铜合金板带材加工与品质

铜及铜合金加工手册
铜及铜合金加工手册主要介绍了铜及铜合金的加工工艺和技术。

铜是一种古老的金属，其发展历史悠久，早在4800年前，中国就已经能够生产铸造铜刀。

铜及铜合金具有许多优良的特性，如导电性、导热性、耐腐蚀性等，被广泛应用于各个领域。

在铜及铜合金加工手册中，你可以找到各种铜及铜合金的化学成分、性能特点与用途。

此外，手册还详细介绍了铜及铜合金的熔炼与铸造技术，以及铜及铜合金板、带、条、箔、管、棒、型、线材的加工工艺制度、操作技术、制品质量控制及常用设备等。

对于铜合金制品的质量标准及检验方法，手册也进行了简明实用的介绍。

总的来说，铜及铜合金加工手册是一本全面介绍铜及铜合金加工技术和工艺的书籍，对于从事铜及铜合金加工的技术人员来说，是一本非常有价值的参考资料。

铜及铜合金高精度板带材生产技术和发展摘要：铜及铜合金板带材是重要的铜加工产品，随着电子信息产业的高速发展，铜及铜合金板带材消费量呈逐年上升的趋势，是目前所有加工材中，最具活力的高技术、高附加值产品。

本文就铜及铜合金板带材生产的工艺技术作简要介绍。

关键词：铜及铜合金、板带材、高精度、生产工艺1前言铜及铜合金板带材是重要的铜加工产品，占世界铜加工总量的35%。

近十年来，世界经济蓬勃发展，特别是以中国为代表的新兴发展中国家，国民经济高速发展，带动了铜及铜合金板带材需求量。

铜及铜合金带材是铜加工材的重要品种，广泛应用于电子、电气、轻工、仪器仪表等各个领域，特别是随着电子信息产业的高速发展，铜及铜合金板带材消费量呈逐年上升的趋势，是目前所有加工材中，最具活力的高技术、高附加值产品。

产品主要用于制造电连接器用接插件、集成电路引线框架、汽车水箱散热管片、汽车端子、同轴电缆、干式变压器和电子开关领域，形成了以纯铜、黄铜、引线框架用高铜合金、锡磷青铜、锌白铜为代表的高精板带材合金系列。

2铜及铜合金高精度板带材生产2.1高精度板带材的特点所谓高精度合金是指具有均匀物理性能的合金，其化学成分准确、合金不含夹杂、组织状态均匀和高的制作精度。

其具有高质量、高精度和大卷重的特性。

随着生产技术的不断创新，设备不断更新，精密铜板带的生产技术达到很高的水平，为了提高生产效率和成材率，提高性能、公差的一致性，单位宽度重量已超过15kg/mm,卷重可达到20吨以上，轧制速度达1200m/min,厚度精度可控制在±0.003mm以内，表面质量和板形都达到很高的水平。

2.2生产工艺特点高精度、大卷重、高质量铜及铜合金板带材的生产工艺主要有两种方法：一为热轧开坯生产工艺，二为水平连铸供坯冷轧生产工艺。

前者采用大容量熔铸机组铸成大规格铸锭，经热轧开坯、双面铣削后再经冷轧、退火、精整等工序出成品；后者采用水平连铸直接从保温炉中引出厚度为15~18mm带坯，经在线或离线双面铣削后成卷，再经冷轧、退火、精整等工序出成品。

新型高强高弹铜合金设计及带材加工关键技术与应用1.新型高强高弹铜合金具有优良的机械性能。

The new high-strength and high-elastic copper alloy has excellent mechanical properties.2.此铜合金在航空航天和国防领域有着广泛的应用前景。

This copper alloy has broad application prospects in the aerospace and defense fields.3.高强高弹铜合金的设计需要考虑材料的组织结构和化学成分。

The design of high-strength and high-elastic copper alloys needs to consider the material's microstructure and chemical composition.4.有效的热处理工艺是保证铜合金高强高弹性能的关键。

Effective heat treatment processes are crucial to ensure the high-strength and high-elasticity performance of copper alloys.5.高精度的带材加工技术可以生产出符合要求的铜合金带材产品。

High-precision strip processing technology can produce copper alloy strip products that meet the requirements.6.对于高强高弹铜合金的加工，精益制造理念可以提高生产效率。

For the processing of high-strength and high-elastic copper alloys, lean manufacturing principles can improve production efficiency.7.通过控制轧制参数优化带材的性能和表面质量。

