白铜B19薄板生产工艺初探

马得江

（江西铜业加工事业部 铜材有限公司，江西 贵溪 335424）

白铜B19薄板生产工艺初探

马得江

（江西铜业加工事业部 铜材有限公司，江西 贵溪 335424）

通过长期的生产实践摸索，采用带式法成功研发出了白铜B19薄板产品，优化了白铜B19薄板生产工艺，掌握了其冷热加工性能。试制结果表明，从轧制过程来看，B19类似于可塑性较好的紫铜，但区别于紫铜的是其硬化速率较快，导热系数低，对炉子控制性能与轧机控制性能进行比较，炉子控制性能稳定、工艺合理，且摸索出了消除内应力退火工艺。

白铜B19薄板；轧机控制性能；炉子控制性能；硬化速率；导热系数；消除内应力退火

1 引言

B19白铜为结构铜镍合金，具有较强的耐蚀性和良好的力学性能，在热态及冷态下压力加工性良好，在高温和低温下仍能保持高的强度和塑性，但切削性较差。常用于制造在腐蚀性环境中工作的精密仪表零件，金属网，化工机械零件以及医疗器具［1,3］。

用带式法试制生产B19薄板，据有关资料综合分析，如何选择装炉方式、入炉方式以缩短加热时间，如何选择工艺路线以解决因表面氧化用硫酸洗不净［2］，如何解决冷热轧制易粘辊、铣面粘刀，如何确定冷轧总加工率，如何确定中间退火工艺，是否需要消除内应力等问题是试制过程中亟需解决的问题。因而，根据生产实际，针对白铜B19薄板试制生产工艺进行分析、研究，十分必要。

2 带式法试制生产状况

2.1 产品规格

白铜B19薄板试制产品规格，详见表1。

表1 白铜B19试制产品规格

2.2 试制工艺流程

2.3 工序工艺规程

（1）热轧工艺参数（见表2）。

表2 热轧工艺参数

热轧的主要技术要求是：①操作者应严格按压下规程进行操作，且做好轧制温度、炉温、终轧温度、道次降温等记录；②为提高重油的雾化效果，可在重油中掺入柴油，使之稀释并降低粘度，还可改善炉内气氛；③热轧件不得出现中部及边部裂纹，应合理控制冷却水流量，使辊子冷却，润滑状况良好，避免粘辊现象；④轧件横向公差应控制在0.10mm以内，纵向公差应控制在0.45mm以内，镰刀弯每米不超过8.0mm；⑤若炉子升温较快，加热时间过长，可采用高温入炉或提高炉膛压力；⑥热轧过程中，若出现晶粒粗大而造成热裂现象，可在头几道次采用大加工率破碎晶粒，且保证轧件内外组织的均一性；⑦若出现含硫量过高而产生热裂，可采用均匀化退火对铸锭进行处理。

（2）铣面工艺。

铣面采用的铣削设备为TP-179铣床；条坯尺寸为：12mm×450mm×10500mm；双面各铣削量为：0.5mm或视条坯表面质量而定；铣面后条坯尺寸为：11mm×450mm×10500mm。

（3）粗轧工艺（见表3）。

表3 粗轧工艺

粗轧机终轧尺寸将决定Φ250轧机的退火次数，当2.5mm×450mm×…mm坯料供Φ250轧机时，将是1次中间退火，1次铣条退火，当2.0mm×450mm×…mm坯料供Φ250时，只1次铣条退火即可。

粗轧的主要技术要求是：①版型平整，不得有波浪、裙边、裂纹等缺陷；②横向公差（厚度）控制在0.04mm以内，纵向厚度公差控制在0.20mm以内；③挠度每米不超过0.50mm；④因为B19冷加工硬化速率较快，故而加大头一道次加工率。

（4）中间退火工艺（见表4）。

表4 中间退火工艺

（5）预精轧工艺（见表5）。

表5 预精轧工艺

（6）铣条0.5/0.6×450×1500mm轧制工艺（见表6）。

表6 铣条0.5/0.6×450×1500mm轧制工艺

（7）铣条退火工艺（见表7）。

表7 铣条退火工艺

（8）精轧工艺（见表8）。

表8 精轧工艺

（9）剪切工艺（见表9）。

表9 剪切工艺

3 存在工艺技术问题及处理

3.1 试制情况对比分析

B19薄板带式法生产跟踪试制共3次，其余转为正常生产。第一次试制工艺基本按大纲工艺进行：

由于第一次1m轧机多1次中间退火，易划伤表面，且加工率控制性能不大稳定，故第二次试制工艺为：

由于第二次试制工艺合理，控制性能稳定，且摸索出消除内应力退火工艺。

第三次以及以后的正常生产均采用此工艺路线。

3.2 技术问题及其处理

3.2.1 铸锭加热问题

由于B19的导热系数λ=0.092卡/厘米·秒·℃与紫铜的导热系数λ=0.908卡/厘米·秒·℃及黄铜的导热系数λ=0.3卡/厘米·秒·℃相比，加热过程相对缓慢，耗时过长，为解决此问题，采用高温入炉的方式［4］。先将炉温提高至1080℃再装炉，装炉10块，采用2-0-2方式装炉。环形炉加热最高温度为1350℃，而炉膛压力有限，故高温区炉子提温较难，在该温度下炉温几近保温态，此时装料热交换较充分，料能够大量吸热；而炉膛则维持一种动态平衡。所以高温入炉能够迅速提高料温，缩短加热时间。

