公差、表面质量
１４ ２００７ 年第 ２ 期
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表 １ Ｔ２ 紫铜化学成分 表 ２ 铜包铝紫铜带的性能、尺寸公差及表面质量要求
２ 铜包铝紫铜带的特性
２． １ 铜包铝紫铜带材质 铜包铝线的铜层采用 ９９．９０％以上纯度的精
铜，要求铜层密实性高，导电性好；铜层与铝芯线 间实现冶金结合，铜层沿圆周方向及纵向分布均 匀，同心度好。产品各项技术指标均需按美国 ＡＳＴＭ Ｂ５６６－９３ 标 准 和 我 国 电 子 行 业 标 准 ： ＳＪ／Ｔ１１２２３－２０００《铜包铝线》验收。
当前铜价高企，铜资源紧缺，推动了铜包铝线 产业的迅猛发展，铜包铝线所需要的紫铜带市场 迅速扩大，且该产品具有较好的利润空间，给铜板 带加工行业提供了产品结构调整和产能扩张的机 会，也给我公司提供了一个难得的产品开发的机
遇。我公司从 ２００６ 年 ４ 月开始生产铜包铝紫铜 带，从样品试制到批量生产，已成为部分电缆、电 线公司的主要供应商。本文探讨了铜包铝紫铜带 的生产工艺，分析了生产中影响铜包铝紫铜带表 面质量的主要因素，并提出了控制措施。
因我公司地处广东地区，气候比较潮湿，空气 湿度大，因此湿度是一个不得不考虑的不利因素。 也是紫铜带变色的一个重要原因。在潮湿环境中，
由于有水汽存在，导致铜材表面腐蚀或氧化： ２Ｃｕ＋Ｈ２０→Ｃｕ２０＋Ｈ１＋ 此反应的平衡系数随温度上升而减小，使铜
更易于氧化。有研究结果表明，在温度一定时，氧 化膜生长速度随湿度增高加大，相对湿度 ＲＨ＞６０％ 时更为显著；相对湿度不变，表面氧化膜随温度增 高而增厚［２］。 ４．２．３ 工艺因素的影响
１ 前言
铜包铝线是 ２１ 世纪的新型复合材料，是在铝 芯上同心地包覆铜层并使铜铝界面形成金属结合 的双金属复合导线。兼具铜的导电性好、强度高， 铝的密度小，易加工诸多优点，自身又具有铜层密 度均匀、高致密性、高伸展性等特点。适用代替铜 线制造有线电视信号传输电缆及大容量通讯网络 信号传输电缆。较之纯铜导线具有重量轻，方便运 输，线质柔软易于加工，节约铜资源消耗，成本低 廉等明显的优势，已广泛应用于高频信号传输和 控制领域。随着应用技术的不断深入，其深加工产 品— ——超导铜包铝线、铜包铝镁合金线、铜包铝漆 包线、铜包铝镀银线、铜包铝镀锡线等逐渐替代铜 导线不断应用到军工、航空航天、电子计算机、电 子元器件等高科技领域，具有极高的推广价值和 市场前景。
６ 结论
针对铜包铝紫铜带表面质量问题，分析了主 要表面质量问题产生的根源，并提出解决问题的 控制方法和措施。通过改进生产工艺和加强生产 过程管理控制，很好的解决了铜包铝紫铜带表面 易变色的难题。经过生产中的检验，基本杜绝了铜 包铝紫铜带的变色问题，使产品的综合成材率达 到 ８０％以上。大大增强了铜包铝紫铜带的市场竞争 能力和市场价值。达到了预期目标。
为防止经过脱脂和酸洗后的铜包铝紫铜带成 品在储存过程中产生氧化而引起表面变色，我们 对紫铜带进行了表面钝化处理。目前我们采用的
是效果较好的新型钝化剂 ＣＣ－２００２，使用浓度为 ０．０５％～０．５％，温度 ４０℃～８５℃。 ５． ５ 加强成品包装过程控制
在成品酸洗的时候严格控制酸洗速度在 ４５０ｍ／ｍｉｎ 以下，尽可能使紫铜带表面干燥，不带有 小水珠或水蒸汽，防止氧化变色；同时要求紫铜带 在成品酸洗后一定要摆放一段时间待冷却后才能 包装，并且在包装时紫铜带内衬防潮纸，然后用塑 料袋包扎。防止铜包铝紫铜带成品在运输过程中 因外界的温度、湿度因素产生氧化而引起表面变 色。
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要求严格，生产难度比较大，在实际生产当中，考 虑 Ｔ２ 的物理性能与退火温度和保温时间的关系， 采用成品酸洗前退火控制其物理性能和硬度指 标。工艺流程如下：
配料→熔炼→铸造→铸锭加热→热轧→双面 铣屑→粗轧→一次剪边→中间退火→酸洗→精 轧→脱脂→退火→酸洗→性能检测→包装入库
４ 铜包铝紫铜带的主要表面质量问题及原因分析
当前铜价高企铜资源紧缺推动了铜包铝线产业的迅猛发展铜包铝线所需要的紫铜带市场迅速扩大且该产品具有较好的利润空间给铜板带加工行业提供了产品结构调整和产能扩张的机会也给我公司提供了一个难得的产品开发的机遇
工艺·装备
铜包铝紫铜带的生产工艺与质量分析
陈杜
（广钢集团铜材事业部，广州 ５１０３８１）
摘 要： 本文简述了铜包铝紫铜带的生产工艺，并对生产中影响铜包铝紫铜带表面质量的主要因素和控制措施进行 了论述。 关键词： 铜包铝；表面质量；影响因素；控制措施
