紫铜退火工艺研究
紫铜管压型开裂分析情况描叙
2011年7月13日，我公司的产品压扣2()在南车电机由用户压接后出现一起开裂现象，14 号由我公司提供了10 件相同产品，经试压后再次出现开裂现象。该产品的退火设备为真空退火炉，退火温度为620?650C，保温120 分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为300 件。图片如下：
后续我们采用了箱式退火炉，退火温度设定为700 C，保温90分钟，单炉退火数量约为50 件左右，退火后压扁也有部分开裂。这一批次的紫铜退火后表面氧化严重，且开裂的铜管表面多有气泡、粗拉道且表面有较大晶粒。这些症状是紫铜管在还原性气体中退火后的常见一种毛病，名为“氢病”，其化学反应方程式如下CU20+CO—2Cu+CO(1)
。氏0+出7 2CU+H2O f (2)
在反应中生成的CO2、H2O在晶界上聚积，铜中含O元素较多时，生成的气体压力超过晶界强度，导致晶体开裂。
原因分析：
真空退火或箱式退火均是沿用以前的工艺，退火温度设定，保温时间及冷却方式都没有问题，而恰巧该批铜管材料为新进材料，和以往并非同批次。我们可以初步判定这批材料含O 元素较高。促使了氢病的产生。
问题1：真空炉退火怎么也会产生氢病？
真空退火炉的工作原理是，在真空中对紫铜管进行退火，以防止紫铜管中的O元素与空气中H、C元素等发生反应。
然而我们观察发现真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存
在有缺口、划痕、毛刺等，这将严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。
在后续的工作中，我们更换了密封胶条，并铲除了密封槽里的铁锈，并采用填充氮气的工艺对一批材料取样重新进行退火并压型.对比如下图。
漏气真空炉退火图修善后真空退火图
从图中可以看出修善后真空炉退火后压型无开裂，且表面无黑色氧化物。
问题2:为何箱式退火开裂情况会比真空退火少？
箱式退火炉没有抽真空，也并非密封无法杜绝（1）、（2）化学反应，理论上应该开裂更严重，然而箱式退火保温时间为90分钟，保温结束后采取迅速水冷。而真空退火炉保温时间为120分钟，保温结束后进行自然冷却，时间为4小时，总时间为6小时，
在真空炉漏气的情况下箱式退火的时间远远小于“真空炉”退火大大缩短了（1）、（2）反应的时间，从而箱式退火效果要比漏气的真空炉退火效果好。
总结
通过各种对比试验，我们论证了铜管压型开裂的问题所在 1.真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺等严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。
2.该批次材料中氧含量较高，促使了退火中“氢病”的产生。
改进措施：
1.对真空炉的修善（已解决）
2.从材料上控制。和供应商协商，用无氧紫铜替代以前的T2-Y 。
二紫铜管真空退火工艺优化
情况描叙在我们的紫铜管压型开裂分析中，我们发现了一个附带问题，高温退火后，产品表面出现晶粒，非常粗糙。这不仅影响产品美观，更会在镀银后引起皮、露铜等现象。如下图所示
镀银后起皮、露铜
理论分析及试验我们需要的优化后的工艺是要求退火后，铜管内部晶粒组织细小（内部晶
粒组织细小则外表光滑、镀银后不易起皮及露铜）且硬度低于60HB硬度低适于压型）。由于退火温度不同，导致紫铜的微观组织及硬度不同：退火温度低的，硬度高，组织细而密，不易于压力加工; 退火温度高的硬度低，组织粗而大，易于压型，但影响外观。我们的目的是找一个最佳的退火温度，确保晶粒
细小且硬度合适。为此，我们用? 37X4.5的材料做了以下三组试验
1.真空退火炉，退火温度为620 C?650 C，保温120分钟，装炉方式为
插装，单炉数量约为6件.测试硬度为54HB，试验效果如下图：
620 C?650 C，保温120分钟退火效果图
2.真空退火炉，退火温度为520?550C，保温90分钟，装炉方式为插装，单
炉数量约为6件.测试硬度为39HB。试验效果如下图所示
520C?550C，保温90分钟退火效果图
3?真空退火炉，退火温度为450C?480C，保温90分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为6件.测试硬度为37HB。试验效果如下图所示
450C?480C，保温90分钟退火效果图
结论
通过试验我们可以得出结论，三组试验所测的硬度分别为39HB、37HB、54HB均能够满足硬度W 60HB，且温度越低表面越光滑。因此在今后的退火工艺中我们可以适当降低退火温度及保温时间，以减少退火时表面氧化物的产生，起皮及镀银后露铜现象的产生。
第六章 回复与再结晶
第六章回复与再结晶 (一)填空题 1. 金属再结晶概念的前提是，它与重结晶的主要区别是。 2. 金属的最低再结晶温度是指，它与熔点的大致关系是。 3 钢在常温下的变形加工称，铅在常温下的变形加工称。 4．回复是，再结晶是。 5．临界变形量的定义是，通常临界变形量约在范围内。 6 金属板材深冲压时形成制耳是由于造成的。 7．根据经验公式得知，纯铁的最低再结晶温度为。 (二)判断题 1．金属的预先变形越大，其开始再结晶的温度越高。（×） 2．变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。（√）3．金属的热加工是指在室温以上的塑性变形过程。（×） 4．金属铸件不能通过再结晶退火来细化晶粒。（√） 金属铸件不能通过再结晶退火达到细化晶粒的目的，因为铸件，没有经受冷变形加工，所以当加热至再结晶退火温度时，其组织不会发生根本变化，因而达不到细化晶粒的目的。 再结晶退火必须用于经冷塑性变形加工的材料，其目的是改善冷变形后材料的组织和性能。再结晶退火的温度较低，一般都在临界点以下。若对铸件采用再结晶退火，其组织不会发生相变，也没有形成新晶核的驱动力(如冷变形储存能等)，所以不会形成新晶粒，也就不能细化晶粒。 5．再结晶过程是形核和核长大过程，所以再结晶过程也是相变过程。（×）； 6 从金属学的观点看，凡是加热以后的变形为热加工，反之不加热的变形为冷加工。 （×） 7 在一定范围内增加冷变形金属的变形量，会使再结晶温度下降。( √) 8．凡是重要的结构零件一般都应进行锻造加工。（√） 9．在冷拔钢丝时，如果总变形量很大，中间需安排几次退火工序。( √) 10．