发布时间：2021-05-10点击：7636
摘要：对紫铜管退火后产生氧化、开裂的原因及改进措施进行分析探讨，， ，，，，，采用井式真空� ；；；；； ；；；て战泄饬镣嘶鸫娲车墓ひ辗桨�，， ，，，，，使紫铜管退火后产生氧化、开裂的现象得到显著改善。 。。。。。。。
关键词：紫铜管 ；；；；； ；；；退火 ；；；；； ；；；氧化 ；；；；； ；；；开裂 ；；；；； ；；；光亮退火中图分类号：TM623 文献标识码：A文章编号：11-5004（2018）07-0262-2
国标牌号T2铜因其具有良好的导电性、导热性及相比无氧铜的经济性，， ，，，，，成为制作机车电缆连接附件铜管接线头的***原材料。 。。。。。。。采购时，， ，，，，，为便于运输、避免转运、存储过程中可能产生的堆压变形现象，， ，，，，，交货时状态定为硬态（Y)。 。。。。。。。为保证其具有良好的加工塑性，， ，，，，，需在压制成型前进行退火，， ，，，，，去除内应力，， ，，，，，消除加工硬化，， ，，，，，获得良好的塑性和晶粒组织，， ，，，，，以确保压制成型时不产生开裂现象。 。。。。。。。本文主要探讨铜管经箱式电阻炉退火后，， ，，，，，出现铜管表面氧化严重、开裂等现象，， ，，，，，分析其产生原因，， ，，，，，并通过改进设备，， ，，，，，采用井式真空炉，， ，，，，，通过预抽真空，， ，，，，，加� ；；；；； ；；；て盏姆桨�，， ，，，，，经试验对比后，， ，，，，，使氧化严重、以及开裂等现象得到显著改善。 。。。。。。。
1.退火氧化、开裂原因分析
T2铜主要化学成份见表1，， ，，，，，力学性能指标见表2。 。。。。。。。
在没有改进退火设备之前，， ，，，，，采用小型箱式电阻炉进行高温快速加热（温度700℃，， ，，，，，保温15分钟）退火，， ，，，，，冷却方式为水冷，， ，，，，，单炉装炉量根据铜管规格大小不同，， ，，，，，每炉大约在500件~1000件之间，， ，，，，，装炉方式为混装堆放。 。。。。。。。按照此工艺，， ，，，，，加工出的产品具有氧化皮严重、晶粒粗大，， ，，，，，压型开裂等缺点。 。。。。。。。
1.1氧化现象原因分析
铜在还原气氛中退火，， ，，，，，易与空气中的氧气发生反应，， ，，，，，产生氧化铜，， ，，，，，其化学反应式为：2Cu+O2==2CuO，， ，，，，，即通常所说的氧化现象。 。。。。。。。箱式电阻炉加热时，， ，，，，，因为不是在真空状态下，， ，，，，，炉内介质主要为空气，， ，，，，，经高温加热后，， ，，，，，紫铜管易与空气中的氧、二氧化碳、水蒸汽等发生反应形成氧化膜。 。。。。。。。由于装炉前，， ，，，，，铜管表面被油污染，， ，，，，，连续退火后，， ，，，，，炉内所积累的油烟杂质、灰尘、炭黑等物质无法循环排出，， ，，，，，造成氧化现象越来越严重。 。。。。。。。另外出炉温度过高（我公司箱式电阻炉退火出炉温度约为700℃），， ，，，，，铜与空气接触后迅速产生氧化，， ，，，，，也是造成铜管表面氧化的主要原因。 。。。。。。。
1.2开裂现象原因分析
造成开裂的主要原因是由于退火温度过高，， ，，，，，获得粗大的晶粒组织，， ，，，，，溶解于金属中的氢气与残留与晶界上的氧化亚铜共晶起还原作用，， ，，，，，如下式：Cu2O+H2=2Cu+H2O↑，， ，，，，，产生的水汽向外逸散，， ，，，，，超过晶界强度，， ，，，，，***终产生裂纹，， ，，，，，即“氢脆”现象。 。。。。。。。另外由于装炉方式为自由混放，， ，，，，，装炉量以追求***大生产效率为前题，， ，，，，，铜管在炉内受热不均匀，， ，，，，，造成退火不完全，， ，，，，，晶粒间留有残余应力，， ，，，，，也是导致压型开裂的原因之一。 。。。。。。。
2.改善措施
氧化现象使电气连接存在隐患，， ，，，，，降低导电率，， ，，，，，造成电气连接故障，， ，，，，，严重时影响机车正常运行 ；；；；； ；；；企业需增加酸洗工序去除氧化层，， ，，，，，增加企业成本及延迟交货周期。 。。。。。。。� ？？？？？？ ？严窒蟛隙嗟谋ǚ�
率，， ，，，，，使企业承担更多的经济损失。 。。。。。。。为了彻底改善氧化严重及开裂现象，， ，，，，，需对退火工艺进行完善。 。。。。。。。
