h62黄铜带的应用领域研讨及其产品工艺设计

H62黄铜带的应用领域研讨及其产品工艺设计设计总说明由于H62黄铜带具有良好的塑性和较高的强度,可切削加工性能好，易焊接，对一般腐蚀非常安定,因此得到了越来越广泛的应用，成为国民经济中各生产建设领域所必须的材料，H62黄铜带主要应用于建筑、电子、电信设备及家用电器的接插件及配件、服装饰件、车用水箱等行业。本设计结合中铝上海铜业有限公司的相关资料，同时参考了多家现代铜板带材厂的资料，对H62黄铜带的工艺进行了设计，产品规格12600MM，设计内容包括编排产品的工艺流程，进行适当的设备选型，制定熔炼工艺，编制轧制制度（包括压下规程、速度制度、温度制度、张力制度和辊型制度），和有关计算（包括力能参数计算、轧辊强度校核，机架强度校核和电机能力校核等），用CAD软件绘制相关图形（包括轧辊受力分析及其内力图、负荷图、轧制节奏图及车间平面工艺布置图等），用VB软件编制用于计算力能参数的程序等。本设计力图设计出厚度精确、尺寸偏差小、表面光洁、板形好、性能稳定的优质H62黄铜带，所采用的设备都是经参考相关资料对比后选取的最佳设备，以保证产品的质量和生产的顺利进行，从而实现优质、高产、低消耗、环保的目标。关键词H62；黄铜带；应用领域；工艺设计11502THEDISSCUSSOFH62BRASSSTRIPAPPLICATIONANDDESIGNITSPRODUCTSTECHNICSDESIGEGENERALINFORMATIONSINCEH62BRASSSTRIPHASAGOODPLASTICITYANDHIGHSTRENGTH,GOODCUTTINGPROCESS,EASILYWELDED,ANDCORROSIONRESISTANT,ITHASBEENUSEDINAMOREWIDELYTERRITORYANDBECOMETHENECESSARYMATERIALOFTHEPRODUCTIONCONSTRUCTIONINTHEFIELDOFNATIONALECONOMYH62BRASSSTRIPMAINLYUSEDINCONSTRUCTION,ELECTRONICS,TELECOMMUNICATIONSEQUIPMENTANDHOUSEHOLDAPPLIANCES,CONNECTORSANDPARTSCLOTHINGACCESSORIES,AUTOMOTIVETANKSANDOTHERINDUSTRIES22国内外铜板带的需求83设计方案931生产方案的选择9311生产方案选择的依据9312生产方案的确定932主要生产工艺和设备简介10321主要生产工艺和工序10322设备简介284工艺制度制定3941熔炼工艺制定3942加热工艺的制定4143轧制制度制定41431压下规程制定41432速度制度47433温度制度50434张力制度51435辊型制度535力能参数的计算5651力能参数计算程序56511力能参数计算程序界面56512力能参数计算程序编码5852轧制力的计算62521热轧轧制力的计算62522冷轧轧制力的计算6653轧制力矩的计算68531热轧轧制力矩的计算696设备强度及电机能力的校核7261轧辊强度校核计算72612冷轧四辊可逆轧机轧辊强度校核7462电机能力校核76621热轧二辊可逆式轧机主电机校核7663轧机机架强度校核78附图七冷轧四辊可逆式轧机轧辊图109附图八车间平面工艺布置图（一）110附图九车间平面工艺布置图（二）1111绪论11概述111研究目的和意义本课题研究对象H62黄铜带有极为良好的塑性和较高的强度，可切削加工性能好，易焊接，对一般腐蚀非常安定,但易产生腐蚀开裂，它的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等；本课题研究设计H62黄铜带现代化生产线上的生产工艺，并研究其应用领域，采用先进、成熟的生产工艺，采用达到或接近国际水平的装备，以提高产品质量，开发新产品新技术，增加有效供给，不断推出适应市场需要的优质产品和高档次，高水平的产品，提高经济效益。112材料特征H62黄铜表示平均含铜量为62的普通黄铜，H62为含铜量为605635,余量为锌含量特性有良好的力学性能，热态下塑性好，冷态下塑性也可以，切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂。此外价格便宜，是应用广泛的一个普通黄铜品种。H62，在室温下相较相硬得多，因而可用于承受较大载荷的零件。两相黄铜可在600以上进行热加工。两相黄铜显微组织为亮白色的固溶体，是CUZN为基的有序固溶体。CUZN二元相图见图11。