从本质上讲，热加工变形不产生加工硬化现象，而冷加工变形会产生加工硬化现象。这是两者的主要区别。( ×) (三)选择题 1．变形金属在加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型( )。 A．与变形前的金属相同 B 与变形后的金属相同 C 与再结晶前的金属相同D．形成新的晶型 2．金属的再结晶温度是( ) A．一个确定的温度值B．一个温度范围 C 一个临界点D．一个最高的温度值 3．为了提高大跨距铜导线的强度，可以采取适当的( A )。 A．冷塑变形加去应力退火 B 冷塑变形加再结晶退火 C 热处理强化D．热加工强化 4 下面制造齿轮的方法中，较为理想的方法是( C )。 A．用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮B用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮 C 由圆钢棒热锻成圆饼再加工成齿轮D．由钢液浇注成圆饼再加工成齿轮 5．下面说法正确的是( C )。 A．冷加工钨在1 000℃发生再结晶 B 钢的再结晶退火温度为450℃ C 冷加工铅在0℃也会发生再结晶D．冷加工铝的T再≈0.4Tm＝0.4X660℃＝264℃ 6 下列工艺操作正确的是(D ) 。 A．用冷拉强化的弹簧丝绳吊装大型零件淬火加热时入炉和出炉 B 用冷拉强化的弹簧钢丝作沙发弹簧 C 室温可以将保险丝拉成细丝而不采取中间退火 D．铅的铸锭在室温多次轧制成为薄板，中间应进行再结晶退火 7 冷加工金属回复时，位错(C )。
钢管退火常见问题与解决技巧
钢管退火常见问题与解决技巧 退火处理会使钢材变软，淬火处理会使钢材变硬，相比较之下，如施以『正常化』处理，则可获得层状波来铁组织，可有效改善钢材的切削性及耐磨性，同时又兼具不会產生裂痕、变形量少与操作方便等优点。然而正常化处理是比较难的一种热处理技术，因為它採用空冷的方式冷却，会受到许多因素而影响空冷效果，例如夏天和冬天之冷却效果不同、工件大小对空冷速率有别、甚至风吹也会影响冷却速率。因此正常化处理要使用各种方法来维持均一性，可利用遮阳、围幕、坑洞、风扇等。 正常化处理与退火处理之差异 正常化处理维加热至A3点或Acm点以上40~60℃保持一段时间，使钢材组织变成均匀的沃斯田体结构后，在静止的空气中冷却至室温的热处理程序。对亚共析钢而言，可获得晶粒细化的目的而拥有好的强度与韧性；对过共析钢而言，则可防止雪明碳铁在沃斯田铁晶粒边界上形成网状析出，以降低材料的韧性。 完全退火处理主要目的是要软化钢材、改善钢材之切削性，其热处理程序為加热至A3点以上20~30℃（亚共析钢）或A1点以上30~50℃持温一段时间，使形成完全沃斯田体组织后（或沃斯田体加雪明碳体组织），在A1点下方50℃使充分发生波来体变态，获至软化的钢材。另外应力消除退火则是在变态点以下450~650℃加热一段时间后徐徐冷却至室温，可消除钢材内部在切削、冲压、铸造、熔接过程所產生的残留应力。 如何消除工件之残留应力？ 应力消除退火则是在变态点以下450~650℃加热一段时间后徐徐冷却至室温，可消除钢材内部在切削、冲压、铸造、熔接过程所產生的残留应力。对碳钢而言，参考的加热温度為625±25℃；对合金钢而言，参考的加热温度為700±25℃。持温时间亦会有所差异，对碳钢而言，保持时间為每25mm厚度持温1小时；对合金钢而言，保持时间為每25mm厚度持温2小时，冷却速率為每后25mm 以275℃小时以下的冷却速率冷却之。 如何预防加热变形？ 预防加热变形的发生，最好是缓慢加热，并实施预热处理。一般钢材在选择预热温度时，可依下列準则来选定预热温度：（1）以变态点以下作為预热温度，例如普通钢约在650~700℃，高速钢则在800~850℃左右。（2）以100℃左右作為预热温度。（3）二段式预热，先在500℃左右作第一段预热，保持一段时间充分预热后，在将预热温度调高至A1变态点以下。（4）三段式预热，针对含有高含量合金之大型钢材，例如高速钢，有时需要在1000~1050℃作第三段预热。
回复与再结晶
1、一块单相多晶体包含。 A．不同化学成分的几部分晶体B．相同化学成分，不同结构的几部分晶体C．相同化学成分，相同结构，不同位向的几部分晶体 2、在立方系中点阵常数通常指。 A．最近的原子间距B．晶胞棱边的长度 3、每一个面心立方晶胞中有八面体间隙m个，四面体间隙n个，其中。 A．m=4，n=8B．m=13，n=8C．m=1，n=4 4、原子排列最密的一族晶面其面间距。 A．最小B．最大 5、晶体中存在许多点缺陷，例如 A．被激发的电子B．空位C．沉淀相粒子 6、金属中通常存在着溶质原子或杂质原子，它们的存在。 A．总是使晶格常数增大B．总是使晶格常数减小C．可能使晶格常数增大，也可能使晶格常数减小 7、金属中点缺陷的存在使电阻。 A．增大B．减小C．不受影响 8、空位在过程中起重要作用。
A．形变孪晶的形成B．自扩散C．交滑移 9、金属的自扩散的激活能应等于。 A．空位的形成能与迁移激活能的总和B．空位的形成能C．空位的迁移能 10、位错线上的割阶一般通过形成 A．位错的交割B．交滑移C．孪生 一、名词解释 沉淀硬化、细晶强化、孪生、扭折、第一类残余应力、第二类残余应力、、回复、再结晶、多边形化、临界变形量、冷加工、热加工、动态回复、动态再结晶 沉淀硬化：在金属的过饱和固溶体中形成溶质原子偏聚区和由之脱出微粒弥散分布于基体中导致硬化。 细晶强化：通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法。 孪生：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 扭折：在滑移受阻、孪生不利的条件下，晶体所做的不均匀塑性变形和适应外力作用，是位错汇集引起协调性的形变。 按残余应力作用范围不同，可分为宏观残余应力和微观残余应力等两大类，其中宏观残余应力称为第一类残余应力（由整个物体变形不均匀引起），微观残余应力称为第二类残余应力（由晶粒变形不均匀引起）。 储存能：在塑性变形中外力所作的功除大部分转化为热之外，由于金属内部的形变不均匀及点阵畸变，尚有一小部分以畸变能的形式储存在形变金属内部，这部分能量叫做储存能。回复：经冷塑性变形的金属加热时，尚未发生光学显微组织变化前（即再结晶之前）的微观结构变化过程。 再结晶：经冷变形的金属在一定温度下加热时，通过新的等轴晶粒形成并逐步取代变形晶粒的过程。 多边形化：指回复过程中油位错重新分布而形成确定的亚晶结构过程。 临界变形量：需要超过某个最小的形变量才能发生再结晶，这最少的形变量就称为临界变形量。 冷加工：在再结晶温度以下的加工过程；在没有回复和在接近的条件下进行的塑性变形加工。热加工：在再结晶温度以上的加工过程；在再结晶过程得到充分进行的条件下进行的塑性变形加工。 动态回复：热加工时由于温度很高，金属在变形的同时发生回复，同时发生加工硬化和软化两个相反的过程。这种在热变形时由于温度和外力联合作用下发生的回复过程 动态再结晶：是指金属在热变形过程中发生的再结晶现象。 二、问答题