其实，有些金属确实是会呼吸的。比如钛系合 金就是其中一种，不过金属的呼吸并非是氧气、二 氧化碳的交替，而是同一种气体的呼进和呼出。因 此，有人说金属的呼吸起到了储存和净化气体的 作用。
在美国和德国，已利用钛铁材料研制成功燃 氢汽车储氢设备。其它会呼吸的金属还有钛锰合
侯俭
金、稀土系合金、镁系合金，它们的呼吸功能在“各 自的工作岗位”上施展才能。据了解，１ 克钛锰合金 粉末可吸入 ２２５ 毫升氢气，把钛锰合金粉末装进罐 头盒大小的盒子里，每盒可呼氢 ７ 立方米，相当 ４ 公斤汽油，可使汽车行驶几十公里。这种“罐头”，在 一定条件下“吸”饱氢气，使用时稍稍加热、加压，氢 气就会不断地“呼”出来，“呼”完了氢气的金属粉 末，还可以重新“吸”足氢气，这样循环往复，不断地 供给汽车足够的燃料。
５ 铜包铝紫铜带表面质量控制措施
从以上的原因分析不难发现，影响铜包铝紫 铜带表面质量的主要因素是生产工艺，它贯穿于 生产过程的各个环节。这些表面问题只有通过改 进生产工艺及加强生产管理来解决。 ５． １ 加强对生产工艺的过程控制
铣面中采用毛刷和清水，对紫铜带表面的残 沫、残屑进行清理，防止铜屑颗粒压入；轧制前紫 铜带衬纸，防止表面划伤；采用全油轧制以及对轧 机除油装置进行改造，并在轧制过程中放慢速度， 尽可能除去带材残留油污等。同时加强生产管理， 以防止人为因素造成表面缺陷。
铜在室温大气中会发生缓慢氧化；温度升高 到 １００℃时，表面形成黑色 ＣｕＯ，氧化速度与时间 的对数成正比；当温度继续升高，开始形成 Ｃｕ２０， 氧化速度显著提高；温度升高到 ４００℃以上时，氧 化速度大体按抛物线状升高。在铜包铝紫铜带生 产过程中，有热轧工序和中间退火工序。热轧温度 ６００～９５０℃，中间退火温度 ２５０～８５０℃，均会导致 带材表面氧化。 ４．２．２ 湿度的影响
参考文献 ［１］ 田荣璋．王祝堂．铜合金及其加工手册．中南大学出版社．２００２ ［２］ 张玉杰． 浅析铜板带材的表面质量控制．有色金属加工．２００５
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会呼吸的金属
动植物会呼吸，这是不言而喻的事。现在，说 金属也会呼吸，你大概不会相信吧。
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Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｔ２ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ
Ｃｈｅｎ Ｄｕ
（Ｃｏｐｐｅｒ ｍｅｔａｌｓ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ＧＩＳＥ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｔ２ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｔ２ ＣＣＡ ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅ ａｌｓｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ； Ｓｕｒｆａｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ； Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ Ｆａｃｔｏｒ； Ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅ
在生产过程的粗轧工序中紫铜带表面上易残 留轧制润滑剂、在退火过程中容易产生残灰、残炭 等，从而引起紫铜带表面变色和腐蚀斑痕；酸洗工 序中的残酸、残水等也会直接地影响带材的表面 质量。而在脱脂清洗工序，如果清洗、干燥不当或 清洗水中氯离子含量过高，亦会引起紫铜带表面 腐蚀变色；此外，生产工艺参数（如退火温度、气氛 控制等）控制不当，也会影响紫铜带表面色泽，导 致表面或边部发白。
在中间退火后进行酸洗。酸洗的目的是除去 铜带表面的氧化物，尤其是退火以后铜带表面不 可避免地存在一定的氧化物。我们采用浓度为 ５％ ～２０％稀硫酸溶液作为酸洗液，并及时补充或更换 酸液。同时用 ３００ 目的抛光刷对紫铜带表面进行 粗抛，彻底除去带材表面的氧化物，以保证紫铜带 表面光洁。
在成品退火前进行脱脂处理。脱脂的目的是 除去铜带表面残留的轧制油和附着的有机油性物 质，防止其在退火过程中炭化变黑，影响表面质 量。我们采用碱性脱脂剂，浓度根据铜带表面残留 轧制油的多少控制在 ０．１％～２％，碱液温度控制在 ４０℃～８５℃。 ５． ４ 加强钝化处理