铜及铜合金板带材的生产工艺铜及铜合金板带材是重有色金属中应用最广的一类，其生产方法，根据合金的具体特性、产品规格范围、产品性能要求与技术设备条件的不同而不同。

目前根据国内外实际的生产情况，生产方法大致有以下几种；(1)半连续铸锭加热-热轧-冷轧法。

此法是最成熟的传统生产方法，应用最广。

它适宜于大规模生产，且不受合金牌号限制，除生产带材和成卷轧制横切薄板之外，还适宜于生产不同厚度与宽度的中厚板材。

(2)水平连续铸造卷坯-成卷冷轧法。

此法也属于现代化铜板带材生产方法，但在生产规模、合金牌号、产品宽度上都有一定的局限性，在产品厚度上仅适宜于生产带材与宽度不大的薄板材。

(3)块状铸坯-冷轧与挤压坯料-冷轧法。

此种方法已在工业发达国家有所见，但由于其适用品种有限，因此使用还不广。

前两种进行比较，主要差异在于后一种方法省去了铸锭加热与热轧工序，因而生产周期短、生产效率高以及节约能耗等优点，但该方法由于生产规模、合金品种以及产品规格上的限制，其适用性远不如第一种方法。

半连续铸锭加热-热轧-冷轧工艺被广泛应用在铜及铜合金板带材生产，其最先进的生产过程是：大容量电炉熔炼和立式半连续铸造方法铸锭，在轧机允许的情况下，采用单重几吨到几十吨的锭坯进行热轧开坯，热轧后进行坯料vstrongclass二"keylink"＞机械双面铣削，铣去铸造与热轧工序带来的表面缺陷，铣面后的卷坯采用大卷重强化冷轧，中间退火与成品退火是在无氧条件下成卷进行的，并开卷清洗，在气体浮动条件下连续进行无氧化退火，并采用连续式精整剪切机列获得最终成品。

现对其中一些主要工序的工艺条件及要求作简要叙述。

1•铸锭及其加热铜及铜合金铸锭的质量对其加工工艺性能与制品最终质量影响很大，因此对锭坯的质量要求严格t除尺寸与形状应满足要求外，铸锭的化学成分、表面与内部质量也应符合相应技术标准，且不能有冷隔、裂纹、气孔及偏析瘤等缺陷。

此外，要控制杂质成分，防止出现铋脆等问题。

试论铜合金带材的生产工艺摘要：铜合金带材具有短小轻薄、高强度高导电导热性、耐腐蚀性和抗氧化性等一系列综合性能，它的这些特点让它成为集成电路中重要的引线框架材料，目前，铜合金引线框架材料已经占了总量的80%左右。

文章围绕铜合金带材的生产工艺展开，着重分析其中的铸造工序、轧制工序和脱脂清洗工序。

关键词：铜合金带材；生产工艺；发展集成电路中的铜合金主要采用复杂合金化的原则，通过向铜中加入少量多元的合金元素，在小幅度降低导电率的前提下，提高合金的强度和综合性能。

随着经济的快速发展，集成电路的应用广泛，铜合金制作工艺也受到了广泛推广，新的消费领域对铜合金带材的质量提出了越来越高的要求。

1 铜合金带材的铸造工序铜合金带材的制造的第一步就是采用连续挤压的方法将铜和铜合金材料挤压成铜和铜合金坯，即连铸，连铸质量的好坏直接影响了整个制备过程。

在整个熔炼过程中，要严格控制熔炼温度、浇铸温度、烧铸温度，以较少缩孔，夹渣等缺陷。

2 铜合金带材的轧制工序采用轧制的方法将连铸出来的铜合金坯轧制成规定规格的铜合金带材，经过连铸工序挤压成的坯料大都是矩形坯或者不封闭的曲线形坯。

采用这种方法可以制造出超长的铜和铜合金带材，且带材的品质高。

轧制的方法有：2.1 半连续铸锭加热、热轧、冷轧法这种方法是传统工艺中应用最广也是最成熟的一种方法，它不受合金牌号的控制，可以大规模生产，除了生产带材外，还可以生产中厚度的板材。

为了保证轧制的质量和效率，一般在热轧前要对锭坯表面进行局部修刮，对坯料加热的温度要比开轧时高30-40度，但过高的温度会造成表面金属氧化，所以为了保证坯料表面的质量，坯料加热的温度不宜过高，而且氧化损失过大的时候会造成表面脱锌，极有可能发生断裂现象。

加热时的温度要稳定而均匀，在加热过程中动作要迅速，在进入脆性温度区前结束轧制，这个比较难把握，所以在轧制的过程中极易出现断裂破碎的情况，成品率较低。

2.2 水平连续铸造卷坯，成卷冷轧法这个方法属于现代铜合金板材的生产方法，相对于上一种，它在生产规模、牌号控制等方面都有一定的要求，在产品厚度上适宜生产带材和薄板材。

