对纯铜材料加工的研究对策

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:李劲军
[导读] 摘要:在纯铜加工的过程中由于加工工艺和纯铜的质量对纯铜材料加工过程都会产生一定的影响,本文就纯铜材料的加工进行阐述。
        佛山市承安铜业有限公司  528200
        摘要:在纯铜加工的过程中由于加工工艺和纯铜的质量对纯铜材料加工过程都会产生一定的影响,本文就纯铜材料的加工进行阐述。
        关键词:纯铜材料;加工;研究
        近年来,随着我国科学技术水平的不断发展,铜材料加工技术随之改变,传统的铜加工技术已经无法满足市场需求,要想促进铜产业的发展,就必须在传统加工技术前提下,进行改进与创新,进而实现纯铜加工高精度、环保化发展。现阶段,我国纯铜加工行业,已经取得一定成就,产生了一些国内外知名品牌,当前纯铜加工市场竞争日益激烈的情况下,必须提高生产、加工水平,确保纯铜加工质量符合相应标准,这样才能够在市场中立于不败之地。纯铜加工厂家除了接受国内订单外,还会接受一些国际订单,两类订单都对铜材加工质量具有较高要求,这也体现了我国纯铜加工行业已经走上国际发展道路。纯铜加工工作与城市建设、国民经济发展息息相关。新时期背景下,相关领域也对铜加工质量提出了更高的要求,铜加工技术标准由此制定。中国铜加工材料含200种以上合金,有上千个铜产品种类,质量普遍较高。各类铜加工材品种中,不乏有热点产品和出口产品,对我国纯铜加工业发展起到推动作用,也是现代铜产业发展主流趋势。
        一、我国铜加工材重点应用领域的发展分析
        在国民经济高速发展背景下,工业体系得以构建和完善,我国国民经济结构组成部分包括先进制造业、电子信息业、电力电源业等行业,诸多支柱产业与铜加工业存在联系,铜生产和加工水平趋于国际化发展。相关加工技术好产品的涌现,给产业规模发展带来了新契机,产业涉及领域逐渐拓展,这样的前提下,纯铜加工产品增加,铜加工材品种结构优化。从政策方面上来看,也依据实际情况,做出了有效的调整,产业结构走向高科技、节能、环保道路,这与现代工业发展方向相同,并且经济增长方式转变、内需政策扩大前提下,相关支柱产业经济效益与社会效益大幅度提高。
        二、纯铜磨削特点
        1、划伤
        纯铜材料磨削过程中,磨屑由砂轮上自由落入到磨削区,从而给正在加工的纯铜造成划伤。要想解决此问题,精磨加工期间,就要依据纯铜材料特征,选择合适细粒度,添加石墨结合剂的砂轮,可以将配比好的皂化油加入到冷却液当中,进而预防铜材划伤现象。
        2、烧伤与热变形
        相对于其他材料而言,纯铜自身热敏较强,导热系数达到339w(/m.k),是钢材料的数倍,线膨胀系数也略高于其他材料,磨削过程中零件表面会产生热量,从而导致结构变形,砂轮纯化后这一问题愈加突出。因此,磨削之前铜加工企业应备好充足的冷却液,以防铜材料加工时由于温度过高变形或烧伤。
        3、砂轮的粘附性磨损
        纯铜自身硬度较低,属于软金属,而磨粒属于硬材料,一旦砂轮空隙中国嵌入纯铜磨屑,则砂轮磨削力会受到严重影响,从而纯铜磨削过程中,粘附磨损不利于工作的顺利进行,必须加强冷却液流量、浓度的控制,同时合理选择砂轮,才能够预防铜材料加工期间的砂轮粘附性磨损。
        (1)砂轮的选择
        纯铜加工过程中划伤现象屡见不鲜,给相关企业造成一定损失,也不利于后续加工的顺利进行,因此为了提高纯铜加工水平,实际工作中可以选择石墨结合剂为磨料的砂轮,过重选择树脂结合剂为磨料的砂轮,与此同时,必须严格依照要求,过滤冷却液。


        (2)砂轮的修整
