紫铜退火工艺研究
一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811246372.7(22)申请日 2018.10.25(71)申请人 西安长峰机电研究所地址 710065 陕西省西安市雁塔区电子一路90号(72)发明人 张志正 郑淑丽 杨立合 雷超 郭刚 (74)专利代理机构 西北工业大学专利中心61204代理人 顾潮琪(51)Int.Cl.C22F 1/02(2006.01)C22F 1/08(2006.01)(54)发明名称一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法(57)摘要本发明提供了一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法，用汽油清洗紫铜密封垫圈并晾干，装入真空炉，抽真空至真空度为1.33～13.3Pa；加热升温，控制升温速度为180～300℃/h；到达600～650℃后保温时间90～150min；然后随炉冷却，在100℃以下任意温度出炉空冷至室温。
本发明使得紫铜密封垫圈退火后表面维氏硬度不高于HV45，解决常规退火硬度偏高问题，提高软化退火炉次合格率。
权利要求书1页 说明书2页CN 109023176 A 2018.12.18C N 109023176A1.一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法，其特征在于包括下述步骤：用汽油清洗紫铜密封垫圈并晾干，装入真空炉，抽真空至真空度为1.33～13.3Pa；加热升温，控制升温速度为180～300℃/h；到达600～650℃后保温时间90～150min；然后随炉冷却，在100℃以下任意温度出炉空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的紫铜密封垫圈软化退火工艺方法，其特征在于：对硬度抽检不合格的紫铜密封垫圈按上述步骤重复处理1～2次。
权 利 要 求 书1/1页CN 109023176 A一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法技术领域[0001]本发明涉及一种软化退火热处理工艺。
背景技术[0002]紫铜具有优良的导电、导热性和塑性及良好的耐腐蚀性，在电子仪器仪表和高压容器等工业中有广泛的应用。
铜管弯曲缺陷分析及退火工艺优化
铜管弯曲缺陷分析及退火工艺优化刘锦平;杨湘杰;罗欣;朱晖;余琪;乐顺聪【摘要】The inner wrinkle is a kind of frequent defects during the bending of thin-wall copper tube. The cau-sing reason of copper tube inner wrinkle defects was analyzed by finite element software and inner wrinkle sample microstructure. The microstructure was characterized at different annealing process and then the annealing process was optimized. These research results showed that the spiral motion of particle occurred at medial tube at the begin-ning of bending. The coarse grain obviously appeared at the wrinkle. The spiral motion of particle and the coarse grain would easily cause the wrinkle of tube,it meets with the actual bending results. The copper with fine and uni-form structure was obtained by annealing at500 ℃,33 min and was bended at site,and the excellent elbow tubes were obtained without the defect of inside wrinkle.