物理性能液相点，906固相点，899消除内应力的低温退火温度270300。图11CUZN合金相图113产品性能及用途黄铜带具有很高的强度，塑性好，切削加工性好，易焊接，耐蚀性好，延展性及深冲性能优异，可镀性好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。铜板带材主要用于建筑、电子、电信设备及家用电器的接插件及配件、服装饰件、车用水箱等行业。其中建筑行业用铜板带消费市场主要集中在欧美国家，近年来由于欧美经济不景气拉低了建筑行业用铜板带的消费量。其对新工艺、新设备的研发投入较少，重点放在对新合金品种的开发以及对原有设备的改造。国内铜板带消费领域主要集中在电子、电信设备及家用电器的接插件及配件、服装饰件、车用水箱等行业。其中引线框架铜带、接插件用铜材、电缆带、光伏铜带、变压器带、超薄水箱带是近期铜板带消费的热点。随中国铜板带消费市场所占世界消费市场份额比重逐步加大，其消费习惯对世界铜板带材的生产工艺技术及装备的发展起决定性作用。12国内外铜板带材生产状况121铜板带产业的发展历程与现状世界铜加工业发展已有三百多年的历史。上世纪60年代以前，欧洲和美洲铜板带材加工凭借技术优势居于领先地位，造就了如KME、OUTOKUMPU、MKM、WIELAND、OLIN等多家国际知名的跨国铜加工企业。上世纪7080年代，日本和韩国铜加工业开始崛起，涌现了神户制钢、古河电子、三菱材料、三宝伸铜和丰山等著名铜加工企业，从技术和产能上开始与欧美企业相抗衡。1增加相应的过程检测及控制软件以更加准确的判断并控制坯料的厚差和板形。2强化各生产工序的质量控制并注重各工序之间的有效衔接，建立标准化操作流程以减少人为因素对产品质量及其均一性的影响。3更加注重对坯料表面质量的保护（如表面刷磨、表面衬纸、自动包装等手段的采用）。4对生产过程的建模仿真优化技术在坯料轧制中得到充分采用。5表面检测设备的开发及应用对重要生产工序产品的了解及掌握和下游产业对其生产产品的掌控更加有力。6设备制造业的专业化分工更为明确。7近十年来国内引进了大量世界一流的铜板带生产装备。8在引进国外板带生产装备的同时国内的装备制造业也得到了充分的发展。9由于国内基础工业相对薄弱，目前的装备设计及制造大多以仿造为主，缺少自主开发创新能力。10在步进炉、热轧机、钟罩式退火炉等设备的设计及制造已达到了国际先进水平。11部分配套元件（如电控件、检测件、液压件及轴承）的设计及制造水平较低。124铜板带生产工艺及装备的发展趋势铜加工技术体现在铜及铜合金材料的制备及铜加工产品的各个生产工序和采用的生产设备中。铜加工技术及其发展趋势与生产工艺流程和生产参数的改进以及生产装备的更新换代密切相关。其发展趋势的普遍特征是在追求高性能、高质量的前提下追求高效率、低能耗和自动化。从上述分析中可以看出，目前我国铜板带行业还面临着很多问题，在很大程度上严重制约了行业的整体发展和提升一是产业结构矛盾突出，产品档次低，国内产品与进口产品相比，仍然存在很大的差距，几乎无法进入国际市场，技术含量高的高端产品大量依靠进口；二是生产经营粗放，集约化程度低，产品结构雷同，导致国内低档铜板带市场竞争激烈，企业效益不高；三是技术开发能力薄弱，缺乏具有自主知识产权的核心技术，无法形成核心竞争力。为促进我国铜板带生产的健康发展，国内铜加工企业应立足现有的基础，加速企业的改组、改制，进行战略重组，促进产业结构调整。同时，应以骨干企业为核心，加强铜板带工程技术开发中心的建设，全面提高我国铜板带生产工艺和产品研发能力，努力打造世界先进的铜板带生产基地，从根本上改变我国铜板带的主要生产技术和高精产品依靠进口的局面。13设计项目提出背景H62黄铜带是国民经济中各生产建设领域广泛应用的材料，H62黄铜带主要应用于建筑、电子、电信设备及家用电器的接插件及配件、服装饰件、车用水箱等行业，行业需求甚广。本设计力图设计出优质的性能良好的H62黄铜带，实现优质、高产、低消耗、环保的目标。2市场分析21国内外铜板带消费任何工业的发展都离不开消费市场的支撑，消费市场的变化是产品加工工艺及装备发展的源动力。211铜板带市场供应状况世界金属统计数据显示，2010年世界铜板带材主要生产国家包括中国、德国、日本、美国、意大利等国家。从2010年全球铜板带材产销量来看，北美和亚洲地区消费量均出现增长，欧洲地区出现下滑；亚洲产消量的增长主要是由于中国的拉动。美国缓慢增长是由于政府经济刺激及出口贸易改善；日本因出口和国内消费减少出现经济下滑；欧洲因新的债务危机延缓了经济增长预期。2010年世界铜板带消费区域分布如图21所示。