通過對無氧銅管棒材生產(chǎn)中加熱、擠壓工序的控制，盡量減少氧氣的進(jìn)入，降低因加工生產(chǎn)帶來的含氧量不合格的可能性，以提高無氧銅的氧含量的合格率。

隨著用戶對無氧銅需求量的增加，無氧銅產(chǎn)量也在逐年增加，尤其是無氧銅管棒材已成為一項(xiàng)重要產(chǎn)品。管棒技改項(xiàng)目完成后管棒材的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，生產(chǎn)工藝逐步完善，綜合成品率大幅提高。但無氧銅管棒材含氧量不合格是長期困擾無氧銅生產(chǎn)的一個(gè)難題。在擠壓后取樣經(jīng)常出現(xiàn)比例較大的氧含量不合格，甚至整批不合格的情況，這不僅增加成本，延誤交貨期，還影響產(chǎn)品形象，因此探索無氧銅管棒材在擠壓環(huán)節(jié)的工藝、高無氧銅氧含量的合格率非常重要。

1.改進(jìn)前狀況

改進(jìn)前，無氧銅管棒材綜合成品率為 57.5%。無氧銅在擠壓工序的成品率平 均 為 60.36%，*** 高 為 67.85%，*** 低 為45.76%。

數(shù)據(jù)收集及試驗(yàn)

無氧銅中含氧量的檢測方法有兩種 ：一是 YS/T335-94《電真空器件無氧銅含氧量金相檢驗(yàn)法》，檢驗(yàn)結(jié)果分為1 ～ 6級，1、2、3 級判定合格，是半定量檢驗(yàn)方法 ；二是 GB/T5152-1996《高頻脈沖加熱紅外吸收氣體分析方法》，是定量檢測方法。

數(shù)據(jù)收集。對鑄錠進(jìn)行抽樣檢查，發(fā)現(xiàn)全部按 1 級過料的鑄錠有含氧不合格的情況。

（1）對 TU1 棒材（Φ85）共 19 根，成品逐根取樣，取樣部位見圖 1。經(jīng)檢驗(yàn)，氧含量均為 4 ～ 6 級，部分檢測結(jié)果見表 1。隨即對該批未擠制剩余 Φ295 鑄錠取樣檢測。經(jīng)檢測氧含量 3 ～ 6 級不等，取樣部位見圖2，部分檢測結(jié)果見表2。

（2）對編號為 3130 的 Φ410mm 鑄錠( 共 7 個(gè) ) 端面的中心、1/2 半徑處、靠近邊部 3 點(diǎn)取樣檢測，共 21 個(gè)樣品，全部為1 級，生產(chǎn)的制品也全部為 1 級 , 檢測結(jié)果見 表 3。對 編 號 為 3314 的 Φ245mm 鑄 錠和熔次號為 3297 的 Φ360mm 鑄錠進(jìn)行抽

查 ,Φ245 鑄錠全部為 4 級 ( 這批制品也全部為 4 級 )。Φ360 鑄錠有 1 個(gè)樣為 4 級 ,3個(gè)樣為1級，報(bào)告見表3。

（3）對鑄錠澆口和底部進(jìn)行取樣檢測含氧量，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn) 102 爐鑄錠底部與澆口含氧不一致 , 其中有 60 爐底部含氧高于澆口含氧，部分檢測結(jié)果見表4。

（4）從表 1 ～表 4 抽查檢測結(jié)果可知，鑄錠中的含氧存在顯著的不均現(xiàn)象，檢驗(yàn)合格的鑄錠再取樣檢驗(yàn)，也可能出現(xiàn)不合格情況。從表 4 可知，同一個(gè)（爐）鑄錠，取樣位置不同（澆口和底部），也存在含氧不一致的現(xiàn)象，尤其是澆口含氧明顯低于

鑄錠底部的含氧。

2.滲氧、脫皮試驗(yàn)。

（1）滲氧試驗(yàn)。取含氧合格（1 級）的無氧銅擠制品在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滲氧試驗(yàn)。首先在氧化退火爐上進(jìn)行經(jīng) 600℃～ 800℃不同時(shí)間退火，之后對制品端面進(jìn)行研磨、處理，在專用儀器上檢測其滲氧深度。即模擬環(huán)行加熱爐和感應(yīng)加熱爐的加熱工藝進(jìn)行退火試驗(yàn)，然后檢測其滲氧深度，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

（2）脫皮試驗(yàn)。對經(jīng)過退火的制品進(jìn)行表面車皮，車皮量為 0.75mm ～ 1.5mm（模擬脫皮擠壓工藝），然后檢測制品表面的含氧量，結(jié)果見表6。

（3）試驗(yàn)結(jié)果表明，由于加熱時(shí)滲氧，樣品由含氧量 1 級下降為含氧量 4 ～ 5 級，滲氧深度為 0.5mm ～ 1.5mm ；鑄錠加熱時(shí)控制加熱時(shí)間在工藝要求范圍內(nèi)，擠壓時(shí)通過脫皮可以消除滲氧，視加熱爐類型脫皮量控制在 0.75mm ～ 1.5mm 之間。

