一种热交换器用铜带的制备方法技术

本发明专利技术提供一种热交换器用铜带的制备方法，采用上引连铸铜杆、矫直、吹扫、抛光、第二次吹扫、挤压成型、冷却、第二次抛光、卷取、第二次挤压成型、冷却、第三次抛光、第二次卷取、第一次轧制、退火、第二次轧制、退火、分切的工艺；制备的铜带的厚度为0.1‑0.2mm，厚度纵向公差为±0.005mm，铜带的侧边弯曲度每米小于1mm，铜带的抗拉强度为230‑280MPa，伸长率为大于50％，导电率大于95％IACS，杯突值大于10mm，热导率大于370W/(m·℃)。

A preparation method of copper strip for heat exchanger

【技术实现步骤摘要】
一种热交换器用铜带的制备方法
本专利技术涉及一种有色金属材料的制备方法，尤其涉及一种热交换器用铜带的制备方法。
技术介绍
热交换器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，是化工、石油、钢铁、汽车、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。尤其在化工生产中，换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，民用生活中可作为快速热水器，包括燃气热水器、太阳能热水器、电热水器等等，应用甚为广泛。热交换器的结构主要包括外壳、热交换片和进出水管，其中外壳和热交换片为热交换器用铜及铜合金带材，要求铜带其具备良好的导热性能、冲压性能、耐腐蚀性、杀菌新能、焊接性能等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热交换器用铜带的制备方法，采用上引连铸铜杆、矫直、吹扫、抛光、第二次吹扫、挤压成型、冷却、第二次抛光、卷取、第二次挤压成型、冷却、第三次抛光、第二次卷取、第一次轧制、退火、第二次轧制、退火、分切的工艺；制备的热交换器用铜带的化学成分按照重量百分比计，铪含量0.005-0.05％，铟含量0.005-0.05％，磷含量0.005-0.05％，铪、铟、磷三种元素的含量之比为1：1：1：1，铜、铪、铟、磷的总含量大于99.99％，氧含量小于10ppm，厚度为0.1-0.2mm，厚度纵向公差为±0.005mm，厚度横向公差为±0.001mm，宽度为20-380mm，宽度公差为±0.10mm，铜带的侧边弯曲度每米小于1mm，铜带的抗拉强度为230-280MPa，伸长率为大于50％，导电率大于95％IACS，杯突值大于10mm，热导率大于370W/(m·℃)。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：(1)上引连铸铜杆：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜、铜铪中间合金、铜铟中间合金、铜磷中间合金烘干后投放进熔炼装置中，熔炼装置包括熔炼炉、隔仓、保温炉三部分组成，其中熔炼炉温度为1150-1200℃，保温炉温度为1100-1150℃，隔仓安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将氩气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力0.5MPa，流量0.5～1.0Nm3/h，转子转速控制在150～200r/min，通过在线除气装置，使铜液中的氧含量小于10ppm。熔炼炉采用木炭覆盖，隔仓、保温炉采用石墨鳞片覆盖，采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为2.5～3.0mm，上引连铸的速度为550-600mm/min，停拉比率为50％-55％，采用小节距、大停拉比率提高铜杆表面质量，避免铜杆拉断。上引连铸直径Ф30mm，结晶器的冷却循环水进水温度小于35℃，结晶器的冷却循环水进水和出水温度差小于8℃。上引连铸使用的结晶器为石墨材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm。(2)矫直：Ф30mm铜杆通过矫直装置，将弯曲的铜杆内部残余应力得到释放，消除铜杆的形状缺陷。(3)吹扫：采用0.2～0.3MPa的压缩空气，将铜杆表面的灰尘等污染物吹扫干净，保证无氧铜杆洁净的表面质量。(4)抛光：采用钢刷将铜杆表面进行抛光。(5)第二次吹扫：采用0.2～0.3MPa的压缩空气，将铜杆表面进行吹扫；(6)挤压成型：依次通过扩展变形通道、垫片和模具一次挤压成型软态铜棒；挤压成型的速度为5m/min，温度为大于750℃，挤压成型制备的铜棒的直径为30mm。(7)冷却：挤压成型的铜棒通过真空防氧化管，采用10-20％的酒精与水的混合液进行冷却，冷却到30℃～50℃；(8)第二次抛光：采用粗抛和精抛相结合的方法，将铜棒的粗糙度达到0.05～0.15μm；其中粗抛采用100～300目的磨料刷进行抛光预处理，精抛2000～3000目的不织布刷辊；(9)卷取：将铜棒进行无芯卷取，其中内径500～600mm，外径1500～2500mm。