紫铜的生产工艺及回收利用注意事项Microsoft Word 文档
一、工艺流程： 紫铜工件如有油污先进行OY-29除油脱脂流水清洗OY-89清洗1-3分钟流动水洗(三道逆流漂洗)甩干烘干水分电镀或OY-8铜无铬钝化流水清洗离心机甩干水分烘干 二、使用方法： 1．建浴：准备塑料容器一只，口径与容量根据生产需要而定，将清洗剂倒入，按照清洗液与水1：1勾兑，搅拌均匀即可使用。 2．使用方法： A．小件产品（面积小重量轻）：可以制作网状的篮子一个，将产品盛入篮子内进行清洗，清洗时将篮子适当抖动，以避免产品之间相互迭合，造成酸洗不匀现象。 B．有孔状或凹槽的产品：制作夹具或四方篮子一个，将产品用夹具撑好，或将产品放在篮子内有呈有规则的摆放，凹槽朝下，可以避免取出时有残留药液。然后提到槽内进行浸泡清洗，时间以光亮程度为标准，清洗时要适当的摇动，保证清洗的均匀性。 C．大面积铜板：配备喷淋设备，按产品的规格设计喷淋槽子一个，将产品摆放在固定的位置，以药液喷洒的形式对产品进行清洗，这种方式特别适合正规的厂家的清洗生产线。喷洗以后直接用清水冲洗干净。 二、紫铜回收制造注意事项： 展开图是依据零件图（3D）展开的平面图（2D） １．展开方式要合，要便利节省材料及加工性 ２．合理选择问隙及包边方式，T=2.0以下问隙0.紫铜方管2，T=2-3问隙0.5，包边方式采用长边包短边（门板类） ３．合理考虑公差外形尺寸：负差走到底，正差走一半；孔形尺寸：正差走到底，负差走一半。 ４．毛刺方向 ５．抽牙、压铆、撕裂、冲凸点（包），等位置方向，画出剖视图 ６．核对材质，板厚，以板厚公差 ７．特殊角度，折弯角内半径（一般R=0.5）要试折而定展开 ８．有易出错（相似不对称）的地方应重点提示 ９．尺寸较多的地方要加放大图 １０．需喷涂保护地方须表示 板金加工的工艺流程 根据钣金件结构的差异，工艺流程可各不相同，但总的不超过以下几点。 1、下料：下料方式有各种，主要有以下几种方式 ①．剪床：是利用剪床剪切条料简单料件，它主要是为模具落料成形准备加工，成本低，精度低于0.2，但只能加工无孔无切角的条料或块料。 ②．冲床：是利用冲床分一步或多步在板材上将零件展开后的平板件冲裁成形各种形状料件，其优点是耗费工时短，效率高，精度高，成本低，适用大批量生产，但要设计模具。 ③．NC数控下料，NC下料时首先要编写数控加工程式，利用编程软件，将绘制的展开图编写成NC 数拉加工机床可识别的程式，让其根据这些程式一步一刀在平板上冲裁各构形状平板件，但其结构受刀具结构所至，成本低，精度于0.15。 ④．镭射下料，是利用激光切割方式，在大平板上将其平板的结构形状切割出来，同NC下料一样需编写镭射程式，它可下各种复杂形状的平板件，成本高，精度于0.1. ⑤．锯床：主要用下铝型材、方管、图管、圆棒料之类，成本低，精度低。 １．钳工:沉孔、攻丝、扩孔、钻孔沉孔角度一般120℃，用于拉铆钉，90℃用于沉头螺钉，攻丝英制底孔。 ２．翻边：又叫抽孔、翻孔，就是在一个较小的基孔上抽成一个稍大的孔，再攻丝，主要用板厚比较薄的钣金加工，增加其强度和螺纹圈数，避免滑牙，一般用于板厚比较薄，其孔周正常的浅翻边，厚度基
各种热处理工艺介绍
第4章热处理工艺 热处理工艺种类很多，大体上可分为普通热处理（或叫整体热处理），表面热处理，化学热处理，特殊热处理等。 4.1钢的普通热处理 4.1.1退火 将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），的热处理工艺叫做退火。 退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。 退火的目的： z降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工； z均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备； z消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。 退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。 一、退火方法的分类 常用的退火方法，按加热温度分为： 临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火 临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火 碳钢各种退火和正火工艺规范示意图： 1、完全退火 工艺：将钢加热到Ac3以上20~30 ℃℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全A化）。 完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。低碳钢完全退火后硬度偏 低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上A状态缓慢冷却退火时，Fe3C Ⅱ