%内皱是薄壁铜管弯曲过程中的一种常见缺陷.采用有限元软件并结合内皱样品微观组织分析了铜管产生内皱原因.对不同退火工艺条件下铜管的微观组织进行了表征,优化了铜管的退火工艺.研究结果表明:在弯曲变形的起始阶段,铜管内侧质点发生螺旋运动,铜管内皱处可见粗大晶粒,质点的螺旋运动和粗大晶粒易导致铜管弯曲时产生内皱,这与实际变形结果较为一致.在500℃、33 min退火时铜管微观组织细小均匀,对其进行现场弯曲试验,没有内皱缺陷,并获得了优良的小弯头管.【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】6页(P366-371)【关键词】铜管;缺陷;退火;温度;晶粒【作者】刘锦平;杨湘杰;罗欣;朱晖;余琪;乐顺聪【作者单位】江西铜业集团公司,江西南昌330096;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;南昌大学机电工程学院,江西南昌330031;南昌大学机电工程学院,江西南昌330031;江西铜业集团公司,江西南昌330096;江西铜业集团公司,江西南昌330096;江西铜业集团公司,江西南昌330096;江西铜业集团公司,江西南昌330096【正文语种】中文【中图分类】TF124铜管广泛应用于空调制冷行业的“两器”(蒸发器、冷凝器)和连接管件[1-3]。
紫铜软化退火工艺
紫铜软化退火工艺
嘿，朋友们！今天咱来聊聊紫铜软化退火工艺。
紫铜啊，就像是个有点倔强的家伙，得用合适的方法才能让它变得乖乖的、软软的。
你想啊，要是紫铜一直硬邦邦的，那咱很多活儿可就不好干啦！
软化退火工艺呢，其实就像是给紫铜做一次舒服的按摩。
把紫铜放进特定的温度环境里，让它慢慢放松下来。
这可不是随随便便就能搞定的事儿哦！温度得恰到好处，高了不行，低了也不行，这得多讲究啊！
就好像做饭一样，火候掌握不好，饭菜就不香。
这紫铜软化退火也是一个道理呀！温度合适了，紫铜就能变得柔软又听话。
在这个过程中，时间也是个关键因素呢！不能太短，太短了紫铜还没享受够“按摩”呢，效果肯定不好；但也不能太长啊，那不是浪费时间和精力嘛！
而且啊，操作的时候可得细心点。
就跟照顾小孩子似的，得时刻留意着。
要是不小心出点岔子，那紫铜可能就不乐意啦，效果也会大打折扣。
咱再想想，要是没有这个软化退火工艺，那好多需要用到柔软紫铜的地方可咋办呢？那不得抓瞎呀！所以说呀，这个工艺可重要着呢！
咱平常生活里好多东西都离不开紫铜软化退火后的功劳呢。
比如说一些精细的零件，要是紫铜不软化，能做得那么精致吗？能那么好用吗？
总之呢，紫铜软化退火工艺虽然看起来好像挺简单，但里面的门道可多着呢！咱得好好研究，好好掌握，才能让紫铜乖乖听话，为我们服务呀！这可不是开玩笑的事儿，大家可都得重视起来哟！。
紫铜翻边前退火工艺
紫铜翻边前退火工艺朋友！今天咱们来说说紫铜翻边前的退火工艺。
这可是个挺重要的事儿呢，要是处理得好，那后面的翻边工作就会顺利很多。
首先呢，咱得把紫铜材料准备好。
这可不能马虎要确保材料的质量没有问题，表面没有太多的杂质啥的。
你看啊，有时候材料表面看着好像还行，但实际上可能有些小灰尘或者脏东西，这就可能影响退火效果。
所以我都会仔细检查一下，你也最好这么做哦！这一步虽然简单，但千万别不当回事儿，不然后面可能就会有麻烦啦。
然后呢，就是选择退火的设备啦。
你可以根据自己的实际情况来选，比如说你的工作量大不大场地有没有什么限制之类的。
如果是小量的紫铜件，小型的退火炉可能就够用了；要是比较多呢，那大型的设备可能就更合适。
不过呢，不管选啥设备，一定要保证设备能正常工作哦！我之前就有一次没检查好设备，结果在退火过程中出了点小状况，可把我急坏了呢！接下来就是设置退火的温度啦。
紫铜退火的温度大概在500 - 600摄氏度左右。
这个温度范围你可千万要记住呀！但是呢，你也可以根据紫铜的具体成分或者你想要达到的效果，稍微调整一下温度。
我通常会在这个环节多花点时间，确保温度设置得准确无误。
这一点真的很重要，真的！温度要是不对，那退火后的紫铜性能可能就不符合翻边的要求了。