加熱時(shí)間在 2 小時(shí)以內(nèi)，加熱爐內(nèi)保持微還原氣氛，滲氧深度低于 1.5mm，通過脫皮擠壓，滲氧基本可以消除。

3.工藝改進(jìn)

無氧銅管棒材生產(chǎn)工藝流程為 ：熔鑄——加熱（還原氣氛）——擠壓。結(jié)合試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)情況，采取了進(jìn)錠抽查、加熱工藝調(diào)整等改進(jìn)措施。

1. 經(jīng)與質(zhì)量部門協(xié)商，改變進(jìn)鑄錠含氧取樣方法，由原來的鑄錠澆口取樣改為鑄錠底部取樣，使鑄錠送檢樣品更有代表性，減少不合格鑄錠進(jìn)入下道工序。

2. 對進(jìn)入加工工序的鑄錠進(jìn)行抽檢，按熔次號每個(gè)熔次抽檢 1 根鑄錠的 4 個(gè)點(diǎn)。檢查不合格的鑄錠不安排生產(chǎn)。減少由于鑄錠問題帶來的合格率下降。

3.加熱工序。

（1）對工具、設(shè)備進(jìn)行專檢，確認(rèn)工具準(zhǔn)備到位、設(shè)備完好才允許裝爐生產(chǎn)，保證生產(chǎn)不中斷。

（2）環(huán)型爐加熱在確保自動(dòng)控制前提下減少進(jìn)風(fēng)量，加大煤氣量，保持爐膛為還原性氣氛。

（3）爐膛壓力保持正壓，***好在 5Pa以上。

（4）盡量組織批量生產(chǎn)。無氧銅生產(chǎn)時(shí)按擠壓進(jìn)度裝爐，保證鑄錠加熱 2 小時(shí)內(nèi)能夠擠壓。裝一爐，加熱一爐，減少裝料爐門開啟次數(shù)，使?fàn)t內(nèi)保持微還原氣氛，防止鑄錠加熱滲氧。原則是 ：慢加熱、少裝爐、快擠壓。

4. 擠壓工序。

控 制 擠 壓 時(shí) 脫 皮量，感 應(yīng) 爐 加 熱 的 鑄 錠 擠 壓 脫 皮 量0.75mm ～ 1.5mm，環(huán)形煤氣加熱爐加熱鑄錠擠壓時(shí)脫皮量 1.0mm ～ 1.5mm，使鑄錠在加熱過程中滲入的氧不能流入到制品中，保證制品含氧合格。同時(shí)應(yīng)保證生產(chǎn)期間設(shè)備狀況完好、穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)按規(guī)程要求設(shè)定。

生產(chǎn)效果

1. 無氧銅因含氧不合格，而發(fā)生的退換貨率大幅下降。

2. 擠壓工序成品率大幅提高，達(dá)到75%，比改進(jìn)前提高14.64%。

3. 工藝改進(jìn)后，無氧銅擠壓工序產(chǎn)量和成率有較大的提高 ；平均綜合成品率為62%，比改進(jìn)前提高4.5%。

5.結(jié)論

1. 改變鑄錠含氧取樣部位，并對進(jìn)入加工工序的鑄錠再進(jìn)行抽檢，使鑄錠送檢樣品更有代表性，可以有效地減少含氧不合格的鑄錠進(jìn)入加工工序。

2. 滲 氧 —— 脫 皮 試 驗(yàn) 表 明，由 于鑄 錠 加 熱 時(shí) 滲 氧，樣 品 由 含 氧 量 1 級下 降 為 含 氧 量 4 ～ 5 級，滲 氧 深 度 為0.5mm ～ 1.5mm ；鑄錠加熱時(shí)控制加熱時(shí)間在工藝要求范圍內(nèi)，擠壓時(shí)通過脫皮可以消除滲氧，視加熱爐類型脫皮量控制在0.75mm ～ 1.5mm之間。

感應(yīng)加熱爐滲氧深度為0.5mm，通過脫皮擠壓完全可以消除因加熱造成的氧滲入 ；環(huán)形爐加熱90分鐘氧滲入為1.0mm，通過脫皮擠壓也可以消除因加熱造成的氧滲入 ；環(huán)形爐加熱 150 分鐘氧滲入為1.5mm，通過脫皮擠壓不能完全消除因加熱造成的氧滲入 ；改進(jìn)措施為 ：保證鑄錠加熱2小時(shí)以內(nèi)能夠擠壓 ；裝一爐，加熱一爐，減少裝料爐門開啟次數(shù)，使?fàn)t內(nèi)保持微還原氣氛。只要滲氧深度低于 1.5mm，通過脫皮擠壓，滲氧基本可以消除。

3. 管棒材生產(chǎn)中鑄錠加熱由于煤氣來源和成分改變，需探索更好控制爐膛氣氛的工藝，減少滲氧。

來源：中國知網(wǎng)    作者：趙萬花

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