图212010年世界铜板带消费区域分布22国内外铜板带的需求近十年来，国外铜板带材加工企业由于消费量趋于稳定，产能和消费量趋于平衡。国内普通铜板带材的需求量基本稳定，高精度专用铜板带材的需求量增长速度较快，尤其是电力、电信、电子工业、光伏产业和汽车工业的迅速发展，对专用产品如变压器铜带、电缆带、光伏铜带、接插件用铜材、引线用框架铜带、水箱铜带等高精度的紫黄铜板带材需求量增长较快。而国内近年来小型铜加工企业的迅速发展，技术含量低的铜加工材产品相对过剩，高精度、高性能、高技术含量的铜板带材生产能力不足，对合金成份、表面光洁度、尺寸和形状精度、性能要求高的铜板带材主要依靠进口解决。3设计方案31生产方案的选择311生产方案选择的依据生产方案的选择与设备的选择密切相关，二者应同时加以考虑，确定生产方案时主要考虑以下几点1金属与合金的品种、规格、状态及质量要求品种和规格不同，所采用的生产方案就不同，那么设计的车间就有很大差别，例如板带材生产车间和管棒生产车间就有根本的区别。若产品质量要求不同就是同一种合金品种和规格也可以采用不同的生产方案。3热挤压法某些重有色金属采用圆铸锭，通过挤压机生产带材，产品质量好。适合于产量不大、品种少的带材生产。4连铸连轧法板带连铸连轧设备由铸轧机和冷轧机组成。目前我国生产厚度为67MM的铸轧铝板，直接供给冷轧机和铝箔轧机，实现连铸连轧生产线。此法废料损失少，成品率高；生产工序少，周期短，生产效率高。连铸连轧法生产的带材可以作箔材坯料、建筑材料及日用器皿等。带式法具有设备的机械化，自动化程度高，易于实现生产高速化与连续化，劳动强度小；产量高，质最好，金属损失少，成品率高，成本低等优点。本设计中热轧采用的是块式法，冷轧采用的是带式法。32主要生产工艺和设备简介321主要生产工艺和工序1制订生产工艺流程的主要依据所谓的生产工艺流程是指把产品的生产工序按次序排列起来。确定车间生产工艺流程是工艺设计中的一项重要工作，它直接关系到整个设计是否可以满足设计任务书的要求。合理的生产工艺流程应该是保证完成设计任务书中规定的产量和质量的前提下，具有最低的消耗、最小的车间、最少的设备和最低的成本，并且有利于提升产品质量和将来发展，具有最优的经济效果和较好的劳动工作条件。制定生产流程的主要依据主要有以下几点根据生产方案的要求。由于产品的产量、品种、规格及质量的不同，所采用的生产方案就不同，那么主要工序就有很大的差别。根据产品的质量要求。为了满足产品的技术条件要求，就是要有相应的工序给以保证。因此，满足产品标准的要求是设计生产工艺流程的基础。BNBBB（31）式中B成品宽度，MM；N成品宽度的倍数；B总切边量，MM；B热轧宽展量，MM；根据计算产品的规格，本设计所选铸锭尺寸如表31所示。表31铸锭尺寸规格产品牌号规格铸锭规格（厚宽长），MMH62126001706305100锭坯的质量要求铸锭的质量对产品加工的工艺性能及最终质量的影响很大，是生产优质板带材产品的基础。很大铸造缺陷如冷隔、裂纹、缩孔、偏析、夹杂、气孔等常常是各种废品的主要原因，而大部分内部缺陷只有在加工过程中才被暴露，从而导致产品质量恶化及成品率低。通常对铸锭质量要求如下A锭坯的化学成分必须符合GB/T52312001加工铜及铜合金化学成分和产品形状的规定，并且成分均匀。铸锭化学成分不均匀或不符合GB/T规定的标准，不仅恶化加工过程的工艺性能，导致加工困难，而且产品最终性能达不到要求而成为废品。B锭坯尺寸及偏差应满足工艺要求。因为锭坯的厚薄严重不均时，可导致轧制时的不均匀变形严重，增加出现裂纹的可能性，同时也难以得到好的板形；锭坯宽度偏差过大时，会导致增加切变损失。C锭坏表面应平整光洁，无冷隔（成层）、裂纹、偏析瘤、气孔及夹杂等缺陷。冷隔导致热轧后表面粗糙，或起皮、裂边；裂纹使铸锭内部氧化，热轧开裂、起皮；气孔不能压合，引起表面起皮或起泡；B终轧温度塑性图不能反映热轧终了金属的组织与性能。当热轧产品组织性能有一定要求时，必须根据第二类再结晶图确定终轧温度。终轧温度要保证产品所要求的性能和晶粒度。温度过高晶粒粗大，不能满足性能要求，而继续冷轧会产生轧件表面桔皮和麻点等缺陷，当冷轧加工率较小时，还难以消除。终轧温度过低引起加工硬化，能耗增加，再结晶不完全导致晶粒大小不均及性能不合。终轧温度还取决于相变温度，在相变温度以下，将有第二相析出，其影响由第2相的性质决定。一般会造成组织不均，降低合金塑性，造成裂纹以致开裂，终轧温度一般取相变温度的06507左右。本设计中H62黄铜采用的开轧温度为800850，终轧温度为550650。热轧速度为了提高生产率，保证合理的终轧温度应采用高速轧制。但是，热轧过程中硬化和软化过程的转化方向，关键取