你是不是也觉得这个环节需要特别小心呢？当温度设置好之后，就可以把紫铜材料放进退火设备里啦。
放的时候要注意摆放整齐，尽量让每一个紫铜件都能均匀受热。
这一步要特别小心哦！如果放得乱七八糟的，有的地方受热不均，那退火的效果肯定不好。
我知道这看起来有点繁琐，但相信我，做好了后面就会很顺利的。
在退火的过程中，要随时观察设备的运行情况。
看看温度有没有波动设备有没有什么异常的响声之类的。
这就像照顾小宝宝一样，得时刻盯着点儿。
如果发现有啥不对劲的地方，要及时采取措施哦。
我有时候也会担心自己一个不注意就出问题呢，哈哈。
等到退火时间到了之后呢，先别急着把紫铜拿出来。
让它在设备里稍微冷却一下。
紫铜垫退火方法
紫铜垫退火方法
紫铜垫的退火方法主要有以下几个步骤：
1.预热：在将紫铜垫片投入到高温中进行退火之前，首先要进行预热。
预热的目的在于均匀加热材料，以避免出现温度不均匀的情况，造成退火效果不佳。
预热的温度一般在200℃左右。
2.加热：预热之后，就可以将紫铜垫片放入高温炉中进行加热了。
加热温度的选择要根据具体材料的类型和要求来决定，一般在500℃-600℃之间。
需要注意的是，加热速度要适中，避免发生热裂等不良现象。
3.冷却：加热到指定温度并保温足够时间后，紫铜垫片需要在合适的温度下进行冷却，以降低垫片的硬度并改善其初始切削加工性。
冷却介质可以是水或其他合适的液体。
需要注意的是，退火是一种金属热处理工艺，需要精确控制加热和冷却过程，以确保获得所需的材料性能。
此外，退火过程应在专业设备和技术人员的指导下进行，以确保安全有效。
希望以上信息对您有所帮助，如果您还有其他问题，欢迎告诉我。
紫铜长时间高温退火组织
紫铜长时间高温退火组织紫铜是一种具有良好导电性能的金属材料。
在工业领域中，紫铜常用于电器、电子器件以及通信设备等领域。
在加工紫铜材料的过程中，需要进行一系列工艺处理，其中就包括了高温退火组织。
高温退火组织是一种常见的金属材料加工工艺，它通常会在材料加工过程中进行。
通过高温退火组织，可以使紫铜材料的结晶粒度更加均匀，并且整个材料的晶体结构也会更加稳定。
高温退火组织还可以消除材料加工过程中的内部应力，使得材料变得更加坚韧耐用。
下面是关于紫铜长时间高温退火组织的几个方面的讨论：1. 组织均匀性在进行高温退火组织时，关键的一点就是要保证整个材料的组织均匀性。
如果出现组织不均匀的情况，就会导致材料在使用过程中出现断裂、变形等问题。
因此，要保证高温退火的时间、温度、压力等参数都要控制得十分精准，确保材料的组织均匀性。
2. 温度控制在进行高温退火组织时，控制温度也是非常关键的。
通常情况下，紫铜材料在退火时需要达到一定的温度才能达到预期的效果。
但是，如果温度过高或过低，都会对材料的性能产生不良影响。
因此，在进行高温退火组织时，要控制好温度，确保材料得到最佳的处理效果。
3. 时间控制高温退火组织的时间也是需要控制的。
通常情况下，退火时间较长可以使材料的晶体结构更加稳定，但是时间过长也会带来一些不良的影响。
在退火时间过长的情况下，材料的晶粒会逐渐变大，从而导致材料的强度和硬度下降。
因此，在进行高温退火组织时，要精确控制退火的时间。
4. 压力控制在进行高温退火组织时，压力的控制也是非常关键的。
如果压力过大，会对材料产生不良影响，甚至会导致材料出现塑性变形。
因此，在进行高温退火组织时，需要注意材料的承受力，确保退火过程中的压力都得到合理的控制。
总之，高温退火组织是一项非常重要的金属材料加工工艺。
通过精确控制时间、温度、压力等参数，可以使材料的组织更加均匀，晶体结构更加稳定，从而提高材料的性能和使用寿命。
紫铜退火伸长率
contents
目录
• 引言 • 紫铜退火原理 • 紫铜退火伸长率的影响因素 • 实验方法与结果
01
引言
主题简介
紫铜是一种具有优良导电性和导热性的金属材料，广泛应用于电子、电力 、建筑等领域。
紫铜在加工过程中，常常需要进行退火处理以提高其塑性和延展性，进而 提高其加工性能和使用性能。
退火处理。
退火后，将试样取出，迅速放入 拉伸机中进行拉伸实验，记录伸
长率数据。
实验结果与分析
根据实验数据，绘制 紫铜材料的伸长率随 退火温度和时间的变 化曲线。
比较不同退火工艺下 紫铜材料的力学性能 ，为实际生产提供理 论依据。