(10)第二次挤压成型：依次通过扩展变形通道、垫片和模具一次挤压成型软态铜板带坯；扩展变形通道包括第一级变形扩展通道、第二级变形扩展通道、第三级变形扩展通道和第四级变形扩展通道，其中，第一级变形扩展通道的扩展角度为5℃，扩展高度为25mm，扩展宽度为为45mm，扩展厚度为45mm；第二级变形扩展通道扩展角度为125℃，扩展高度为20mm，扩展宽度为为110mm，扩展厚度为45mm；第三级变形扩展通道扩展角度为155℃，扩展高度为20mm，扩展宽度为为280mm，扩展厚度为45mm；第四级变形扩展通道扩展角度为60℃，扩展高度为30mm，扩展宽度为为390mm，扩展厚度为45mm。垫片为促流区和阻流区相结合的收缩变形通道垫片，促流区的促流角为40℃，阻流区的阻流角为5℃。模具的定径带高度为15mm，中点宽度大于最边部宽度0.2mm，且中点宽度与最边部的宽度为逐渐变化过渡，构成“哑铃”形状。模具入口厚度尺寸大于出口厚度尺寸，形成喇叭状。挤压成型的速度为5m/min，温度为大于800℃。(11)冷却：挤压成型的铜带坯通过真空防氧化管，采用10-20％的酒精与水的混合液进行冷却，将铜带坯冷却到30℃～50℃；(12)第三次抛光：采用粗抛和精抛相结合的方法，将铜带坯的粗糙度达到0.05～0.15μm；其中粗抛采用100～300目的磨料刷进行抛光预处理，精抛2000～3000目的不织布刷辊；(13)第二次卷取：将铜带坯进行无芯卷取，其中内径500～600mm，外径1500～2500mm。(14)第一次轧制：第一次轧制的总加工率为50-90％，第一道次轧制的目的是将铜带厚度减薄，提高铜带的强度和硬度，使铜带的厚度横向公差小于±0.002mm。第一道次的轧制速度为150-200m/min，轧制前张力为16-18KN，轧制后张力为20-25KN，轧制时采用5％的乳化液冷却，采用0.3-0.5MPa的压缩空气进行吹扫，将乳化液吹扫干净，不需要酸洗。(15)退火：将第一道次轧制后的铜带进行退火，退火温度为400℃，保温6小时。退火时采用气体保护，采用25％氢气和75％氮气的混合气体。(16)第二次轧制：第二次轧制的总加工率分别为30-50％，第二次轧制的目的是控制铜带的板型，使铜带的厚度横向公差小于±0.002mm。第二道次的轧制速度为80-100m/min，轧制前张力为10-12KN，轧制后张力为15-16KN。第二次轧制时采用7％的乳化液冷却，采用0.5-0.6MPa的压缩空气进行吹扫，将乳化液吹扫干净，不需要酸洗。(17)退火：将第二次轧制后的铜带进行退火，退火温度为400℃，保温6小时。退火时采用气体保护，采用25％氢气和75％氮气的混合气体。(18)分切：分切时刀片压下量为铜带厚度的50％，分切刀片的间隙为铜带厚度的10％。本专利技术的有益效果是：1.优化铜带的化学成分和含量，含有微量的铪、铟、磷等元素，提高铜带的导热性能、焊接性能、力学性能等。2.制备的铜带性能优异，铜带的厚度为0.1-0.2mm，厚度纵向公差为±0.005mm，厚度横向公差为±0.001mm，宽度为20-380mm，宽度公差为±0.10mm，铜带的侧边弯曲度每米小于1mm，铜带的抗拉强度为230-280MPa，伸长率为大于50％，导电率大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器用铜带的制备方法，其特征在于：所述的铜带的化学成分按照重量百分比计，铪含量0.005‑0.05％，铟含量0.005‑0.05％，磷含量0.005‑0.05％，铪、铟、磷三种元素的含量之比为1：1：1：1，铜、铪、铟、磷的总含量大于99.99％，氧含量小于10ppm；所述的制备方法是上引连铸铜杆、矫直、吹扫、抛光、第二次吹扫、挤压成型、冷却、第二次抛光、卷取、第二次挤压成型、冷却、第三次抛光、第二次卷取、第一次轧制、退火、第二次轧制、退火、分切；制备的铜带的厚度为0.1‑0.2mm，厚度纵向公差为±0.005mm，厚度横向公差为±0.001mm，宽度为20‑380mm，宽度公差为±0.10mm，铜带的侧边弯曲度每米小于1mm，铜带的抗拉强度为230‑280MPa，伸长率为大于50％，导电率大于95％IACS，杯突值大于10mm，热导率大于370W/(m·℃)；所述的制备方法具体包括：(1)上引连铸铜杆：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜、铜铪中间合金、铜铟中间合金、铜磷中间合金烘干后投放进熔炼装置中，熔炼装置包括熔炼炉、隔仓、保温炉三部分组成，其中熔炼炉温度为1150‑1200℃，保温炉温度为1100‑1150℃，隔仓安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将氩气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力0.5MPa，流量0.5～1.0Nm...