会以网状沿A晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。 目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。 亚共析钢完全退火后的组织为F+P。 实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。 2、等温退火 完全退火需要的时间长，尤其是过冷A比较稳定的合金钢。如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。 工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使A?P然后空冷至室温的热处理工艺。 目的：与完全退火相同，转变较易控制。 适用于A较稳定的钢：高碳钢（w(c)>0.6％）、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10％)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料，因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。 3、不完全退火 工艺：将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Ac cm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一种 4、球化退火 使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 ℃℃温度，保温时间不宜太长，一般以2~4h 工艺：加热至Ac1以上20~30 为宜，冷却方式通常采用炉冷，或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。 主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。球化退火得到球状珠光体，在球状珠光体中，渗碳体呈球状的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时变形和开裂倾向小。如果过共析钢有网状渗碳体存在时，必须在球化退火前采用正火工艺消除，才能保证球化退火正常进行。 目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。 球化退火工艺方法很多，主要有： a)一次球化退火工艺：将钢加热到Ac1以上20~30 ℃℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体，不允许有渗碳体网存在。
紫铜换热器的焊接缺陷及焊接工艺优化
紫铜换热器的焊接缺陷及焊接工艺优化 摘要分析研究紫铜换热器的结构特点、性能、焊接缺陷与产生原因,以及防止与消除其缺陷、优化制造施焊质量的工艺措施。为提高焊接一次合格率，总结出若干优化措施及注意事项。 紫铜换热器的结构特点及焊接性分析工业生产设备中应用的铜及铜合金，通常分为紫铜、黄铜、青铜和白铜四大类。紫铜是含铜量不低于99 5%的工业纯铜，广泛用于制造电工 器件、电线电缆、热交换器等。紫铜有较高的加工硬化性能，经过冷加工变形，强度可提高1 倍，而塑性降低数倍。加工硬化后的紫铜可通过退火恢复其塑性，退火温度为550?660 C。 焊接结构一般采用软态紫铜，同时对紫铜的杂质含量如氧、硫、铅、铋等控制在规定值以内。我国生产的工业用紫铜牌号有：一号铜、二号铜、三号铜、四号铜（T 1、T 2、T 3、T 4）以及无氧铜。紫铜的主要物理性能及力学性能见表1。 铜及铜合金的焊接性均较差，接头性能如力学性能、导电性能及耐腐蚀性能均有所降低焊接时低熔点合金元素蒸发，气孔敏感性较高，易产生裂纹、未焊透、未熔合等缺陷。制作设备用的紫铜焊缝及热影响区晶粒易粗大，接头强度尤其是伸长率、冷弯角下降明显。根据 换热器使用要求，必须保证各连接件的严密性与牢固性，不得有过量变形及裂纹等缺陷，否则将导致介质泄漏、加剧腐蚀等严重事故[1]。 表】霍泅的韶分力学性能与物理性能 丿能辆理料備 性能指标抗拉歸朋密度熔点即出楔址F型IE采验 ::1/1 |ir cm *Vfl K > 軟念 I'MJ - Un ■ cm 鼻■ a 科 1 A. M 旳口一 2 换热器制作的主要焊接工艺与优化对策列管式换热器是化工行业应用较多的设备 之一。在某些强腐蚀性介质及恶劣的生产条件下，过去大都采用不锈钢等材料制造换热器，事故率高，维修量大，使用寿命很短。而紫铜换热器由于其优良的性能，大大提高了化工生产过程中的适应性与使用寿命。设备制造过程中，焊接所占的比重较大，过去多采用焊条电弧焊，一是效率低，二是难以保证质量，返修率高。实践证明，施工中采用改进后的不预热单面焊双面成形埋弧自动焊和焊条电弧焊结合的方法，制造质量和效率可满足要求。 21 换热器的技术要求换热器全部采用磷脱氧铜或T 2紫铜制造，主体采用厚度8 m m磷脱氧铜（TUP ），支座为厚度20 mm的T 2紫铜板，其他部位均采用一定规格的紫铜板或紫铜管。换热器结构示意图如图1所示。设备结构要求焊缝强度不低于母材强度的85%，焊后无裂纹、气孔、未焊透等缺陷，焊后经0 15 MPa水压试验不允许有渗漏现象。筒体 及椭圆形封头在制作过程中若铜板尺寸不够，可先进行平板拼接，然后再卷制或冷压成形， 焊接区不允许出现裂纹。
紫铜
紫铜 基本性质 铜是一种化学元素，它的化学符号是Cu（拉丁语：Cuprum），它的原子序数是29，是一种过渡金属。铜呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃。常见化合价+1和+2。电离能7.726电子伏特。 铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3，这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。 产品分类 自然界中存在形态分类 自然铜矿：铜含量在99%以上，但储量极少； 氧化铜矿：为数也不多； 硫化铜矿：含铜量极低，一般在2-3%左右，世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。 生产过程分类 铜精矿：冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。 粗铜：铜精矿冶炼后的产品，含铜量在95－98%。 纯铜：火炼或电解之后含量达99%以上的铜。 火炼可得99－99.90%的纯铜， 电解可以使铜的纯度达到99.95-99.99%。 产品形态分类 铜管、铜棒、铜线、铜板、铜带、铜条、铜箔等 主要合金成份分类 黄铜-----铜锌合金 青铜-----铜锡合金等（除了锌镍外，加入其他元素的合金均称青铜） 白铜-----铜钴镍合金 ⑴纯铜：纯铜常被称作紫铜。它具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。纯铜用T表示，如Tl,T2,T3等。氧的含量极低，不大于0.O1%的纯铜称为无氧铜，用TU表示，如TU1、TU2等。 ⑵黄铜：以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜用H表示，如H80、H70,H68等。 ⑶青铜：以前把铜与锡的合金称作青铜，现在则把除了黄铜以外的铜合金称作青铜。
