一种换向器用铜银合金带材及其生产工艺.pdf

本发明涉及一种换向器用铜银合金带材，包括铜、银和氧，按质量百分比计，所述铜和银总量≥99.99%，且所述银含量的波动范围小于5ppm，氧含量小于5ppm；所述带材的维氏硬度HV为102-108，抗拉强度为310-330MPa，延伸率为8-15%，厚度公差为±0.005mm，宽度公差为±0.05mm，侧弯小于1mm/m，导电率大于101%IACS。本发明通过合理优化带材的成分，保证了带材的成分稳定，且采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合，生产工艺流程短、高效、节能。

权利要求书
1.  一种换向器用铜银合金带材，其特征在于：包括铜、银和氧，按质量百分比计，所述铜和银总量≥99.99%，且所述银含量的波动范围小于5ppm，氧含量小于5ppm；所述带材的维氏硬度HV为102-108，抗拉强度为310-330MPa，延伸率为8-15%，厚度公差为±0.005mm，宽度公差为±0.05mm，侧弯小于1mm/m，导电率大于101%IACS。

2.  如权利要求1所述换向器用铜银合金带材，其特征在于：所述的银含量为0.03-0.32%。

3.  一种换向器用铜银合金带材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）上引连续铸造：采用阴极铜和银锭为原料，阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加，用牵引机组进行连续铸造，并用冷却循环水进行冷却，在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖，制得上引铜杆；
（2）将步骤（1）中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压，所述连续挤压机转速为3.2-3.5r/min，挤压的铜带坯尺寸为20×350mm；
（3）冷轧：采用冷轧机组对步骤（2）所得的铜带坯料进行轧制，道次加工率为35～45%；
（4）退火：采用光亮退火设备对步骤（3）所得的铜带进行中间退火，到退火温度为375℃～385℃，退火时间为6～10h；
（5）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（4）所得的铜带坯料进行中轧，加工率为30～33%；
（6）退火：采用光亮退火设备对步骤（5）所得的铜带进行成品退火，到退火温度为365℃～370℃，退火时间为7～9h；
（7）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（6）所得的铜带坯料进行精轧，加工率为25～29%；
（8）分切：采用高精度分切机组对步骤（7）所得的带材进行分切；分切侧弯小于1mm/m；
（9）包装入库：将步骤（8）分切后的带材进行包装入库。

4.  如权利要求3所述的换向器用铜银合金带材的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的阴极铜采用高纯阴极铜，所述银锭为银含量大于99.99%的银锭。

5.  如权利要求3所述的换向器用铜银合金带材的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的牵引机组的引杆速度为300～500mm/min，冷却循环出水温度35℃～50℃。

6.  如权利要求3所述的换向器用铜银合金带材的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的木炭的粒度为30mm～50mm，覆盖厚度100mm～150mm；所述的石墨磷片的覆盖厚度30mm～40mm。

7.  如权利要求3所述的换向器用铜银合金带材的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的上引铜杆的维氏硬度HB56-63，抗拉强度180-190MPa，延伸率36-39%，节距50mm，上引铜杆直径为Ф30.2mm，直径公差±0.1mm。

