发布时间：2021-05-10点击：7699
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，，，，，，，，采用井式真空保�；；；；て战泄饬镣嘶鸫娲车墓ひ辗桨福�，，，，，，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，，，，，，，，加保�；；；；て盏姆桨福�，，，，，，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保�；；；；て盏姆椒ǎ�，，，，，，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保�；；；；て胀嘶鸸ひ沾娲车南涫酵嘶鸬姆桨福�，，，，，，***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，，，，，，，，
作为保�；；；；て眨�，，，，，，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，，，，，，，，加保�；；；；て胀嘶鸸ひ蘸螅�，，，，，，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。。。。 。�？？？？？？？ ？严窒笠泊蠓陆担�，，，，，，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