铜及铜合金板带材表面清洗技术及装备现代高精铜及铜合金带材必须具备光亮、平整、无污染、耐大气腐蚀的优良表面质量，以满足后续电镀、焊接、冲压等二次加工对铜带表面日益严格的技术要求。

铜及铜合金板带材表面质量控制涉及整个生产工艺流程中的各个生产环节，其中带材中间及成品清洗是提高带材表面质量最重要的生产工序。

现代高精铜及铜合金板带材生产线中，带材的清洗是在高度现代化、自动化、连续化的清洗机列上完成的，涉及脱脂、酸洗、研磨、钝化、烘干等多个环节，正确运用相关的清洗技术、选择工艺结构合理的装备是提高带材表面质量的关键，对推动我国以高性能、高精度、高表面质量为代表的高精铜及铜合金板带材发展具有重要的意义。

一、铜及铜合金带材表面清洗技术1.1 脱脂表面脱脂是改善表面质量、提高抗蚀能力的重要工序，在板带材生产中常用作退火前带材的清洗和硬态加工材成品表面清洗，既可单独与烘干装置组成脱脂清洗线，又可与酸洗、研磨、钝化、烘干组合成脱脂-酸洗表面处理线，提高酸洗、研磨等表面处理效果。

脱脂的目的是去除铜带表面残留的轧制工艺润滑液及各种油污，目前常用润滑油如表1所示，实验表明由于不同油品碳氢链长短类型差异很大，导致残留物数量、挥发温度范围各不相同，同时由于添加剂类型、数量各不相同，退火残留物形态、颜色也不相同，不同退火温度下残留物形态及数量见表2。

在铜及铜合金表面清洗中，脱脂工序是不可缺少的关键工艺环节，特别是纯铜、高铜类合金，带卷间如果残留润滑液，如果脱脂效果不好，即使采用带低温抽吸的真空高氢光亮退火也很难彻底消除润滑剂分解对带材表面的污染及退火膜，在金属表面形成云状的污迹不仅降低表面质量，也会加剧表面腐蚀影响二次加工性能；另外酸洗无法清除带材表面附着的残油及各种污物，没有脱脂清洗会严重影响带材的酸洗质量，因此脱脂效果的好坏决定了铜带退火、酸洗质量的高低。

目前铜及铜合金脱脂清洗方法及比较如表3所示。

目前板带材成熟的脱脂方法是采用碱液脱脂，对于有机润滑剂，碱液具有良好的皂化作用，可以与饱和脂肪酸形成脂肪酸钠（肥皂）和甘油，同时饱和脂肪酸钠又是良好的清洗表面活性剂，具有良好的去除有机润滑剂的作用。

铜及铜合金线材生产概况
铜及铜合金线材是金属工业领域的重要产品，铜及铜合金线材的广泛
应用于能源、通讯、电子、航空航天、工业制造、国防等行业，有着重要
的战略地位。

铜及铜合金线材的生产已经具有了一定的规模化、标准化和
节能减排等特点。

现代环保铜及铜合金线材生产技术是一套成熟的生产系统，综合运用
各项先进工艺，采用先进的加工设备和粉末冶金技术，能够以较高的效率、节能减污地生产线材，并能较好地保护环境。

1．轧制成型
铜及铜合金线材的生产，首先要对原料进行轧制。

一般采用热轧工艺，将原料坯料轧成各种规格的圆线、扁线、方线，冷轧工艺则可以轧制出较
大厚度的材料。

要获得高质量的铜及铜合金线材，轧制工艺中要求对原料
坯料的轧制力矩进行恰当的调整，以减少出现缺陷，保证产品的质量。

2．拉伸塑形
拉伸塑形是铜及铜合金线材生产的重要环节之一，根据客户需求，可
采用多种不同的拉伸方式，如塑性拉伸、机械拉伸等，可根据产品的性能
需求进行拉伸处理，以提高产品的强度和延伸率。