紫铜氧化原因及处理方式的全面分析
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/da10160333.html,）紫铜氧化原因及处理方式的全面分析 紫铜氧化原因及紫铜防氧化处理？紫铜发黑就是紫铜氧化的表现。紫铜氧化的原因有很多。为了防止紫铜氧化，我们可以采取相关的措施。目前紫铜防氧化处理措施有很多。从不同的方面来进行紫铜的氧化是非常有必要的。 紫铜氧化的定义可以分为狭义定义和广义定义。狭义紫铜氧化定义：氧元素与铜发生的化学反应，称其为氧化，也是一种重要的化工单元过程；广义紫铜氧化定义：指铜失电子（氧化数升高）的过程。知道了紫铜氧化的定义，介绍下“紫铜氧化原因及紫铜防氧化处理”。 一、紫铜氧化化学反应式： 2Cu+O2==2CuO 4Cu+O2==2Cu2O（氧气不足，或温度1000℃以上） 2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO2 二、紫铜氧化后的颜色 1、紫铜还可能氧化成氧化亚铜（Cu2O），为砖红色。 2、紫铜加热氧化以后是黑色的，就是氧化铜（CuO）。 3、紫铜长期在潮湿环境中会变绿色（铜绿），就是碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO2）。
三、紫铜氧化原因 1、紫铜表面氧化原因：紫铜的表面变色与大气的湿度、紫铜表面污染和环境中的杂质气体等因素有关。 ①表面污染：表面污染对紫铜表面的氧化变色影响很大，即使是指印一类的轻微污染，也会使紫铜表面很快变色。这时形成的氧化膜同时含有Cu2O和CuO，原因是，污染处的饱和蒸汽压下降，有利于形成水膜，同时污染物使水膜的导电性提高，加速了电化学腐蚀过程。 ②紫铜暴露前的表面条件：紫铜暴露前的表面条件对以后紫铜的变色影响很大。例如：空调配件生产厂家用含重铬酸钾的硫酸酸洗的紫铜，其抗变色能力比单纯用稀硫酸酸洗的更强，主要是前者在紫铜表面形成保护性铬膜的缘故。 ③大气湿度：大气的湿度对紫铜表面氧化变色有很大的促进作用，在高湿度下氧化膜的成长速度比在干燥空气中快得多，而所形成的氧化膜密度小一半以上。由此推论认为，在潮湿大气下形成的氧化膜存在类似多孔的内部缺陷。这种缺陷使氧化膜的致密性降低，对基体的保护性下降。在潮湿的大气中，即使紫铜表面不结露，也易形成潮湿表面液膜，产生与水中浸泡时一样的电化学反应，生成化学成分为Cu2O的氧化膜(需要说明的是，紫铜材在水中浸泡形成的氧化膜同时含有Cu2O和CuO)。 ④环境中的杂质气体：环境中的杂质气体也是促使变色的主要因素，试验表明，当大气中SO2的含量≤100×10-6时，只要大气相对湿度＜60%，紫铜表面颜色无太大变化;但湿度大于60%时，腐蚀速度明显加快。硫化氢的影响更为明显，即使在1×10-6的微含量下也会很快地改变紫铜表面颜色。不同地区大气暴露的腐蚀试验也说明了大气污染的有害影响]，在海滨和工业城市地区，紫铜试片的变色程度比山区严重，靠海地区的腐 蚀产物多含氯、钠等元素，工业区腐蚀产物中多含s、si、al等元素。 2、紫铜内表面氧化原因：
紫铜退火工艺研究
一紫铜管压型开裂分析情况描叙 2011年7月13日，我公司的产品压扣2（）在南车电机由用户压接后出现一起开裂现象，14号由我公司提供了10件相同产品，经试压后再次出现开裂现象。该产品的退火设备为真空退火炉，退火温度为620～650℃，保温120分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为300件。图片如下：后续我们采用了箱式退火炉，退火温度设定为700℃，保温90分钟，单炉退火数量约为50件左右，退火后压扁也有部分开裂。这一批次的紫铜退火后表面氧化严重，且开裂的铜管表面多有气泡、粗拉道且表面有较大晶粒。这些症状是紫铜管在还原性气体中退火后的常见一种毛病，名为“氢病”，其化学反应方程式如下 Cu20+CO→2Cu+CO2↑ (1) Cu20+H2→2Cu+H2O↑（2） 在反应中生成的CO2、H2O在晶界上聚积，铜中含O元素较多时，生成的气体压力超过晶界强度，导致晶体开裂。 原因分析： 真空退火或箱式退火均是沿用以前的工艺，退火温度设定，保温时间及冷却方式都没有问题，而恰巧该批铜管材料为新进材料，和以往并非同批次。我们可以初步判定这批材料含O元素较高。促使了氢病的产生。 问题1：真空炉退火怎么也会产生氢病？ 真空退火炉的工作原理是，在真空中对紫铜管进行退火，以防止紫铜管中的O元素与空气中H、C元素等发生反应。
然而我们观察发现真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺等，这将严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。 在后续的工作中，我们更换了密封胶条，并铲除了密封槽里的铁锈，并采用填充氮气的工艺对一批材料取样重新进行退火并压型.对比如下图。 漏气真空炉退火图修善后真空退火图 从图中可以看出修善后真空炉退火后压型无开裂，且表面无黑色氧化物。 问题2：为何箱式退火开裂情况会比真空退火少？ 箱式退火炉没有抽真空，也并非密封无法杜绝（1）、（2）化学反应，理论上应该开裂更严重，然而箱式退火保温时间为90分钟，保温结束后采取迅速水冷。而真空退火炉保温时间为120分钟，保温结束后进行自然冷却，时间为4小时，总时间为6小时， 在真空炉漏气的情况下箱式退火的时间远远小于“真空炉”退火，大大缩短了（1）、（2）反应的时间，从而箱式退火效果要比漏气的真空炉退火效果好。 总结 通过各种对比试验，我们论证了铜管压型开裂的问题所在:
紫铜退火工艺研究
紫铜退火工艺研究 The manuscript was revised on the evening of 2021