分析曲线变化规律， 研究退火温度和时间 对紫铜伸长率的影响 。
THANKS
本研究可以为紫铜退火工艺的优化提供理论支持，促进紫铜材料在各领域的广泛应用，同时也可以为其 他金属材料的退火研究提供借鉴和参考。
02
紫铜退火原理
退火定义与目的
退火定义
退火是一种金属热处理工艺，通过加 热至再结晶温度以上，保持一定时间 后缓慢冷却，使金属内部结构发生改 变，以达到改善其机械性能的目的。
退火过程中的组织变化
晶粒长大
退火过程中，紫铜的晶粒会逐渐 长大，变得更加均匀和细小。
相变
在退火过程中，紫铜可能会发生 相变，即一种晶体结构转变为另 一种晶体结构。相变会影响材料 的机械性能和物理性能。
内应力消除
退火过程中，紫铜的内应力逐渐 消除，降低材料在加工和使用过 程中的开裂风险。
03
紫铜退火伸长率的影响因素
退火目的
紫铜退火的目的是消除加工硬化，提 高材料的塑性和韧性，降低内应力， 使材料更加柔软和易于加工。
紫铜退火工艺研究
紫铜退火工艺研究 Revised by Chen Zhen in 2021一紫铜管压型开裂分析情况描叙2011年7月13日，我公司的产品压扣2（2AG00）在南车电机由用户压接后出现一起开裂现象，14号由我公司提供了10件相同产品，经试压后再次出现开裂现象。
该产品的退火设备为真空退火炉，退火温度为620～650℃，保温120分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为300件。
图片如下：后续我们采用了箱式退火炉，退火温度设定为700℃，保温90分钟，单炉退火数量约为50件左右，退火后压扁也有部分开裂。
这一批次的紫铜退火后表面氧化严重，且开裂的铜管表面多有气泡、粗拉道且表面有较大晶粒。
这些症状是紫铜管在还原性气体中退火后的常见一种毛病，名为“氢病”，其化学反应方程式如下Cu20+CO→2Cu+CO2↑ (1)Cu20+H2→2Cu+H2O↑（2）在反应中生成的CO2、H2O在晶界上聚积，铜中含O元素较多时，生成的气体压力超过晶界强度，导致晶体开裂。
原因分析：真空退火或箱式退火均是沿用以前的工艺，退火温度设定，保温时间及冷却方式都没有问题，而恰巧该批铜管材料为新进材料，和以往并非同批次。
我们可以初步判定这批材料含O元素较高。
促使了氢病的产生。
问题1：真空炉退火怎么也会产生氢病真空退火炉的工作原理是，在真空中对紫铜管进行退火，以防止紫铜管中的O元素与空气中H、C元素等发生反应。
然而我们观察发现真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺等，这将严重影响真空炉气密性。
无法达到真空退火的效果。
在后续的工作中，我们更换了密封胶条，并铲除了密封槽里的铁锈，并采用填充氮气的工艺对一批材料取样重新进行退火并压型.对比如下图。
漏气真空炉退火图修善后真空退火图从图中可以看出修善后真空炉退火后压型无开裂，且表面无黑色氧化物。
问题2：为何箱式退火开裂情况会比真空退火少箱式退火炉没有抽真空，也并非密封无法杜绝（1）、（2）化学反应，理论上应该开裂更严重，然而箱式退火保温时间为90分钟，保温结束后采取迅速水冷。
紫铜薄带钟罩炉退火粘连的技术探讨
第 ６期
有 色 金 属 加 工
ＮＯＮＦ ＥＲＲＯＵＳ ＭＥ ＴＡＬ Ｓ ＰＲ ＯＣＥＳ ＳＩ ＮＧ
ＶＯ Ｉ ． ４ ３ Ｎｏ ． ６ Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅｒ ２ ０ １ ４
２ ０ １ ４年 １ ２月
紫 铜 薄 带钟 罩 炉 退 火 粘 连 的技 术 探 讨
随着 现代科 技 的快速 发展 ， 市场 对 紫铜带 材 的需 求逐年 增 加 ， 尤其 是 厚度 ０ ． １～０ ． ３ ｍ ｍ、 长 度 大 于 ４ ０ ０ ０ ｍ 的高 精 紫 铜 电缆 带 及 光 伏 太 阳能 焊 带 需 求 更 大 。采 用气垫 式退 火 炉是 生 产 这 类 紫 铜 带 的首 选 方 式， 但 因设 备 造 价 高 等 原 因 ， 许 多 生 产 厂 家 选 择 钟 罩 式退 火 生产 工艺 ， 控制 紫 铜 退火 粘 连 问题 成 为 这 一生
越 易造 成料 卷 的层 间粘 连 。
Ｉ
Ｃ Ｈ ０ Ｃ Ｃ （ ） Ｃ Ｄｃ Ｃ
产工艺的技术难点 。笔者从 事生产紫铜高精带材 以
