無氧銅管棒材成品率提高工藝探索,通過工藝改進,滲氧、脫皮試驗,擠壓工序等來探究
發(fā)布時間:2021-06-10點擊:1931
通過對無氧銅管棒材生產(chǎn)中加熱、擠壓工序的控制,盡量減少氧氣的進入,降低因加工生產(chǎn)帶來的含氧量不合格的可能性,以提高無氧銅的氧含量的合格率。
隨著用戶對無氧銅需求量的增加,無氧銅產(chǎn)量也在逐年增加,尤其是無氧銅管棒材已成為一項重要產(chǎn)品。管棒技改項目完成后管棒材的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質量大大提高,生產(chǎn)工藝逐步完善,綜合成品率大幅提高。但無氧銅管棒材含氧量不合格是長期困擾無氧銅生產(chǎn)的一個難題。在擠壓后取樣經(jīng)常出現(xiàn)比例較大的氧含量不合格,甚至整批不合格的情況,這不僅增加成本,延誤交貨期,還影響產(chǎn)品形象,因此探索無氧銅管棒材在擠壓環(huán)節(jié)的工藝、高無氧銅氧含量的合格率非常重要。
1.改進前狀況
改進前,無氧銅管棒材綜合成品率為 57.5%。無氧銅在擠壓工序的成品率平 均 為 60.36%,*** 高 為 67.85%,*** 低 為45.76%。
數(shù)據(jù)收集及試驗
無氧銅中含氧量的檢測方法有兩種 :一是 YS/T335-94《電真空器件無氧銅含氧量金相檢驗法》,檢驗結果分為1 ~ 6級,1、2、3 級判定合格,是半定量檢驗方法 ;二是 GB/T5152-1996《高頻脈沖加熱紅外吸收氣體分析方法》,是定量檢測方法。
數(shù)據(jù)收集。對鑄錠進行抽樣檢查,發(fā)現(xiàn)全部按 1 級過料的鑄錠有含氧不合格的情況。
(1)對 TU1 棒材(Φ85)共 19 根,成品逐根取樣,取樣部位見圖 1。經(jīng)檢驗,氧含量均為 4 ~ 6 級,部分檢測結果見表 1。隨即對該批未擠制剩余 Φ295 鑄錠取樣檢測。經(jīng)檢測氧含量 3 ~ 6 級不等,取樣部位見圖2,部分檢測結果見表2。
(2)對編號為 3130 的 Φ410mm 鑄錠( 共 7 個 ) 端面的中心、1/2 半徑處、靠近邊部 3 點取樣檢測,共 21 個樣品,全部為1 級,生產(chǎn)的制品也全部為 1 級 , 檢測結果見 表 3。對 編 號 為 3314 的 Φ245mm 鑄 錠和熔次號為 3297 的 Φ360mm 鑄錠進行抽
查 ,Φ245 鑄錠全部為 4 級 ( 這批制品也全部為 4 級 )。Φ360 鑄錠有 1 個樣為 4 級 ,3個樣為1級,報告見表3。
(3)對鑄錠澆口和底部進行取樣檢測含氧量,統(tǒng)計發(fā)現(xiàn) 102 爐鑄錠底部與澆口含氧不一致 , 其中有 60 爐底部含氧高于澆口含氧,部分檢測結果見表4。
(4)從表 1 ~表 4 抽查檢測結果可知,鑄錠中的含氧存在顯著的不均現(xiàn)象,檢驗合格的鑄錠再取樣檢驗,也可能出現(xiàn)不合格情況。從表 4 可知,同一個(爐)鑄錠,取樣位置不同(澆口和底部),也存在含氧不一致的現(xiàn)象,尤其是澆口含氧明顯低于
鑄錠底部的含氧。
2.滲氧、脫皮試驗。
(1)滲氧試驗。取含氧合格(1 級)的無氧銅擠制品在實驗室進行滲氧試驗。首先在氧化退火爐上進行經(jīng) 600℃~ 800℃不同時間退火,之后對制品端面進行研磨、處理,在專用儀器上檢測其滲氧深度。即模擬環(huán)行加熱爐和感應加熱爐的加熱工藝進行退火試驗,然后檢測其滲氧深度,試驗結果見表5。
(2)脫皮試驗。對經(jīng)過退火的制品進行表面車皮,車皮量為 0.75mm ~ 1.5mm(模擬脫皮擠壓工藝),然后檢測制品表面的含氧量,結果見表6。