        粗磨期间进行修理,可以采用一般磨削修整参数,精磨期间进行修整,应注意砂轮受到粘附磨损后,必须上报并制定修整方案,才得以继续使用。为了提高刃尖强度,可以将金刚石笔作为主要材料,在合适位置的进刀量下往返工作台一次,再空行程一次,得到修整后的砂轮能够加工出与标准质量相符的产品。为了保持纯铜磨削面平整度,可以选择细粒度更小的砂轮。
        三、影响纯铜加工的因素
        1、杂质元素氧跟铅,对纯铜加工形变性能具有直接影响,在分析铅的铜铅二元相图期间,可以发现铅元素与纯铜材料相结合,共晶体由此产生,温度高达310℃以上,如果铅在纯铜材料中所占比例超过标准定额,那么纯铜结晶时,由于低熔点共晶体结晶缓慢,从而晶界会形成一层薄薄的膜。纯铜热加工时,材料表面受到热量作用,薄膜出现融化现象,这时金属晶粒间结合力会降低,晶界破裂发生概率提高,从而必须对铅在纯铜材料中的含量占比进行控制。
        2、杂质氧在纯铜材料中的含量,对铜变形性能存在直接影响,在分析二元相图期间,了解到CuZO是氧和纯铜材料的共晶体,并且具有共晶温度高的特征,这里还不能对铜变形性能构成影响。由于共晶中化合物CuZO过硬和脆,加上其以颗粒形态分布到铜晶粒内和晶界上,从而加大了铜冷脆现象发生概率,给铜材料冷变形作业带来困难。所以纯铜材料加工企业,在控制材料中铅杂质含量同时,也要加强氧杂质含量控制工作,使其保持在合理范围内。
        四、中国铜加工的技术创新
        1、行星轧制技术
        应用行星轧制技术时,可以掌握的信息是,三轧辊设备之间呈120°角自转状态作业,这样的情况下,设备绕轧制线进行公转,实现复合轧制管坯,新型铜加工技术应运而生。管材冷轧过程中,技术特点则存在差异之处,铜材料加工以变形热进行,实现自身加热,这个时候变形区温度提升至最高,完成上述工作后,变形区热量与热加工热量差距减小,这是动态再结晶实现的基本途径。激光管行星轧制后的管材质量与热挤压后管材质量拉近距离,对于纯铜加工企业而言,经过轧制后的铜产品不仅表面不易氧化,其含量更加合理,这也是行星轧制技术主要的应用优势。
        2、斜轧成形技术
        斜轧成形技术是一种回转体与螺旋形的零件制品成形新工艺、新技术。螺旋孔型斜轧是斜轧成形的一种形式,其两个轧辊相互交叉,带螺旋孔型,旋转方向相同,轧辊旋转时带动圆形轧件旋转且前进,在轧辊的作用下轧件成形为回转体零件。螺旋孔型斜轧可以轧制出铜球等。对于要求球形完整、表里化学成分均匀、无润滑油污染的电子电镀铜球的制造,螺旋孔型斜轧提供了高材料利用率的满足清洁生产的冷轧方案,可以替代传统的冷镦工艺。
        3、连续挤压技术
        连续挤压技术在国外发展与应用较早,人们又将其称为康夫姆法,实际作业过程中,受到磨擦轮作用,特长金属线坯经过传送,到设备当中,金属液受到作用而变形,且从模孔向外流出,变形热量对纯铜材料自身热量造成影响,使其热量大幅度提高,变性区温度甚至超过700℃,进而金属动态再结晶目的实现。我国引进连续挤压技术后,在原有技术基础上,遵循取其精华去其糟粕原则,进行了创新与改进,最终由铜线杆为坯料的铜材生产技术形成,这是纯铜加工行业发展的重要转折点,也是一项铜及合金棒型线带生产方法的变革。
        结论:随着纯铜材料使用的范围在不断的扩大,在加工的过程中我们要根据纯铜的特点采取正确的加工方式,提高加工的质量。
        参考文献:
        [1]王碧文.2007年中国铜加工业发展报告[J].工业加工技术.2008
        [2]张振峰,纯铜的性质对纯铜材料加工过程的影响[J].科技信息.2012
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