来， 一 直致 力 于 研 究 控 制 紫 铜 退 火 粘 连 这 一 技 术 难 题， 经 过多 次技 术 改进 和 总结 ， 控 制 紫 铜 退 火 粘 连效 果 比较 明显 。本 文根 据 近几 年 生产 实践 经 验 ， 从 影 响 紫铜 退火 粘连 的各种 因素 进行 逐 个 分 析 ， 以供 同仁 交
座 风机高 速旋 转 形 成 的强 对 流 循 环 和 料 卷 间 的 热传 导这 三个 热传 递方 式 实 现 。紫 铜在 加 热过 程 中 ， 由于 外 圈先受 热膨 胀对 中 间料 卷形 成 的是 拉应 力 ， 料 卷 层
间不会形成粘连。但在冷却过程中， 外 圈先受冷收缩
铜丝连续退火设计摘要
铜丝连续退火设计摘要退火在宏观上是热和温度的问题，在微观上是扩散、恢复、再结晶、固溶和时效等过程。
对铜而言仅仅是恢复再结晶过程，故可快速冷却，可以与高速度的拉线同时进行。
连续退火的方法是：通过带有交流或直流电的导轮（称接触轮），向运行中的线材导入大的电流，电流与线材自身电阻作用而发热升温，到达退火温度后，在淬水使其快速地冷却下来。
欲使连续退火正常运行时，首先要解决一系列技术问题。
如：线径和出线速度与电流电压的关系问题，大电流和快速运行时接触轮与线材的接触和稳定馈电问题，在高温下防止线材氧化问题，线材软化后承受张力问题，还有电的安全问题等等。
下面分别作简要介绍。
电与工艺的关系工件通电后因电阻而发热的关系式为：Q1=⎰21224.0t t Rdt I （J ） 工件受热而温升的关系式为：Q2=⎰••••21T T dT S L C γ （J ） 忽略热损失时，二式相等。
且有：线材的电阻：)(/)1(20Ω•∆+=SL T R ρ 加热的时间：)(/s L t υ= 退火电流： )(/A RU I = 线的截面积：)(422mm d S π=式中：υ为线材运行速度（m/s ）；T 为温度 ;),(21T T T C -=∆︒T 为时间 （s ）；L 为加热段长度（m ）；U 为退火电压 （V ）；C ．γ．20ρ和α分别为线材的比热、比重、20C ︒时的电阻率和电阻温度系数。
若为紫铜时则可用：00393.0)/(9.8)/(01754.0)/(1.03220==⋅Ω=︒⋅=αγρcm g m mm C g cal C代入并简化后有：)(111180122A T T n L d I ααυ++•=再用χχ•=+)1(1n 来进一步简化，则T aT aT n ∆=++•α12111 有： T L d I ∆•=/284.112υ)221(255.012T T T L U ααυ++∆••= )221(065.0/122T T T U L ααυ++∆••= （1）铜的退火温度为550℃左右，而拉制完了的温度可达100℃左右，到达接触轮时会有所降低，现取60℃。
铜管生产在线退火工序节能降耗技术研究李文科
铜管生产在线退火工序节能降耗技术研究李文科发布时间：2023-06-21T10:56:37.998Z 来源：《中国建设信息化》2023年7期作者：李文科[导读] 节能降耗一直以来都是可持续发展的重要战略之一，主要内容就是节约能源的消耗。
简单来说就是通过较少的能源生产更多的产品或者是同样的能源产出更多的产品。
通过对能源的科学合理运用有效提升能源的使用效率，本文针对铜管生产的在线退火工序分析如何节能降耗。
上海龙阳精密复合铜管有限公司摘要：节能降耗一直以来都是可持续发展的重要战略之一，主要内容就是节约能源的消耗。
简单来说就是通过较少的能源生产更多的产品或者是同样的能源产出更多的产品。
通过对能源的科学合理运用有效提升能源的使用效率，本文针对铜管生产的在线退火工序分析如何节能降耗。
关键词：铜管生产；在线退火工艺；节能降耗目前阶段铜管企业在线退火工艺生产使用的设备基本都依赖进口，相关的技术也是通过反复试验摸索出来的，随着国家节能减排战略发展的需求，如何在铜管生产在线退火工艺中实现节能降耗成为企业发展的关键性问题。
一、无缝铜管的在线退火工艺过程和作用无缝铜管主要就是指在整个长度方向上只有均一的横截面和壁厚，是一种空心铜加工产品。
一般情况都是以条状为主。
在线退火工序是铜管生产加工过程中一项非常重要的加工步骤，主要就是将铜管坯在一定温度下连续进行加热，在一定时间之后进行冷却，属于一种金属的热加工处理技术。