(3)試驗結果表明,由于加熱時滲氧,樣品由含氧量 1 級下降為含氧量 4 ~ 5 級,滲氧深度為 0.5mm ~ 1.5mm ;鑄錠加熱時控制加熱時間在工藝要求范圍內,擠壓時通過脫皮可以消除滲氧,視加熱爐類型脫皮量控制在 0.75mm ~ 1.5mm 之間。
加熱時間在 2 小時以內,加熱爐內保持微還原氣氛,滲氧深度低于 1.5mm,通過脫皮擠壓,滲氧基本可以消除。
3.工藝改進
無氧銅管棒材生產(chǎn)工藝流程為 :熔鑄——加熱(還原氣氛)——擠壓。結合試驗和實際生產(chǎn)情況,采取了進錠抽查、加熱工藝調整等改進措施。
1. 經(jīng)與質量部門協(xié)商,改變進鑄錠含氧取樣方法,由原來的鑄錠澆口取樣改為鑄錠底部取樣,使鑄錠送檢樣品更有代表性,減少不合格鑄錠進入下道工序。
2. 對進入加工工序的鑄錠進行抽檢,按熔次號每個熔次抽檢 1 根鑄錠的 4 個點。檢查不合格的鑄錠不安排生產(chǎn)。減少由于鑄錠問題帶來的合格率下降。
3.加熱工序。
(1)對工具、設備進行專檢,確認工具準備到位、設備完好才允許裝爐生產(chǎn),保證生產(chǎn)不中斷。
(2)環(huán)型爐加熱在確保自動控制前提下減少進風量,加大煤氣量,保持爐膛為還原性氣氛。
(3)爐膛壓力保持正壓,***好在 5Pa以上。
(4)盡量組織批量生產(chǎn)。無氧銅生產(chǎn)時按擠壓進度裝爐,保證鑄錠加熱 2 小時內能夠擠壓。裝一爐,加熱一爐,減少裝料爐門開啟次數(shù),使爐內保持微還原氣氛,防止鑄錠加熱滲氧。原則是 :慢加熱、少裝爐、快擠壓。
4. 擠壓工序。
控 制 擠 壓 時 脫 皮量,感 應 爐 加 熱 的 鑄 錠 擠 壓 脫 皮 量0.75mm ~ 1.5mm,環(huán)形煤氣加熱爐加熱鑄錠擠壓時脫皮量 1.0mm ~ 1.5mm,使鑄錠在加熱過程中滲入的氧不能流入到制品中,保證制品含氧合格。同時應保證生產(chǎn)期間設備狀況完好、穩(wěn)定,各項指標按規(guī)程要求設定。
生產(chǎn)效果
1. 無氧銅因含氧不合格,而發(fā)生的退換貨率大幅下降。
2. 擠壓工序成品率大幅提高,達到75%,比改進前提高14.64%。
3. 工藝改進后,無氧銅擠壓工序產(chǎn)量和成率有較大的提高 ;平均綜合成品率為62%,比改進前提高4.5%。
5.結論
1. 改變鑄錠含氧取樣部位,并對進入加工工序的鑄錠再進行抽檢,使鑄錠送檢樣品更有代表性,可以有效地減少含氧不合格的鑄錠進入加工工序。
2. 滲 氧 —— 脫 皮 試 驗 表 明,由 于鑄 錠 加 熱 時 滲 氧,樣 品 由 含 氧 量 1 級下 降 為 含 氧 量 4 ~ 5 級,滲 氧 深 度 為0.5mm ~ 1.5mm ;鑄錠加熱時控制加熱時間在工藝要求范圍內,擠壓時通過脫皮可以消除滲氧,視加熱爐類型脫皮量控制在0.75mm ~ 1.5mm之間。
感應加熱爐滲氧深度為0.5mm,通過脫皮擠壓完全可以消除因加熱造成的氧滲入 ;環(huán)形爐加熱90分鐘氧滲入為1.0mm,通過脫皮擠壓也可以消除因加熱造成的氧滲入 ;環(huán)形爐加熱 150 分鐘氧滲入為1.5mm,通過脫皮擠壓不能完全消除因加熱造成的氧滲入 ;改進措施為 :保證鑄錠加熱2小時以內能夠擠壓 ;裝一爐,加熱一爐,減少裝料爐門開啟次數(shù),使爐內保持微還原氣氛。只要滲氧深度低于 1.5mm,通過脫皮擠壓,滲氧基本可以消除。
3. 管棒材生產(chǎn)中鑄錠加熱由于煤氣來源和成分改變,需探索更好控制爐膛氣氛的工藝,減少滲氧。
來源:中國知網(wǎng) 作者:趙萬花
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