一紫铜管压型开裂分析 情况描叙 2011年7月13日，我公司的产品压扣2（2AG00）在南车电机由用户压接后出现一起开裂现象，14号由我公司提供了10件相同产品，经试压后再次出现开裂现象。该产品的退火设备为真空退火炉，退火温度为620～650℃，保温120分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为300件。图片如下： 后续我们采用了箱式退火炉，退火温度设定为700℃，保温90分钟，单炉退火数量约为50件左右，退火后压扁也有部分开裂。这一批次的紫铜退火后表面氧化严重，且开裂的铜管表面多有气泡、粗拉道且表面有较大晶粒。这些症状是紫铜管在还原性气体中退火后的常见一种毛病，名为“氢病”，其化学反应方程式如下 Cu20+CO→2Cu+CO2↑ (1) Cu20+H2→2Cu+H2O↑（2） 在反应中生成的CO2、H2O在晶界上聚积，铜中含O元素较多时，生成的气体压力超过晶界强度，导致晶体开裂。
原因分析： 真空退火或箱式退火均是沿用以前的工艺，退火温度设定，保温时间及冷却方式都没有问题，而恰巧该批铜管材料为新进材料，和以往并非同批次。我们可以初步判定这批材料含O元素较高。促使了氢病的产生。 问题1：真空炉退火怎么也会产生氢病？ 真空退火炉的工作原理是，在真空中对紫铜管进行退火，以防止紫铜管中的O元素与空气中H、C元素等发生反应。 然而我们观察发现真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺等，这将严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。 在后续的工作中，我们更换了密封胶条，并铲除了密封槽里的铁锈，并采用填充氮气的工艺对一批材料取样重新进行退火并压型.对比如下图。 漏气真空炉退火图修善后真空退火图
球化退火与软化退火
球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等）的亚共析钢有时也可采用球化退火。 球化退火加热温度为Ac1+(20～40)℃或Acm-(20～30)℃，保温后等温冷却或直接缓慢冷却。在球化退火时奥氏化是“不完全”的，只是片状珠光体转变成奥氏体，及少量过剩碳化物溶解。因此，它不可能消除网状碳化物，如过共析钢有网状碳化物存在，则在球化退火前须先进行正火，将其消除，才能保证球化退火正常进行。 球化退火工艺方法很多，最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。 软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内（A1温度下方），维持一段时间之后空冷，其主要目的在於使以加工硬化的工件再度软化、回復原先之韧性，以便能再进一步加工。此种热处理方法常在冷加工过程反覆实施，故又称之為製程退火。大部分金属在冷加工后，材料强度、硬度会随著加工量渐增而变大，也因此导致材料延性降低、材质变脆，若需要再进一步加工时，须先经软化退火热处理才能继续加工。
紫铜退火工艺研究
一紫铜管压型开裂分析 情况描叙 2011年7月13日，我公司的产品压扣2（2A80200669G00）在南车电机由用户压接后出现一起开裂现象，14号由我公司提供了10件相同产品，经试压后再次出现开裂现象。该产品的退火设备为真空退火炉，退火温度为620～650℃，保温120分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为300件。图片如下： 后续我们采用了箱式退火炉，退火温度设定为700℃，保温90分钟，单炉退火数量约为50件左右，退火后压扁也有部分开裂。这一批次的紫铜退火后表面氧化严重，且开裂的铜管表面多有气泡、粗拉道且表面有较大晶粒。这些症状是紫铜管在还原性气体中退火后的常见一种毛病，名为“氢病”，其化学反应方程式如下 Cu 20+CO→2Cu+CO 2 ↑ (1) Cu 20+H 2 →2Cu+H 2 O↑（2） 在反应中生成的CO2、H 2 O在晶界上聚积，铜中含O元素较多时，生成的气体压力超过晶界强度，导致晶体开裂。 原因分析： 真空退火或箱式退火均是沿用以前的工艺，退火温度设定，保温时间及冷却方式都没有问题，而恰巧该批铜管材料为新进材料，和以往并非同批次。我们可以初步判定这批材料含O元素较高。促使了氢病的产生。 问题1：真空炉退火怎么也会产生氢病？
真空退火炉的工作原理是，在真空中对紫铜管进行退火，以防止紫铜管中的O元素与空气中H、C元素等发生反应。 然而我们观察发现真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺等，这将严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。 在后续的工作中，我们更换了密封胶条，并铲除了密封槽里的铁锈，并采用填充氮气的工艺对一批材料取样重新进行退火并压型.对比如下图。 漏气真空炉退火图修善后真空退火图从图中可以看出修善后真空炉退火后压型无开裂，且表面无黑色氧化物。 问题2：为何箱式退火开裂情况会比真空退火少？ 箱式退火炉没有抽真空，也并非密封无法杜绝（1）、（2）化学反应，理论上应该开裂更严重，然而箱式退火保温时间为90分钟，保温结束后采取迅速水冷。而真空退火炉保温时间为120分钟，保温结束后进行自然冷却，时间为4小时，总时间为6小时， 在真空炉漏气的情况下箱式退火的时间远远小于“真空炉”退火，大大缩短了（1）、（2）反应的时间，从而箱式退火效果要比漏气的真空炉退火效果好。
七章 回复与再结晶习题答案(西北工业大学 刘智恩)
1．设计一种实验方法，确定在一定温度( T )下再结晶形核率N和长大线速度G （若N和G都随时间而变）。 2．金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒? 3．固态下无相变的金属及合金，如不重熔，能否改变其晶粒大小? 用什么方法可以改变? 4．说明金属在冷变形、回复、再结晶及晶粒长大各阶段晶体缺陷的行为与表现，并说明各阶段促使这些晶体缺陷运动的驱动力是什么。 5．将一锲型铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制，如图7—4所示。 (1) 画出此铜片经完全再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示 意图；