无缝铜管的在线退火工艺过程主要包括以下几个步骤：首先在铜管坯上料之前需要先使用中高压的纯氮气吹扫铜管坯内表面，这个步骤主要就是为了能够将铜管坯内壁中的空气驱除，使其内壁充满氮气，防止加热过程中出现氧化问题。
其次需要将铜管坯上料放入到水平矫直系统中，外表经过清洗之后进入到加热区感应线圈中。
再者需要根据程序控制系统选择对铜管的直径和壁厚等参数进行调整，通过感应变频器的信号反馈自动调整功率的水平，以确保铜管退火的时候温度稳定。
紫铜带生产工艺
紫铜带生产工艺紫铜带是一种广泛应用于电力、电子、航天等行业的重要金属材料，其制作工艺经过多年的发展，已经趋于成熟。
下面将详细介绍紫铜带的生产工艺。
首先是材料准备。
紫铜带的主要原料是含铜量较高的铜坯，在生产之前需要对铜坯进行加工。
首先将铜坯放入电炉中进行加热熔化，然后通过连铸机将熔融的铜液铸造成紫铜坯，经过冷却后形成铜带的母材。
接下来是轧制工艺。
将铜带母材送入轧机进行多道次的轧制，以压缩铜带的截面积，提高材料的密度和强度。
首先经过初轧，将母材加热至适宜温度后，通过辊轧机、剪切机等设备进行轧制和切割，将母材厚度逐渐压薄，宽度逐渐增加，直至达到所需要的规格和尺寸。
然后是退火处理。
经过轧制的铜带会出现一些内应力和晶界的变形，为了减小这些变形并提高材料的塑性和韧性，需要进行退火处理。
将铜带送入料箱中，通过调节温度和保温时间，将铜带加热至一定温度，然后缓慢冷却，使晶界重新排列，达到消除内应力的效果。
接下来是表面处理。
铜带的表面通常需要进行一些处理，以提高材料的整体性能和外观质量。
常用的表面处理方式有抛光、喷砂、电镀等。
其中最常见的是抛光处理，通过机械摩擦和磨削，将铜带表面的杂质、氧化物等物质去除，使其表面光滑、洁净。
最后是检验和包装。
经过以上工艺处理后的铜带需要经过严格的检验，包括外观质量、尺寸规格、化学成分等方面的检测，以确保产品达到标准要求。
合格的铜带经过检验后，需要经过包装处理，通常采用木箱、纸箱等方式进行包装，以防止运输过程中的损坏和腐蚀。
综上所述，紫铜带的生产工艺包括材料准备、轧制、退火处理、表面处理、检验和包装等环节。
每个环节都需要严格控制和操作，才能生产出高质量的紫铜带产品。
随着科技的不断发展，紫铜带的生产工艺也在不断改进和优化，以满足不同行业对产品性能和质量的需求。
退火处理对紫铜组织和性能的影响
第23卷 第3期Vol.23 No.3平 原 大 学 学 报J OU RNAL OF PIN GYUAN UNIV ERSIT Y2006年6月 J une.2006退火处理对紫铜组织和性能的影响3郭贵中(平原大学机电工程学院,河南新乡453003) 摘 要:对紫铜进行了退火处理,并进行了力学性能试验和金相组织分析,结果表明退火处理能改善紫铜的组织和性能,对后续的锻造生产有指导意义。
关键词:紫铜;退火处理;显微组织;力学性能中图分类号:T G146.1+1 文献标识码:A 文章编号:1008-3944(2006)03-0129-03 紫铜(即纯铜)具有优良的导电、导热性和塑性及良好的耐腐蚀性,在电子工业,仪器仪表和高压开关等工业中有广泛的应用。
工业生产中,对紫铜制件的表面硬度和内部晶粒度要求比较苛刻,通常的退火处理工艺难以满足要求。
高压开关元件———触指(如图1所示)。
锻造生产过程中,由于其使用工况的特殊性,厂方对其组织性能和硬度指标有极严格的要求:合格的元件要求组织晶粒细小,硬度达到HB70以上。
应用通常的退火处理工艺,会出现一些如晶粒粗大、硬度不够等缺陷,严重影响元件的寿命和工作效率。
为解决此难题,我们对紫铜在各温度下的退火处理工艺进行了研究。
通过试验,观察了试样的金相组织结构,测定了试样硬度,作出了硬度曲线,掌握了T2紫铜在不同温度下退火处理的金相组织及其硬度变化规律,并对紫铜的微观组织作了一定的研究和分析说明,分别从晶粒度和硬度两方面综合考虑,找到了最佳的退火处理工艺方案,为触指零件的生产做好准备。
图1 触指零件 一、材料制备及实验方法(一)试验材料与设备试验中采用T2紫铜作试验材料,其化学成分如表1。
表1 紫铜化学成分CuPb Bi Fe Sn As 质量分数(%)>99.90.0050.0020.0050.0050.002 取试样ф12×15的铜棒,经50%拉拔变形,28个,分7组。
