铜线拉伸过程中铜粉产生的原因与对策.ppt

主要内容,1.H62,4.铜粉现象,品志黄铜线概述,,3.退火,2 .加工硬化,,,,1、H62组织,H62含铜量为60.5%~63.5%，余量为锌含量由于它具有α+β′ 双相组织，其中α相是Zn溶于铜中的固溶体，面心立方晶格，塑性好高温β有较好的塑性，故适合热加工低温β′相是以电子化合物CuZn为基的有序固溶体，具有体心立方晶格，性能脆而硬铜锌合金的原始组织结构,2、铜锌二元合金相图,根据Cu-Zn 平衡状态图，H62 黄铜室温下应该是α单相组织，或是α相和少量由β 相转变而成的β′相的双相组织 但由于实际冷却条件下难以进行平衡结晶和转变，使β′相的量多于平衡态，并且β′相分布于α相之间，构成网状，严重降低H62 黄铜室温时的力学性能 H62 黄铜中间退火的目的是为了消除材料中的加工硬化，使材料的强度、硬度降低，易于后续加工，材料中硬脆的β相(β′相)的存在，使材料的加工率受到限制经退火处理后，材料中β相(β′相)越少越好试验证明，材料的化学成分、退火处理均影响材料中β相(β′相)的多少，从而影响材料性能二、加工硬化,,1、定义：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。

2、产生原因：变形过程中位错间的交交互作用被认为导致加工硬化产生的原因伴随着材料塑性变形的进行，材料内部位错密度将不断增加，引致在位错运动时的相互交割加剧，从而出现产生固定割阶、位错缠结等障碍，加大了位错运动过程中的阻力，引起变形抗力的增加3、由于加工硬化的原因，冷拔后的线材再作进一步的冷变形时将成为困难因此，冷拔的过程中，一道与一道之间须进行再结晶退火，恢复其塑性，以便于冷加工三、退火,,退火热处理是将金属或合金缓慢加热到一定温度，并保温一定时间，然后用适当速度冷却的热处理工艺退火过程可分为三个阶段，回复、再结晶、晶粒长大根据加热时冷变形金属所发生过程的本质，这类退火可分为回复退火、消除内应力退火、再 结晶退火等；而根据退火软化程度，则可分为完全退火和不完全退火根据退火温度高低，则可分为低温退火、中温退火和高温退火1、回复退火,（1)本质：低温退火过程，包括点缺陷运动、位错运动与重新组织分布2)力学性能的变化,层错能低，如Cu、Ni、Ag、γ-Fe等及其合金 点缺陷运动，而位错不变，物理、化学性能变化明显，而力学性能基本不下降，加工硬化几乎完全保留，甚至有的合金还有所升高（低温退火硬化）；,回复：冷变形金属在低温加热时，其光学显微组织无可见变化，但其物理、力学性能部分恢复到冷变形以前的过程。

3)低温退火硬化现象：Cu,Ni合金中易出现某些合金及金属回退（低温退火），强度，硬度，尤其是屈服极限，弹性极限不仅不下降反而有所升高退火硬化特点： （1）硬化值与合金成份有关 成份高，Δσ 高； （2）硬化值与冷变形程度有关 冷变形程度高， Δσ 高；,2、再结晶退火,再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度后，无畸变的新晶粒取代变形晶粒 的过程经过再结晶，性能可恢复到变形以前的完全软化状态再结晶过程示意图,再结晶过程包括： （a）形成一些晶核（由大角度晶界包围，且具有高度结构完整性，储能低的区域）； （b）晶核逐渐吞食周围变形基体的方式长大； （c）直到整个基体有新生晶粒点满为止,再结晶退火的应用 恢复变形能力、改善显微组织、消除各向异性、提高组织稳定性,三、铜粉产生的原因及对策,1、铜线氧化,纯净的金属暴露在空气中时，表面很快与空气中的氧反应，形成一层只有几十个分子厚度的氧化膜，形成十分迅速氧化膜的形成主要存在如下过程，即氧元素析入金属中，氧化膜的生成与长大因为氧化膜附着在金属的能力不好，当发生相互接触及相互运动时，很可能使氧化膜因接触及运动发生破裂而脱落，但是新的氧化膜又迅速形成。

继续进行摩擦，氧化膜再脱落，从而造成氧化磨损改善措施：铜线包装要严实，防止在运输或生产工序间调拨、仓储等过程中长时间裸露在空气中，加重其表层氧化2、酸洗的影响,进入无酸清洗工序前，表面已经形成有一层氧化皮其快速通过无酸清洗管，与无酸清洗液发生还原反应，使表层氧化皮还原成光亮的铜因此，生产工艺条件不同，将产生不同的还原、清洗效果，可用以表示这一过程 还原反应不完全，将导致表层的氧化皮被还原，但是次表层仍存在部分氧化物 在铜杆拉伸过程中，又硬又脆的氧化物破碎压入铜基体，并在后续的继续拉伸过程中氧化物再次与基体分离，并最终以铜粉的形式剥离、掉落措施：发生还原反应必须满足2个基本条件：充分接触和高温,3、铜线线表面擦伤,铜杆线表面被擦伤，将导致光滑表面出现毛刺、凹坑等缺陷在拉伸模具变形区，毛刺将被重新压入铜基体，而凹坑将被金属填平然而，擦伤处的界面虽然被修复、覆盖，但是其与新金属形成的界面结合力并不强，其结合强度大大小于晶粒界面结合强度因此，在后续的拉伸过程中将出现剥离，形成铜粉措施：避免铜线的表面损伤 1）拉伸阶段：在拉伸过程中，要避免铜线在滑轮上高速滑动时造成表面擦伤 2）运输阶段：运输、叉运过程中防止磕碰，避免线表损伤。

其次，保证各滑轮表面光滑、无凹痕4、拉伸过程中角度不良,拉伸角度不良是指铜线拉伸时，进线的中心线与出口的中心线不在一条中心线上，产生偏移的现象铜线进入拉伸模具压缩变形区，铜线的变形区的尺寸将不一致在三向应力作用下，圆周范围内金属流动速度不一致， 压缩变形角度也不一致造成某处金属流动不均匀，模具一侧金属堆积，变形严重这将导致铜线表面损伤，甚至剥离出大量的铜粉颗粒措施：保证铜线进出口中心线一致在拉伸过程中，要保证每个模具进线中心线、出线中心线与模具孔中心轴线三线重合，使铜线在圆周方向上金属流动保持一致性，防止偏离中心导致铜线表面刮伤5、拉丝模具的影响,拉丝模具是影响铜线拉伸质量的关键，其对铜杆线铜粉剥离主要影响因素有以下几方面： 1）模具结构不合理铜杆线拉伸过程中，杆线表层金属受到剪切应力，杆线表面与模具间存在摩擦力因此，铜线拉伸过程中，铜杆线与模具间的润滑状况是关键 例如：模具润滑区润滑锥角过大，将导致润滑剂不易储存，润滑效果差模具润滑区润滑锥角过小，拉拔过程中产生的金属屑、粉末不易从模孔中随润滑剂流出，堆积在模孔中易造成制品划伤 2）模具不光洁或破损模具在拉伸过程中，容易在变形区、定径区出现黏铜或者表面磨损、不光滑。

这都将在拉丝过程中容易出现线表面刮伤和铜粉剥离措施：可以通过过滤设备去除金属屑、清除堵塞物和更换润滑剂的措施来分别解决知识回顾Knowledge Review,。