(2) 如果在较低温度退火，何处先发生再结晶?为什么? 6．图7—5示出。—黄铜在再结晶终了的晶粒尺寸和再结晶前的冷加工量之间的关系。图中曲线表明，三种不同的退火温度对晶粒大小影响不大。这一现象与通常所说的“退火温度越高，退火后晶粒越大”是否有矛盾?该如何解释? 7．假定再结晶温度被定义为在1 h 内完成95％再结晶的温度，按阿累尼乌斯(Arrhenius)方程，N ＝N 0exp(RT Q n -)，G ＝G 0exp(RT Q g -)可以知道，再结晶温度将是G 和向的函数。 (1) 确定再结晶温度与G 0，N 0，Q g ，Q n 的函数关系； (2) 说明N 0，G 0，Q g ，Q 0的意义及其影响因素。 8．为细化某纯铝件晶粒，将其冷变形5％后于650℃退火1 h ，组织反而粗化；增大冷变形量至80％，再于650℃退火1 h ，仍然得到粗大晶粒。试分析其原因，指出上述工艺不合理处，并制定一种合理的晶粒细化工艺。
9．冷拉铜导线在用作架空导线时(要求一定的强度)和电灯花导线(要求韧性好)时，应分别采用什么样的最终热处理工艺才合适? 10．试比较去应力退火过程与动态回复过程位错运动有何不同。从显微组织上如何区分动、静态回复和动、静态再结晶? 11．某低碳钢零件要求各向同性，但在热加工后形成比较明显的带状组织。请提出几种具体方法来减轻或消除在热加工中形成带状组织的因素。 12．为何金属材料经热加工后机械性能较铸造状态为佳? 13．灯泡中的钨丝在非常高的温度下工作，故会发生显著的晶粒长大。当形成横跨灯丝的大晶粒时，灯丝在某些情况下就变得很脆，并会在因加热与冷却时的热膨胀所造成的应力下发生破断。试找出一种能延长钨丝寿命的方法。
紫铜和黄铜焊接方法
紫铜和黄铜焊接方法 紫铜的焊接： 焊接紫铜（即一般所称的工业纯铜）的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等方法，大型结构也可采用自动焊。 1．紫铜的气焊 焊接紫铜最常用的是对接接头，搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝，一种是含有脱氧元素的焊丝，如丝201、202；另一种是一般的紫铜丝和母材的切条，采用气剂301作助熔剂。气焊紫铜时应采用中性焰。 2．紫铜的手工电弧焊 在手工电弧焊时采用紫铜焊条铜107，焊芯为紫铜（T2、T3）。焊前应清理焊接处边缘。焊件厚度大于4毫米时，焊前必须预热，预热温度一般在400~500℃左右。用铜107焊条焊接，电源应采用直流反接。 焊接时应当用短弧，焊条不宜作横向摆动。焊条作往复的直线运动，可以改善焊缝的成形。长焊缝应采用逐步退焊法。焊接速度应尽量快些。多层焊时，必须彻底清除层间的熔渣。 焊接应在通风良好的场所进行，以防止铜中毒现象。焊后应用平头锤敲击焊缝，消除应力和改善焊缝质量。 3．紫铜的手工氩弧焊 在紫铜手工氩弧焊时，采用的焊丝有丝201(特制紫铜焊丝)和丝202，也采用紫铜丝，如T2。 焊前应对工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜、油等脏物都必须清理干净，避免产生气孔、夹渣等缺陷。清理的方法有机械清理法和化学清理法。 对接接头板厚小于3毫米时，不开坡口；板厚为3～10毫米时，开V型坡口，坡口角度为60~70o；板厚大于10毫米时，开X型坡口，坡口角度为60~70o；为避免未焊透，一般不留钝边。根据板厚和坡口尺寸，对接接头的装配间隙在0.5～1.5毫米范围内选取。 紫铜手工氩弧焊，通常是采用直流正接，即钨极接负极。为了消除气孔，保证焊缝根部可靠的熔合和焊透，必须提高焊接速度，减少氩气消耗量，并预热焊件。板厚小于3毫米时，预热温度为150~300℃；板厚大于3毫米时，预热温度为350~500℃。预热温度不宜过高，否则使焊接接头的机械性能降低。 还有紫铜的碳弧焊，碳弧焊使用的电极有碳精电极和石墨电极。紫铜碳弧焊所用的焊丝和气焊时一样，也可用母材剪条，可用气焊紫铜的助熔剂，如气剂301等。 黄铜焊接方法： 方法有：气焊、碳弧焊、手工电弧焊和氩弧焊。 1．黄铜的气焊 由于气焊火焰的温度低，焊接时黄铜中锌的蒸发比采用电焊时少，所以在黄铜焊接中，气焊是最常用的方法。 黄铜气焊采用的焊丝有：丝221、丝222和丝224等，这些焊丝中含有硅、锡、铁等元素，能够防止和减少熔池中锌的蒸发和烧损，有利于保证焊缝的性能和防止气孔产生。气焊黄铜常用的熔剂有固体粉末和气体熔剂两类，气体熔剂由硼酸甲脂及甲醇组成；熔剂如气剂301。 2．黄铜的手工电弧焊 焊接黄铜除了用铜227及铜237外，也可以采用自制的焊条。
再结晶
再结晶 中文名称：再结晶 英文名称：recrystallization 定义：指经冷塑性变形的金属超过一定温度加热时，通过形核长 大形成等轴无畸变新晶粒的过程。 应用学科：机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二 级学科）；机械工程(2)一般热处理名词（三级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 再结晶：当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒──再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。过程的驱动力也是来自残存的形变贮能（见图1）。与金属中的固态相变[1]类似，再结晶也有转变孕育期，但再结晶前后，金属的点阵类型无变化。 再结晶核心一般通过两种形式产生。其一是原晶界的某一段突然弓出，深入至畸变大的相邻晶粒，在推进的这部分中形变贮能完全消失，形成新晶核。其二是通过晶界或亚晶界合并，生成一无应变的小区──再结晶核心。四周则由大角度边界将它与形变且已回复了的基体分开。大角度边界迁移时，核心长大。核心朝取向差大的形变晶粒长大，故再结晶过程具有方向性特征。再
结晶后的显微组织呈等轴状晶粒，以保持较低的界面能。开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度。再结晶过程所占温度范围受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响。实际应用中，常用开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值作为衡量金属或合金性能热稳定水平的参量，称为再结晶温度。 动态再结晶：· · ·随着变形量的增加，位错密度继续增加，内部储存能也继续增加。当变形量达到一定程度时，将使奥氏体发生另一种转变—动态再结晶。·动态再结晶的发生与发展，使更多的位错消失，奥氏体的变形抗力下降，直到奥氏体全部发生了动态再结晶，应力达到了稳定值。 静态再结晶： 金属在热加工后，由于形变使晶粒内部存在形变储存能，使系统处于不稳定的高能状态，因此在变形随后的等温保持过程中，以变形储存能为驱动力，通过热活化过程再结晶成核和长大而再生成新的晶粒组织，使系统由高能状态转变为较稳定的低能状态，这个自发的过程就是静态再结晶。