紫铜热处理工艺
紫铜热处理工艺
紫铜是一种常用的强韧材料，广泛应用于制造各种工业零部件和装饰品。
为了改善紫铜的机械性能和耐腐蚀性能，通常需要对其进行热处理。
紫铜热处理工艺包括退火、固溶处理、时效处理等。
下面将分别介绍这些热处理工艺及其相关参考内容。
1. 退火处理：
退火是指将紫铜加热到一定温度，保温一段时间后，缓慢冷却。
退火处理的目的是消除材料内部的应力，提高塑性和韧性。
退火处理的参考内容包括温度、保温时间、冷却方式等。
一种参考内容是以国家标准为基础，采用合适的温度和时间对紫铜进行退火处理，从而达到所需的力学性能要求。
2. 固溶处理：
固溶处理是指将紫铜加热到固溶温度，保温一段时间后，快速冷却。
固溶处理的目的是溶解不均匀分布在铜晶界和晶粒内部的合金元素，从而提高材料的强度和硬度。
固溶处理的参考内容包括固溶温度、保温时间、冷却速度等。
参考内容可以从科学论文、技术手册和相关标准中获得，其中包括固溶温度和保温时间的推荐值。
3. 时效处理：
时效处理是指将固溶处理后的紫铜在较低的温度下保温一段时间，使合金元素析出形成细小的弥散沉淀，从而提高材料的强度和耐腐蚀性能。
时效处理的温度和时间要根据具体的合金成分和性能要求来确定，一般通过试验和实验得到最佳的时效条件。
总之，紫铜热处理工艺是根据紫铜的合金成分、加工工艺和性能要求来确定的。
参考内容包括温度、保温时间、冷却方式、固溶温度、保温时间、时效温度和时间等。
这些参考内容可以从相关的科学论文、技术手册和标准中获得，从而指导紫铜热处理工艺的选择和优化。
紫铜带退火工艺流程
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紫铜管退火工艺
紫铜管退火工艺嘿，咱今天就来讲讲紫铜管退火工艺！你可别小瞧了这退火工艺，就好像咱做饭一样，火候掌握不好，那饭菜可就不香啦！紫铜管退火也是这么个理儿。
紫铜管退火，简单来说呢，就是给紫铜管来个“温柔的洗礼”，让它变得更软更好用。
你想想啊，一根硬邦邦的紫铜管，能做啥呀，不好弯曲，不好加工。
可一旦经过退火，那就不一样啦，它就变得乖乖的，任由咱摆布啦！那怎么给紫铜管退火呢？这可得讲究讲究。
就好像给小朋友洗澡，水温不能太高也不能太低。
退火的温度得恰到好处，太高了，铜管可能就“受伤”啦，太低了呢，又起不到效果。
咱得找到那个刚刚好的点，让紫铜管舒舒服服地完成这个“变身”过程。
然后呢，时间也很重要哦！不能太短，太短了铜管还没“享受”够呢，效果出不来；太长了，那不是浪费时间和精力嘛！这就跟咱蒸包子似的，时间太短不熟，时间太长都蒸烂啦！还有啊，退火的环境也得注意。
不能有乱七八糟的杂质呀，不然就像咱吃饭的时候掉进去个小虫子，那多恶心呀！所以得保持干净整洁，给紫铜管一个良好的“沐浴”环境。
你说这紫铜管退火是不是挺有意思的？咱就这么一点一点地把它变得更好，让它能在各种地方发挥大作用。
比如在那些管道系统里呀，在一些电器设备里呀，都有紫铜管的身影呢！咱再想想，如果没有退火工艺，那紫铜管得多难用呀！硬邦邦的，想弯个角度都难，那还怎么干活呀！这退火工艺可真是太重要啦，就像给紫铜管施了魔法一样，让它变得神奇起来。
所以呀，可别小看了这紫铜管退火工艺，它可是让紫铜管变得更有价值的关键一步呢！咱得好好对待它，就像对待咱自己的宝贝一样。
让它在各个领域都能闪闪发光，发挥出它最大的作用！这不就是我们所希望的嘛！你说是不是呢？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
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紫铜退火工艺研究 The manuscript was revised on the evening of 2021
一紫铜管压型开裂分析
情况描叙
2011年7月13日，我公司的产品压扣2（2AG00）在南车电机由用户压接后出现一起开裂现象，14号由我公司提供了10件相同产品，经试压后再次出现开裂现象。
该产品的退火设备为真空退火炉，退火温度为620～650℃，保温120分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为300件。
图片如下：