【技术特征摘要】
1.一种热交换器用铜带的制备方法，其特征在于：所述的铜带的化学成分按照重量百分比计，铪含量0.005-0.05％，铟含量0.005-0.05％，磷含量0.005-0.05％，铪、铟、磷三种元素的含量之比为1：1：1：1，铜、铪、铟、磷的总含量大于99.99％，氧含量小于10ppm；所述的制备方法是上引连铸铜杆、矫直、吹扫、抛光、第二次吹扫、挤压成型、冷却、第二次抛光、卷取、第二次挤压成型、冷却、第三次抛光、第二次卷取、第一次轧制、退火、第二次轧制、退火、分切；制备的铜带的厚度为0.1-0.2mm，厚度纵向公差为±0.005mm，厚度横向公差为±0.001mm，宽度为20-380mm，宽度公差为±0.10mm，铜带的侧边弯曲度每米小于1mm，铜带的抗拉强度为230-280MPa，伸长率为大于50％，导电率大于95％IACS，杯突值大于10mm，热导率大于370W/(m·℃)；所述的制备方法具体包括：(1)上引连铸铜杆：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜、铜铪中间合金、铜铟中间合金、铜磷中间合金烘干后投放进熔炼装置中，熔炼装置包括熔炼炉、隔仓、保温炉三部分组成，其中熔炼炉温度为1150-1200℃，保温炉温度为1100-1150℃，隔仓安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将氩气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力0.5MPa，流量0.5～1.0Nm3/h，转子转速控制在150～200r/min，通过在线除气装置，使铜液中的氧含量小于10ppm，熔炼炉采用木炭覆盖，隔仓、保温炉采用石墨鳞片覆盖，采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为2.5～3.0mm，上引连铸的速度为550-600mm/min，停拉比率为50％-55％，采用小节距、大停拉比率提高铜杆表面质量，避免铜杆拉断。上引连铸直径Ф30mm，结晶器的冷却循环水进水温度小于35℃，结晶器的冷却循环水进水和出水温度差小于8℃，上引连铸使用的结晶器为石墨材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm；(2)矫直：Ф30mm铜杆通过矫直装置，将弯曲的铜杆内部残余应力得到释放，消除铜杆的形状缺陷；(3)吹扫：采用0.2～0.3MPa的压缩空气，将铜杆表面的灰尘等污染物吹扫干净，保证无氧铜杆洁净的表面质量；(4)抛光：采用钢刷将铜杆表面进行抛光；(5)第二次吹扫：采用0.2～0.3MPa的压缩空气，将铜杆表面进行吹扫；(6)挤压成型：依次通过扩展变形通道、垫片和模具一次挤压成型软态铜棒；挤压成型的速度为5m/min，温度为大于750℃，挤压成型制备的铜棒的直径为30mm；(7)冷却：挤压成型的铜棒通过真空防氧化管，采用10-20％的酒精与水的混合液进行冷却，冷却到30℃～50℃；(8)第二次抛光：采用粗抛和精抛相结合的方法，将铜棒的粗糙度达到0.05～0.15μm；其中粗抛采用100～...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆越峰，姚幼甫，陈国权，
申请(专利权)人：浙江力博实业股份有限公司，绍兴市力博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33