说明书一种换向器用铜银合金带材及其生产工艺
技术领域
本发明涉及换向器的材料，具体是涉及一种换向器用铜银合金带材及其生产工艺。
背景技术
换向器是电机的重要部件之一，在电机运行中，换向器不仅要导电，而且要受到摩擦、发热以及离心等综合作用。因此，换向器的材料应具有良好的导电性、耐热性、耐磨性和较高的强度等性能。随着微特电机制造技术的发展，电机的转速越来越快，体积愈来愈小，换向器不断地与电刷产生高速摩擦，使得电机的电磁负荷增加，温升提高，传统的紫铜(T1) 和无氧铜(TU1) 材料已无法满足制造换向器材料的要求。
而铜银合金是在铜基体中添加微量的银元素，能够在不明显减低电导率的前提下，提高合金的力学性能和抗软化温度，满足当代换向器材料的发展要求。然而铜银合金性能很大程度取决于合金中含氧量的高低，含氧量越高，电导率、韧性越差。为了进一步提高合金的性能，需要严格控制铜银合金的工业化生产中含氧量。因此，开发出一种适用于换向器用铜银合金及其制备方法已迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种换向器用铜银合金带材及其生产工艺，通过合理优化带材的成分，保证了带材的成分稳定，且采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合，生产工艺流程短、高效、节能。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种换向器用铜银合金带材，包括铜、银和氧，按质量百分比计，所述铜和银总量≥99.99%，且所述银含量的波动范围小于5ppm，氧含量小于5ppm；所述带材的维氏硬度HV为102-108，抗拉强度为310-330MPa，延伸率为8-15%，厚度公差为±0.005mm，宽度公差为±0.05mm，侧弯小于1mm/m，导电率大于101%IACS。
所述的银含量为0.03-0.32%。
一种换向器用铜银合金带材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）上引连续铸造：采用阴极铜和银锭为原料，阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加，用牵引机组进行连续铸造，并用冷却循环水进行冷却，在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖，制得上引铜杆；
（2）将步骤（1）中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压，所述连续挤压机转速为3.2-3.5r/min，挤压的铜带坯尺寸为20×350mm；
（3）冷轧：采用冷轧机组对步骤（2）所得的铜带坯料进行轧制，道次加工率为35～45%；
（4）退火：采用光亮退火设备对步骤（3）所得的铜带进行中间退火，到退火温度为375℃～385℃，退火时间为6～10h；
（5）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（4）所得的铜带坯料进行中轧，加工率为30～33%；
（6）退火：采用光亮退火设备对步骤（5）所得的铜带进行成品退火，到退火温度为365℃～370℃，退火时间为7～9h；
（7）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（6）所得的铜带坯料进行精轧，加工率为25～29%；
（8）分切：采用高精度分切机组对步骤（7）所得的带材进行分切；分切侧弯小于1mm/m；
（9）包装入库：将步骤（8）分切后的带材进行包装入库。
所述步骤（1）中的阴极铜采用高纯阴极铜，所述银锭为银含量大于99.99%的银锭。
所述步骤（1）中的牵引机组的引杆速度为300～500mm/min，冷却循环出水温度35℃～50℃。
所述步骤（1）中的木炭的粒度为30mm～50mm，覆盖厚度100mm～150mm；所述的石墨磷片的覆盖厚度30mm～40mm。
所述步骤（1）中的上引铜杆的维氏硬度HB56-63，抗拉强度180-190MPa，延伸率36-39%，节距50mm，上引铜杆直径为Ф30.2mm，直径公差±0.1mm。
本发明具有以下有益效果：
1、通过使用本发明提供的银铜板带材料合理优化了带材的成分，铜和银总量≥99.99%，其中银含量为0.03-0.32%，银含量的波动范围小于5ppm；氧含量小于5ppm，保证了带材的成分稳定。
2、本发明的带材性能优异，维氏硬度HV102-108，抗拉强度310-330MPa，延伸率8-15%，厚度公差±0.005mm，宽度公差±0.05mm，侧弯小于1mm/m；导电率大于101%IACS。
3、本发明换向器用铜银合金带材的生产工艺，采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合，生产工艺流程短、高效、节能。与传统生产工艺相比节省了铸锭加工、铣面、剪边等工序。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例1的换向器用铜银合金带材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）上引连续铸造：采用阴极铜和银锭为原料，阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加，用牵引机组进行连续铸造，并用冷却循环水进行冷却，在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖，制得上引铜杆；阴极铜采用高纯阴极铜，银锭为银含量大于99.99%的银锭。
牵引机组的引杆速度为300mm/min，冷却循环出水温度35℃。
木炭的粒度为30mm，覆盖厚度100mm；石墨磷片的覆盖厚度30mm。
该步骤（1）中的上引铜杆的维氏硬度HB56，抗拉强度180MPa，延伸率36%，节距50mm，上引铜杆直径为Ф30.2mm，直径公差±0.1mm。
（2）将步骤（1）中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压，所述连续挤压机转速为3.2r/min，挤压的铜带坯尺寸为20×350mm；
（3）冷轧：采用冷轧机组对步骤（2）所得的铜带坯料进行轧制，道次加工率为35%；
（4）退火：采用光亮退火设备对步骤（3）所得的铜带进行中间退火，到退火温度为375℃，退火时间为6h；