后续我们采用了箱式退火炉，退火温度设定为700℃，保温90分钟，单炉退火数量约为50件左右，退火后压扁也有部分开裂。
这一批次的紫铜退火后表面氧化严重，且开裂的铜管表面多有气泡、粗拉道且表面有较大晶粒。
这些症状是紫铜管在还原性气体中退火后的常见一种毛病，名为“氢病”，其化学反应方程式如下
Cu20+CO→2Cu+CO2↑ (1)
Cu20+H2→2Cu+H2O↑（2）
在反应中生成的CO2、H2O在晶界上聚积，铜中含O元素较多时，生成的气体压力超过晶界强度，导致晶体开裂。
原因分析：
真空退火或箱式退火均是沿用以前的工艺，退火温度设定，保温时间及冷却方式都没有问题，而恰巧该批铜管材料为新进材料，和以往并非同批次。
我们可以初步判定这批材料含O元素较高。
促使了氢病的产生。
问题1：真空炉退火怎么也会产生氢病？
真空退火炉的工作原理是，在真空中对紫铜管进行退火，以防止紫铜管中的O元素与空气中H、C元素等发生反应。
然而我们观察发现真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺等，这将严重影响真空炉气密性。
无法达到真空退火的效果。
在后续的工作中，我们更换了密封胶条，并铲除了密封槽里的铁锈，并采用填充氮气的工艺对一批材料取样重新进行退火并压型.对比如下图。
漏气真空炉退火图修善后真空退火图
从图中可以看出修善后真空炉退火后压型无开裂，且表面无黑色氧化物。
问题2：为何箱式退火开裂情况会比真空退火少
箱式退火炉没有抽真空，也并非密封无法杜绝（1）、（2）化学反应，理论上应该开裂更严重，然而箱式退火保温
时间为90分钟，保温结束后采取迅速水冷。
而真空退火炉保
温时间为120分钟，保温结束后进行自然冷却，时间为4小
时，总时间为6小时，
在真空炉漏气的情况下箱式退火的时间远远小于“真空炉”
退火，大大缩短了（1）、（2）反应的时间，从而箱式退火效果要比漏气的真空炉退火效果好。
总结
通过各种对比试验，我们论证了铜管压型开裂的问题所在:
1.真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在有缺
口、划痕、毛刺等严重影响真空炉气密性。
无法达到真空退火的效果。
2.该批次材料中氧含量较高，促使了退火中“氢病”的产生。
改进措施：
1.对真空炉的修善（已解决）
2.从材料上控制。
和供应商协商，用无氧紫铜替代以前的T2-Y。
二紫铜管真空退火工艺优化
情况描叙
在我们的紫铜管压型开裂分析中，我们发现了一个附带问题，高温退火后，产品表面出现晶粒，非常粗糙。
这不仅影响产品美观，更会在镀银后引起皮、露铜等现象。
如下图所示
镀银后起皮、露铜
理论分析及试验
我们需要的优化后的工艺是要求退火后，铜管内部晶粒组织细小（内部晶粒组织细小则外表光滑、镀银后不易起皮及露铜）且硬度低于60HB(硬度低适于压型)。
由于退火温度不同，导致紫铜的微观组织及硬度不同：退火温度低的，硬度高，组织细而密，不易于
压力加工;退火温度高的硬度低，组织粗而大，易于压型，但影响外观。
我们的目的是找一个最佳的退火温度，确保晶粒细小且硬度合适。
为此，我们用φ的材料做了以下三组试验
1.真空退火炉，退火温度为620℃～650℃，保温120分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为6件. 测试硬度为54HB，试验效果如下图：
620℃～650℃，保温120分钟退火效果图
2. 真空退火炉，退火温度为520～550℃，保温90分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为6件. 测试硬度为39HB。
试验效果如下图所示
520℃～550℃，保温90分钟退火效果图
3.真空退火炉，退火温度为450℃～480℃，保温90分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为6件. 测试硬度为37HB。
试验效果如下图所示
450℃～480℃，保温90分钟退火效果图
结论
通过试验我们可以得出结论，三组试验所测的硬度分别为
39HB、37HB、54HB均能够满足硬度≤60HB，且温度越低表面越光滑。
因此在今后的退火工艺中我们可以适当降低退火温度及保温时
间，以减少退火时表面氧化物的产生，起皮及镀银后露铜现象的产生。