3．热处理。

青铜合金板材标准
一、化学成分
青铜合金板材的化学成分应符合以下要求：
1. 铜含量：青铜合金中铜的含量应在60%至90%之间。

2. 锌含量：青铜合金中锌的含量应在3%至10%之间。

3. 其他元素：允许在青铜合金中添加其他元素，但不应超过总质量的5%。

二、力学性能
青铜合金板材的力学性能应符合以下要求：
1. 抗拉强度：不应小于200MPa。

2. 屈服强度：不应小于100MPa。

3. 延伸率：不应小于10%。

4. 硬度：应符合标准硬度要求。

三、尺寸及允许偏差
青铜合金板材的尺寸及允许偏差应符合以下要求：
1. 长度：可根据需求进行定制，最长不得超过6m。

2. 宽度：可根据需求进行定制，最宽不得超过2m。

3. 厚度：应在0.5mm至10mm之间。

4. 尺寸偏差：长宽厚尺寸的偏差应在±0.2mm以内。

四、表面质量
青铜合金板材的表面质量应符合以下要求：
1. 表面平整，无划痕、压痕、气孔、凹凸等缺陷。

2. 表面光洁度应符合标准要求，可使用砂纸、抛光剂等进行处理。

3. 表面氧化层应均匀，不得有明显的色差。

五、试验方法
青铜合金板材的试验方法应符合以下要求：
1. 化学成分分析：应使用光谱分析仪进行化学成分分析。

2. 力学性能测试：应使用拉伸试验机进行抗拉强度、屈服强度和延伸率的测试。

3. 尺寸测量：应使用卡尺或千分尺进行长宽厚的测量。

4. 表面质量检查：应使用目视观察法进行检查。

铜及铜合金材料的制备与性能研究1. 引言铜及铜合金材料是目前工业中使用较为广泛的材料之一，其具有良好的导电性、导热性、可塑性、耐腐蚀性等优良性能。

因此，铜及铜合金材料在机械加工、航空航天、电子信息、化工以及汽车等领域中具有广泛的应用前景。

但是，不同的应用场景对铜及铜合金材料的性能要求不同，因此需要对其制备方法和性能进行深入研究，以满足不同领域的应用需求。

2. 铜及铜合金材料的制备方法铜的制备方法主要有火法和湿法两种。

火法主要是通过熔炼矿石来制备铜，而湿法则是通过浸出和萃取来获得铜。

对于铜合金材料，其制备方法主要包括熔炼法、粉末冶金法、热加工法和电化学法等。

2.1 熔炼法熔炼法是一种经典的金属材料制备方法，其优点是适用范围广、适合生产大批量产品，但熔炼过程中需要较高的温度和能量，操作难度较大。

多数铜合金使用此方法制备，如铜锌合金和铜锡合金。

2.2 粉末冶金法粉末冶金法是将铜及其他金属加工成细小粉末，经过压制、烘烤和烧结而得到均质金属材料的一种制备方法。

这种方法可以制备大量均质铜合金材料，并控制其微观结构和力学性能，但这种方法的制备成本较高。

对于具有高性能要求的铜合金材料，如高强度合金和高导电性合金等，粉末冶金法是制备的一种理想方法。

2.3 热加工法热加工法是利用铜及其他金属的良好的可塑性，通过热加工加工成形的方法来制备铜合金材料。

这种方法不受形状和尺寸的限制，适用于制备各种形状的铜合金材料，但是其制备过程通常需要较长时间，并且容易受到金属晶粒的影响。

2.4 电化学法电化学法是利用电解反应将金属离子还原成金属的一种制备方法。

这种方法具有制备成本低、操作简单、可以制备高纯度铜及铜合金等优点，适用于制备特种铜合金材料和超细粉末等。

3. 铜及铜合金材料的性能研究铜及铜合金材料的性能研究主要包括力学性能、热物理性能、电学性能和耐腐蚀性等方面。

3.1力学性能铜及铜合金材料的力学性能包括强度、延展性、硬度等。

强度是衡量材料抵抗外力破坏的能力，可以通过拉伸、扭转和弯曲等试验获得。

高精度铜板带材生产技术铜是一种重要的工业原料，其质地细密，色泽鲜艳，延展性好，抗腐蚀性强，在家电、电子、医药、军工、建筑和机械制造等行业得到广泛应用。

铜板是铜的一种形式，常见的有铜条、板材、箔材等，可以通过冷轧、热轧等工艺加工成铜带材。

铜板带材是指用铜板加工而成的有规则形状、尺寸精密的铜带产品，其外形尺寸、力学性能等指标高度准确，具有优异的加工性能、热处理性能和线性膨胀系数，好的制造性能和易于加工改性，是电工、管道和机械设备的主要材料。

铜板带材的生产技术有冷轧、热轧和拉伸等,其特点是在原料形状、尺寸和性能等多方面改变之后，利用特殊工序，改变原料的一定形状、尺寸和性能，生产精度高，结构均匀。

冷轧是高精度铜板带材生产技术中常用的一种方法，它可以把厚度为0.3-3.5mm的铜板轧制成铜带，形状经过多次轧制而精密一致，质量十分稳定，具有优异的机械性能和热处理性能，生产出的带材精度高、结构均匀，尺寸精度高达±0.1mm，具有很好的丝网印刷等工艺性能，可以满足各种特殊要求。