起初，， ，，，，，我们采用箱式电阻炉里铺设木炭粉，， ，，，，，经燃烧获得二氧化碳� ；；；；； ；；；て盏姆椒�，， ，，，，，虽然效果显著，， ，，，，，但因操作不方便，， ，，，，，污染严重，， ，，，，，而不能批量使用。 。。。。。。。此后，， ，，，，，主要采取用井式炉预抽真空加� ；；；；； ；；；て胀嘶鸸ひ沾娲车南涫酵嘶鸬姆桨�，， ，，，，，***终消除了困扰企业多年的退火氧化及开裂现象。 。。。。。。。
井式真空退火炉主要结构由炉膛、炉胆、温控柜、真空泵几个部分组成，， ，，，，，其主要工作原理为先对炉胆进行预抽真空至-0.1Mpa，， ，，，，，然后通过炉胆盖进气口充入0.02Mpa~0.04Mpa氮气，， ，，，，，
作为� ；；；；； ；；；て�，， ，，，，，从而实现光亮退火。 。。。。。。。其中重要部件圆形炉胆材质为310S耐高温不锈钢，， ，，，，，胆壁厚10mm，， ，，，，，其上法兰有硅橡胶密封圈。 。。。。。。。胆口法兰30mm厚，， ，，，，，材质为310S耐高温不锈钢，， ，，，，，罐底为椭圆封头。 。。。。。。。加热元件材质为Cr20Ni80镍铬电阻带，， ，，，，，分上、中、下三区环形分布于炉膛内，， ，，，，，使热辐射均匀作用到炉胆。 。。。。。。。同时炉膛采用全纤维节能炉衬，， ，，，，，与砌筑耐火砖相比，， ，，，，，节电20%以上，， ，，，，，达到节能降耗的目的同时，， ，，，，，减轻炉膛重量、蓄热量小，， ，，，，，升温快。 。。。。。。。闭式冷却塔为炉胆盖密封圈提供循环水冷却，， ，，，，，延长密封圈使用寿命，， ，，，，，保证真空度及密封效果。 。。。。。。。炉胆盖设排气阀，， ，，，，，用于加热过程中的压力调节，， ，，，，，保证炉内气压稳定于0.1Mpa以下。 。。。。。。。
为保证铜管在炉内受热均匀，， ，，，，，考虑到装炉、出炉方便性，， ，，，，，采用退火工装盘，， ，，，，，将铜管逐一放置，， ，，，，，互相不会发生碰撞，， ，，，，，同时保证受热均匀。 。。。。。。。多层装炉，， ，，，，，***大限度保证单炉工作效率，， ，，，，，出炉时只需吊装立柱，， ，，，，，便可将整炉工件吊出，， ，，，，，同时为保证生产的连续性，， ，，，，，出炉时可吊装下一炉工件入炉，， ，，，，，充分利用炉内余热，， ，，，，，缩短加热时间，， ，，，，，实现多班次连续作业。 。。。。。。。
3.井式真空退火工艺方法
3.1工艺步骤
（1）装炉。 。。。。。。。将工件装入退火工装架，， ，，，，，吊入炉胆，， ，，，，，并盖好炉胆盖，， ，，，，，拧紧螺丝。 。。。。。。。再将炉胆吊入炉膛。 。。。。。。。
（2）抽真空。 。。。。。。。将真空泵与进气口连接，， ，，，，，预抽真空当炉胆内压力接近-0.1Mpa即可停止抽气，， ，，，，，并记录抽真空所用的时间，， ，，，，，抽真空时间不超过6分钟，， ，，，，，若超出需检查设备。 。。。。。。。保压5分钟，， ，，，，，观察压力表不得有变化，， ，，，，，否则需检漏。 。。。。。。。
（3）充氮气。 。。。。。。。接通进气口充入氮气，， ，，，，，当压力表指示在0.02Mpa~0.04Mpa之间即可停止充气。 。。。。。。。观察压力表不得有变化，， ，，，，，否则需检漏。 。。。。。。。
（4）加热并保温。 。。。。。。。设定加热温度450度~500度，， ，，，，，保温时间120分钟。 。。。。。。。加热期间需注意观察压力表，， ，，，，，注意控制压力，， ，，，，，确保炉胆内压力控制在0.1Mpa以下且不低于0.05Mpa，， ，，，，，以免发生因炉胆内气压随炉温升高而引起的过度膨胀而导致的炸炉，， ，，，，，或气压过低导致空气倒流入炉胆使退火件氧化。 。。。。。。。随炉冷却至≤50℃方可开炉盖，， ，，，，，取出工件。 。。。。。。。
4.效果验证
采用井式炉预抽真空，， ，，，，，加� ；；；；； ；；；て胀嘶鸸ひ蘸�，， ，，，，，氧化现象得到彻底改善（如图1、图2），， ，，，，，为企业省去一道酸洗工序。 。。。。。。。� ？？？？？？ ？严窒笠泊蠓陆�，， ，，，，，由原来15%的开裂报废率下降到2%。 。。。。。。。
5.结语
开裂现象直接导致产品报废，， ，，，，，每年由于开裂造成的产品报废率约占产品总量的5%~20% ；；；；； ；；；氧化现象影响紫铜管的表面质量，， ，，，，，影响接线头的导电性能。 。。。。。。。通过以上改进措施，， ，，，，，开裂现象下降到2%、氧化现象得到彻底改善，， ，，，，，产品质量得到大幅度提升。 。。。。。。。
来源：中国知网 作者：胡敏