3.2.2 B19表面氧化处理问题

B19酸洗需用硝酸，因无硝酸槽，故不走酸洗路线，为避免B19中间退火氧化，热轧铣面冷轧后，均采用光亮退火。

3.2.3 冷热轧粘辊及铣面粘刀问题

由于白铜发粘，冷热轧易粘辊。籍此，热轧因冷却水流量大，冷却润滑充分，未出现粘辊，而Φ250轧机冷轧时，第一次试制由于乳液量控制较小，冷却润滑不好，出现了粘辊。第二次试制冷轧时，每次轧制时乳液量开至最大，改善了润滑条件，未出现粘辊，以后的试制过程均无粘辊现象。

热轧后铣面，出现粘刀现象，每次减少铣削量采用多遍铣，不仅生产周期长，且电耗增加，该现象在以后的生产中多次出现，将作为一个遗留问题待将来解决。

3.2.4 白铜硬化速率及总加工率问题

白铜由于含镍，冷轧过程中变形抗力较大，且硬化速率较快，因而总加工率范围不如紫铜那么大，但B19与Bzn15-20、B30等白铜相比，又有其特点。冷轧屈服极限与总加工率的关系，见图1。从图1可看出，B19在ε＜40%范围内硬化速度较T2等大一些，但比Bzn15-20 、Bzn17-18-1.8及Ni要小得多。因而冷加工性能比其它牌号白铜好得多。B19硬化曲线示意图，见图2。

图1 冷轧屈服极限与总加工率的关系

图2 B19硬化曲线

从图2看出，当B19冷轧总加工率大于40%时，其不再出现明显的硬化，也即曲线几近保持水平段，这就是B19可塑性极强的原因，由于总加工率超过40%以后，流动屈服极限无明显变化，加工率范围可大大提高，这就是B19冷轧特性有些类似紫铜T2的原因。

在第三次试制曾做过实验，将热轧铣面后的10mm厚B19料经1m轧机轧制后，未经中间退火再上Φ250轧机轧至0.8mm成品，并未出现轧裂现象。

上述特性包括总加工率范围类似于紫铜，因而可考虑当轧机能力较大且料又稍厚的状况下，取消冷轧中间退火，但成品必须采取消除内应力退火。

3.2.5 轧机控制性能与炉子控制性能比较

从实验开始便进行了轧机控制性能与炉子控制性能比较（见表10）。

表10 轧机控制性能与炉子控制性能比较

从表10看出，延伸率δ有合格的（δ＞3）也有不合格的（δ＜3），且参差不齐，轧机控制不住。炉子控制性能，机械性能优良且值高，操作过程易控制［5］，在试制过程和正常生产过程由于采用了炉子控制性能，所以未出现不合格产品。

3.2.6 消除内应力退火工艺摸索

消除内应力退火为炉子控制性能的把关工序。退火前，B19料均受到很大的加工率，约80%左右。这样由于晶粒的急剧破碎及不均匀变形的存在，轧件便产生畸变，从而导致附加内应力的存在［6］。

消除内应力退火应低于合金的再结晶温度，而B19再结晶温度约为490℃，所以，可拟定消除内应力退火温度为430℃左右，经多次实验摸索可确定消除内应力退火工艺为：定温：430℃；保温：4h；冷却时间：8h。

在炉子控制性能退火中，出现了退火硬化现象。表11数据是退火前后同一张料比较。

表11 同一张料退火前后对比

退火硬化对再结晶退火则难以理解，对于消除内应力退火则不足为奇，不仅是B19具有的特性，即便是H68等一些合金也存在此现象。这是因为消除内应力退火消除了冷轧过程中的不均匀变形及晶格畸变引起的内应力，使晶间结合力得到加强，综合机械性能得以提高。

4 结论

（1）本次试制摸清了B19的冷热轧特性，冷轧总加工率可达90%。

（2）炉子控制性能较轧机控制性能稳定，确定了消除内应力退火工艺，且摸索出一条经济、合理的生产工艺路线。

（3）由于B19在冷轧加工率40%以上无明显加工硬化，因而在轧机能力允许、成品尺寸相等的状况下，可考虑摸索取消冷轧中间退火工艺。

（4）B19热轧后铣面粘刀问题有待进一步解决。

［1］重有色金属材料加工手册编写组.重有色金属加工手册第一分册[M]. 北京:冶金工业出版社, 1979:336-337.

［2］重有色金属材料加工手册编写组.重有色金属加工手册第三分册[M]. 北京:冶金工业出版社, 1979:91, 96-99.

［3］北方交大材料系编写组. 金属材料学[M]. 北京:中央广播电视大学出版社, 1984:287.

［4］田荣璋, 王祝堂. 铜合金及其加工手册[M]. 长沙:中南大学出版社, 2002:612-613, 621.

［5］向觉安. 铜及铜合金板带材生产热处理炉及工艺评价[J]. 铜加工, 1993(2):105-119.

［6］赵祖德, 姚良均, 郭鸿运, 等. 铜及铜合金材料手册[M]. 北京:科学出版社, 1993:54-59.

The Preliminary Production Process of Cupronickel B19 Sheet

MA De-Jiang
（Copper Products Co. Ltd of Processing Business Division, Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

Through the long-term production practice, the cupronickel B19 sheet products was developed successfullyby belt type method. It has optimized the cupronickel B19 sheet production process, and mastered the hot and cold processing performance. Test results show that，from the point of rolling process, B19 is similar to the plasticity of good copper, but the difference is that the hardening rate is faster in copper, To compare the furnace control performance with rolling mill control performanc, the furnace control performance is stable, and the process is reasonable. Wefound the internal stress relief annealing process.

cupronickel B19 sheet；mill control performance；the furnace control performance；hardening rate；thermal conductivity；internal stress relief annealing

TG33

A

1009-3842（2016）06-0022-07

2015-08-24

马得江（1962-），男，甘肃靖远人，压力加工工程师，主要从事有色金属熔炼及加工研究。E-mail:madejiang1962@163.com