热轧是另一种高精度铜板带材生产技术，它利用热力学变形的原理，用较低的温度将铜板轧制成带材，具有比冷轧生产出的带材更加精细、均匀的表面结构，热轧带材可以生产特殊尺寸及几何形状的带材，尺寸精度可达±0.05mm，产品性能优越，可以满足高要求的应用。

最后是拉伸技术。

拉伸是指铜板通过不同的拉伸系数，在拉伸机的作用下延伸成一定的长度，拉伸后的铜板尺寸精度可达±0.03mm，精度高，可以满足复杂的尺寸及几何精度要求，是制造高精度铜板带材的好方法。

以上是高精度铜板带材生产技术的有关介绍，从原料加工到成品生产，技术难度较大，需要技术人员有一定的技术水平，并且要有一定的设备支持，以确保生产出高精度的铜带材。

只有在技术上进行充分的准备，才能生产出满足市场需求的高质量的铜板带材产品。

专利名称：一种低层错能铜合金板带材制备方法专利类型：发明专利
发明人：赵宇宏,顾涛,侯华,武立,施宇聪,张帅鑫,冀宇申请号：CN202011530030.5
申请日：20201222
公开号：CN112575218B
公开日：
20220401
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出一种低层错能铜合金板带材制备方法，属于有色金属薄带材的成型加工领域；所述方法包括步骤：按照一定质量比配制含有Cu、Al、Ni成分的原料、熔炼获得熔体、经热轧制成锻坯试样、多向锻造、再结晶退火、快速变形、退火处理；经过上述方法获得纳米级Ni3Al和NiAl沉淀强化相以及宽度为3‑5nm纳米级孪晶，强化基体；通过上述的一系列措施，最终获得高强度、高硬度的Cu‑Al‑Ni合金带材产品。

申请人：中北大学
地址：030051 山西省太原市尖草坪区学院路3号
国籍：CN
代理机构：太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙)
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高精度锌白铜带材的生产技术摘要：锌白铜带是目前应用技术较广泛的铜合金材料，随着电子、通讯等行业的发展，用于屏蔽的带材需求量越来越多，在质量上要求高精度、高表面、优良的板形和稳定的性能以及抗高温性能。

本文就锌白铜带材的生产技术作简要介绍。

关键词：高精度、锌白铜、带材、生产技术1.前言锌白铜为铜、镍、锌组成的三元合金，其主要牌号有C75200、C77000等，该系列产品具有优良的冷加工性、延展性、耐蚀性、耐疲劳性、屏蔽等性能，其中C7701还可作为高弹性材料。

产品主要用于移动通讯的屏蔽材料、移动基站和路由器接口等，以及在潮湿和腐蚀介质中工作的结构件、弹性元件、精密仪器、通讯工业、液晶体振荡元件外壳等方面。

由于通讯行业的高速发展，用于移动通讯的材料屏蔽性能要求越来越高，原先采用的不锈钢材料已不能满足需求，已逐渐被具有优良屏蔽性能的锌白铜替代。

目前国际上生产锌白铜的国家为日本、德国等少数发达国家，而国内生产的厂家也为数不多，且产量有限，技术水平及生产工艺还很不成熟，产品质量和发达国家相比还存在一定的差距，如表面光泽差、缺陷较多，性能不稳定、抗高温变色性能差，锌白铜在高温锡钎焊的工艺下，表面变色，大大影响锌白铜的开发利用。

2.生产工艺国内外高精度锌白铜带的生产工艺目前普遍采用水平连续铸造，带坯规格为15～16×450mm，卷重5000～6000kg。

带坯经双面铣削后，冷轧开坯、退火、精轧、成品退火、清洗、分剪后出成品。

中间退火采用钟罩式退火炉，薄带的退火工艺采用进口设备气垫式连续退火炉进行退火，大大改善铜带的表面及板形质量，满足产品高性能、高质量要求，成品经拉弯矫直工序后，大大改善带材的板形，消除内部的残余应力。

其工艺流程为：连续铸造→铣面→粗轧→裁边→中间退火→清洗→精轧→退火→清洗→拉矫→分条→包装入库下面就各工序生产技术要求简述如下：2.1熔铸2.1.1工艺设备锌白铜水平连铸熔铜炉组由熔化炉和铸造用保温炉组成，在技术上采用上下炉体分离，采用中性的Al2O3含量较高的不定形耐高温料施工炉衬。