铜丝连续退火设计摘要
铜丝连续退火设计摘要 退火在宏观上是热和温度的问题，在微观上是扩散、恢复、再结晶、固溶和时效等过程。对铜而言仅仅是恢复再结晶过程，故可快速冷却，可以与高速度的拉线同时进行。 连续退火的方法是：通过带有交流或直流电的导轮（称接触轮），向运行中的线材导入大的电流，电流与线材自身电阻作用而发热升温，到达退火温度后，在淬水使其快速地冷却下来。 欲使连续退火正常运行时，首先要解决一系列技术问题。如：线径和出线速度与电流电压的关系问题，大电流和快速运行时接触轮与线材的接触和稳定馈电问题，在高温下防止线材氧化问题，线材软化后承受张力问题，还有电的安全问题等等。下面分别作简要介绍。 电与工艺的关系 工件通电后因电阻而发热的关系式为： Q1=?2 1224.0t t Rdt I （J ） 工件受热而温升的关系式为： Q2=?????21 T T dT S L C γ （J ） 忽略热损失时，二式相等。且有： 线材的电阻：)(/)1(20Ω??+=S L T R ρ 加热的时间：)(/s L t υ = 退火电流： )(/A R U I = 线的截面积：)(422 mm d S π = 式中：υ为线材运行速度（m/s ）； T 为温度 ;),(21T T T C -=?? T 为时间 （s ）； L 为加热段长度（m ）； U 为退火电压 （V ）； C ．γ．20ρ和α分别为线材的比热、比重、20C ?时的电阻率和电阻温度系数。若为紫铜时则可用： 00393.0)/(9.8)/(01754.0) /(1.03220==?Ω=??=αγρcm g m mm C g cal C 代入并简化后有： )(11118012 2A T T n L d I ααυ ++?=
几种常见退火工艺及比较 2009-01-13 1223
我们知道，铜杆和铝杆在拉丝机上拉拔的过程中，会发生硬化、变脆，为了恢复单丝的塑性，保持良好的电气性能，因此需要将线材在一定的温度下进行热处理（退火处理）。 目前常见的退火方法有：退火炉退火，热管式退火，接触式电刷传输大电流退火和感应式退火等几种方法，下面逐一分析、比较各种退火方法的优缺点。 1、退火炉退火 退火炉退火设备主要由退火罐、加热丝、等组成（参见图1）。它通过把单丝放置在一个加热的容器内，达到退火的目的。 该设备的主要优点：设备简单、易维护。 缺点：耗电量大，退火后单丝性能不稳定，不能在线连续退火，而且退火周期较长。 2、热管式退火 热管式退火设备主要由不锈钢管、加热丝、冷却液、收放线装置等组成（参见图2）。它通过电热丝加热一根空心管，单丝通过加热的空心管，达到退火的目的。 该设备的主要优点：设备较简单，能够实现在线连续退火，而且退火周期相对较短。 缺点：耗电量大，无法实现退火速度自动跟踪(退火温度不能跟随线速作及时调整)。
3、接触式电刷传输大电流退火 接触式电刷传输大电流退火设备主要由可调变压器、电刷、电极轮、冷却液、收放线装置等组成。它是利用单丝通电流时会发热这一原理来实现退火的。 该设备的主要优点：比较节能，能够实现在线连续退火，而且退火周期较短，能够实现退火速度自动跟踪（能自动根据单丝速度调整退火电压或电流，使单丝退火程度保持一致）。 缺点：由于靠电刷传输电流，电极轮转动使的阻力较大（费能），单丝和电极轮间有时会产生火花，影响单丝的表面质量。（参见图3） 图3中，电极轮1和电极轮3的电位相等（假设都是正极），电极轮2是负极，则电极轮1和电极轮2及电极轮2和电极轮3之间的单丝都有电流通过，并产生热量。从图中可以看出，电极轮1和电极轮2间的单丝发热比电极轮2
紫铜退火工艺研究
精心整理一紫铜管压型开裂分析 情况描叙 2011年7月13日，我公司的产品压扣2（）在南车电机由用户压接后出现一起开裂现象，14号由我公司提供了10件相同产品，经试压后再次出现开裂现象。该产品的退火设备为真空退火炉，退火温度为620～650℃，保温120分钟，装炉 步判定这批材料含O元素较高。促使了氢病的产生。 问题1：真空炉退火怎么也会产生氢病？ 真空退火炉的工作原理是，在真空中对紫铜管进行退火，以防止紫铜管中的O元素与空气中H、C元素等发生反应。 然而我们观察发现真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在
有缺口、划痕、毛刺等，这将严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。 在后续的工作中，我们更换了密封胶条，并铲除了密封槽里的铁锈，并采用填充氮气的工艺对一批材料取样重新进行退火并压型.对比如下图。 漏气真空炉退火图修善后真空退火图 从图中可以看出修善后真空炉退火后压型无开裂，且表面无黑色氧化物。 4 大大缩 通过各种对比试验，我们论证了铜管压型开裂的问题所在: 1.真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹，且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺 等严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。 2.该批次材料中氧含量较高，促使了退火中“氢病”的产生。 改进措施：
1.对真空炉的修善（已解决） 2.从材料上控制。和供应商协商，用无氧紫铜替代以前的T2-Y。 二紫铜管真空退火工艺优化 情况描叙 在我们的紫铜管压型开裂分析中，我们发现了一个附带问题，高温退火后，产品表面出现晶粒，非常粗糙。这不仅影响产品美观，更会在镀银后引起皮、露铜等 )。 们用φ 1. 2.真空退火炉，退火温度为520～550℃，保温90分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为6件.测试硬度为39HB。试验效果如下图所示 520℃～550℃，保温90分钟退火效果图 3.真空退火炉，退火温度为450℃～480℃，保温90分钟，装炉方式为插装，单炉数量约为6件.测试硬度为37HB。试验效果如下图所示