[发明专利]铜镍二硅铜合金板带的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜镍二硅铜合金板带，具体为一种铜镍二硅铜合金板带的制备方法。

背景技术

高铁及电气化铁路专用铜镍二硅铜合金板带（即CuNi2Si板带）主要用于制作接触网零件，而接触网零件理想的最终抗拉强度为≥600MPa。目前国内生产的CuNi2Si板带为时效硬态(即Y态)，下游用户直接冲压成型，冲压后不再进行热处理，存在的问题是：1、产品最终抗拉强度为480-580MPa，达不到接触网零件的技术要求；2、因产品为时效硬态，所以冲压时由于材料硬、塑性差，不易冲压成型，存在开裂和残余应力大的风险，而且冲压时模具承受的负荷大，易损坏模具。

发明内容

本发明为了解决现有高铁及电气化铁路专用铜镍二硅铜合金板带的最终抗拉强度差的问题，提供了一种铜镍二硅铜合金板带的制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：铜镍二硅铜合金板带的制备方法，包括如下步骤：

（1）、根据工频有芯感应炉的有效容积，按照质量比为铜：镍：硅=97.5:2:0.5进行配料；将铜、镍放入工频有芯感应炉的炉体内后加热至1250-1280℃进行熔炼工艺，熔炼完成后将硅加入炉体内并在熔体表面覆盖一层厚度为150-200mm的木炭后保温30分钟，然后，充分搅拌得到熔炼水（熔炼水也称为铜水）。

（2）、采用底部安装有二次冷却装置的石墨内套结晶器对上述铜水进行温度为1250-1280℃、拉铸速度3.8-4.0米/小时的半连续铸造工艺得到厚度为150mm的矩形铸锭。先采用石墨内套结晶器自带的冷却装置对矩形铸锭冷却后再采用二次冷却装置对矩形铸锭冷却，这样冷却强度不会过大，避免引起内应力太大从而导致铸锭出现裂纹或铸造后料坯开裂，而且两次冷却实现红锭铸造，降低了铸锭内应力，从而得到致密均匀的铸造组织。所述二次冷却装置为本领域技术人员容易实现的技术，至少可采用专利号为201120261931.9的铜合金铸坯的二次冷却装置，使用时将其悬挂于石墨内套结晶器的底部。

（3）、将上述矩形铸锭放入煤气连续加热炉中加热3小时至900-920℃后再保温2.75-3.25小时；再将铸锭用热轧轨道上下均安装在线冷却装置的两辊可逆热轧机进行初轧温度为900-920℃、终轧温度为800-850℃的150-110-60-32-19-16的5道次可逆轧制；最后一道次出轧辊后打开安装于热轧轨道上下的在线冷却装置进行冷却速度为10℃/S以上的带坯在线水冷，冷却至室温后将热轧坯直接空心打卷。

（4）、将上述热轧坯在开卷机上开卷后用双面铣削设备进行上下铣削厚度均为0.8-1mm的双面铣面以去除热轧坯表面的氧化皮，得到板带。

（5）、将上述板带采用四辊可逆粗轧机进行14-12.8-10-8-6.2-5-4-3.6±0.03的7道次可逆轧制；再用铜带连续光亮退火炉进行加热温度为900℃、出炉温度40-50℃的退火工艺，从而得到CY状态铜镍二硅铜合金板带。

所述工频有芯感应炉、石墨内套结晶器、两辊可逆热轧机、开卷机、双面铣削设备、四辊可逆粗轧机、铜带连续光亮退火炉均为现有产品，可直接从市场中购得。

将上述制备方法中得到的熔炼水用坩埚取样后倒入石墨模，冷却至固态后去掉底部的氧化层，在光谱分析仪上进行化学成分分析，其结果如下表1所示，符合GB标准。

表1