（5）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（4）所得的铜带坯料进行中轧，加工率为30%；
（6）退火：采用光亮退火设备对步骤（5）所得的铜带进行成品退火，到退火温度为365℃，退火时间为7h；
（7）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（6）所得的铜带坯料进行精轧，加工率为25%；
（8）分切：采用高精度分切机组对步骤（7）所得的带材进行分切；分切侧弯小于1mm/m；
（9）包装入库：将步骤（8）分切后的带材进行包装入库。
该实施例1制得的换向器用铜银合金带材，包括铜、银和氧，按质量百分比计，铜和银总量≥99.99%，银含量为0.03%，银含量的波动范围小于5ppm，氧含量小于5ppm。
该带材的维氏硬度HV为102，抗拉强度为310MPa，延伸率为8%，厚度公差为±0.005mm，宽度公差为±0.05mm，侧弯小于1mm/m，导电率大于101%IACS。
实施例2
本实施例2的换向器用铜银合金带材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）上引连续铸造：采用阴极铜和银锭为原料，阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加，用牵引机组进行连续铸造，并用冷却循环水进行冷却，在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖，制得上引铜杆；阴极铜采用高纯阴极铜，银锭为银含量大于99.99%的银锭。
牵引机组的引杆速度为500mm/min，冷却循环出水温度50℃。
木炭的粒度为50mm，覆盖厚度150mm；石墨磷片的覆盖厚度40mm。
该步骤（1）中的上引铜杆的维氏硬度HB63，抗拉强度190MPa，延伸率39%，节距50mm，上引铜杆直径为Ф30.2mm，直径公差±0.1mm。
（2）将步骤（1）中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压，所述连续挤压机转速为3.5r/min，挤压的铜带坯尺寸为20×350mm；
（3）冷轧：采用冷轧机组对步骤（2）所得的铜带坯料进行轧制，道次加工率为45%；
（4）退火：采用光亮退火设备对步骤（3）所得的铜带进行中间退火，到退火温度为385℃，退火时间为10h；
（5）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（4）所得的铜带坯料进行中轧，加工率为33%；
（6）退火：采用光亮退火设备对步骤（5）所得的铜带进行成品退火，到退火温度为370℃，退火时间为9h；
（7）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（6）所得的铜带坯料进行精轧，加工率为29%；
（8）分切：采用高精度分切机组对步骤（7）所得的带材进行分切；分切侧弯小于1mm/m；
（9）包装入库：将步骤（8）分切后的带材进行包装入库。
该实施例2制得的换向器用铜银合金带材，包括铜、银和氧，按质量百分比计，铜和银总量≥99.99%，银含量为0.03%，银含量的波动范围小于5ppm，氧含量小于5ppm。
该带材的维氏硬度HV为108，抗拉强度为330MPa，延伸率为15%，厚度公差为±0.005mm，宽度公差为±0.05mm，侧弯小于1mm/m，导电率大于101%IACS。
实施例3
本实施例3的换向器用铜银合金带材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）上引连续铸造：采用阴极铜和银锭为原料，阴极铜和银锭按0.03%的银含量比例进行配料和添加，用牵引机组进行连续铸造，并用冷却循环水进行冷却，在熔炼装置中采用木炭及石墨磷片覆盖，制得上引铜杆；阴极铜采用高纯阴极铜，银锭为银含量大于99.99%的银锭。
牵引机组的引杆速度为400mm/min，冷却循环出水温度42.5℃。
木炭的粒度为40mm，覆盖厚度125mm；石墨磷片的覆盖厚度35mm。
该步骤（1）中的上引铜杆的维氏硬度HB59.5，抗拉强度185MPa，延伸率37.5%，节距50mm，上引铜杆直径为Ф30.2mm，直径公差±0.1mm。
（2）将步骤（1）中制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压，所述连续挤压机转速为3.4r/min，挤压的铜带坯尺寸为20×350mm；
（3）冷轧：采用冷轧机组对步骤（2）所得的铜带坯料进行轧制，道次加工率为40%；
（4）退火：采用光亮退火设备对步骤（3）所得的铜带进行中间退火，到退火温度为380℃，退火时间为8h；
（5）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（4）所得的铜带坯料进行中轧，加工率为32%；
（6）退火：采用光亮退火设备对步骤（5）所得的铜带进行成品退火，到退火温度为367℃，退火时间为8h；
（7）冷轧：采用可逆液压冷轧机组对步骤（6）所得的铜带坯料进行精轧，加工率为27%；
（8）分切：采用高精度分切机组对步骤（7）所得的带材进行分切；分切侧弯小于1mm/m；
（9）包装入库：将步骤（8）分切后的带材进行包装入库。
该实施例1制得的换向器用铜银合金带材，包括铜、银和氧，按质量百分比计，铜和银总量≥99.99%，银含量为0.03%，银含量的波动范围小于5ppm，氧含量小于5ppm。
该带材的维氏硬度HV为105，抗拉强度为320MPa，延伸率为12%，厚度公差为±0.005mm，宽度公差为±0.05mm，侧弯小于1mm/m，导电率大于101%IACS。
本发明的银铜板带材料合理优化了带材的成分，铜和银总量≥99.99%，其中银含量为0.03%，银含量的波动范围小于5ppm；氧含量小于5ppm，保证了带材的成分稳定。
本发明的带材性能优异，维氏硬度HV102-108，抗拉强度310-330MPa，延伸率8-15%，厚度公差±0.005mm，宽度公差±0.05mm，侧弯小于1mm/m；导电率大于101%IACS。
本发明换向器用铜银合金带材的生产工艺，采用连续挤压技术与上引连铸技术相结合，生产工艺流程短、高效、节能。与传统生产工艺相比节省了铸锭加工、铣面、剪边等工序。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。