無氧銅桿生產(chǎn)的工序質(zhì)量管理

1、無氧銅桿生產(chǎn)的工序質(zhì)量管理< 銅陵學院 >2004 年第 4 期 無氧銅桿生產(chǎn) (3-5.-T-序質(zhì)量管理 王金海劉婉容(1.銅陵有色金屬 (集團 )公司 ,安徽銅陵 244000;2.銅陵有色銅材廠 ,安徽銅陵244000)摘要 :本文根據(jù)工序質(zhì)量原理 ,結合上引法生產(chǎn)無氧銅桿坯實例,分析影響無氧銅桿坯質(zhì)量的多種因素 ,并確定了各工序控制點及具體工藝規(guī)程 ,從而得出上引無氧銅桿的質(zhì)量 ,必須從原料進廠開始 層層把關 ,即必須用工序質(zhì) 量來保證的結論 .關鍵詞 :工序質(zhì)量 ;上引連鑄 ;無氧銅桿中圖分類號：TF811 文獻標識碼:A 文章編號：1672 0547(2

2、004)04 0068 021.前言 銅陵有色銅材廠從芬蘭引進的上引法無氧銅桿生產(chǎn)線 , 由熔化爐(8000kg,兩臺 300kw 風冷感應器)，流槽保溫爐(15kw,300kg),鑄造機和收線機等組成該生產(chǎn)線可引 8 根p20mm 的銅桿，年設計生產(chǎn)能力為 9000 噸，投產(chǎn)以來無 氧銅桿線以其優(yōu)良的性能而受到市場的青睞 ,產(chǎn)品銷往國內(nèi) 外.為該廠帶來了良好的經(jīng)濟效益 .但我們也曾經(jīng)遇到各種 各樣的問題 ,比如用戶買回去后拉伸時 ,出現(xiàn)過斷頭多 ,表 面起毛刺 ,空心,導電性能不合格等質(zhì)量問題 ,造成用戶退 貨，產(chǎn)品滯銷筆者結合推廣 IS09000 質(zhì)量認證工作，闡述 對上引法生產(chǎn)無氧銅桿過

3、程中的質(zhì)量控制問題,希與同行們交流探討 .2,工序質(zhì)量原理 工序質(zhì)量是指操作者 ,設備,材料,方法,檢測條件及作業(yè)環(huán)境等因素 ,在產(chǎn)品加工制造過程中 ,綜合保證產(chǎn)品質(zhì)量的程 度或能力 .所以影響工序質(zhì)量的主要因素是人 ,設備 ,材料,方 法 ,檢測和環(huán)境 .人員:指操作者 .在工序控制活動中 ,人是最重要的因素 , 操作者的技術水平 ,質(zhì)量意識 ,情緒波動都要影響工序質(zhì)量 . 設備:指機械設備 ,裝置和工具 .機械設備 ,裝置和工具應 處于良好工作狀態(tài) ,才能保證工序質(zhì)量 .材料 :影響產(chǎn)品的原材料和生產(chǎn)中使用的輔助材料.方法 :指加工工藝 .它包括工藝流程和操作方法 ,流程和 方法的合理性是

4、至關重要的 .檢測 :指測量儀器和方法 .測量儀器的精確度和穩(wěn)定性 , 與測量方法的科學性，也是影響工序質(zhì)量的主要因素之 環(huán)境:指工序所在場所 （地方）的條件.作業(yè)場地必須保證 整潔,適宜的溫度 ,濕度,良好的光照和通風條件等 . 全面質(zhì)量管理工作雖然在我國已經(jīng)開展多年,但仍有部分管理人員 ,特別是領導人員還沒有從管結果上升到管條件 管因素上來 ,還是在成品上 ,檢查上和標準上打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) .因此,我 們只有抓好每道工序質(zhì)量 ,無氧銅桿的質(zhì)量才能得到最終的 保證,由管結果變?yōu)楣軛l件 ,管因素,這才是抓好產(chǎn)品質(zhì)量的 基本原則 .3,無氧銅桿生產(chǎn)工藝 上引法生產(chǎn)無氧銅桿工藝流程為 :原材料 （電解銅）一

5、熔 化一經(jīng)流槽注入保溫爐一上引鑄造一打卷收線 .3,1 原材料質(zhì)量的要求與控制 3,1,1 電解銅中雜質(zhì)及微量元素對銅桿質(zhì)量的影響 無氧銅桿中的雜質(zhì)除與熔煉等工序有關外,主要來自原材料,即電解銅 .雜質(zhì)及微量元素對無氧銅的導電性能和組織 性能有強烈的影響 ,同時,也影響著壓力加工性能 .如:銅中所 有雜質(zhì)和微量元素都不同程度地降低銅的導電性和導熱性68?多元素對銅的導電性的影響相當于各單個元素影響的算術和;很少固溶于銅，危害極大的雜質(zhì)元素有 Bi,Pb,它們與銅形成易熔共晶 ,主要使銅產(chǎn)生熱脆或產(chǎn)生 冷脆 性,嚴重影響銅的壓加性能 :幾乎不固溶于銅 ,并與銅形成熔點較高的脆性化合物的雜質(zhì)氧 ,

6、硫,碲與銅所形成的脆性化合物 (Cu:O,Cu:S, Cu:re)劇烈降低銅的塑性.因此,要按上引法生產(chǎn)無氧銅桿的要求采購電解銅,凡是進廠的電解銅要有明確的化學成份分析報告 ,電解銅主要成 份達不到要求和雜質(zhì)超標者嚴禁入爐 .3.1.2 電解銅表面質(zhì)量對銅桿質(zhì)量的影響 . 化學分析報告表明 ,有些電解銅化學成份符合有關材料 , 但表面質(zhì)量不符合要求 ,如:(1) 電解銅表面銅豆多時 ,氫含量高 ,在高溫下產(chǎn)生氣體 , 因此要求電解銅表面致密 .(2) 電解銅表面不允許有開花粒子 ,因為其中砷 ,銻,鉍, 鉛等雜質(zhì)含量較多 ,在后續(xù)清洗中亦無法消除 .(3) 電解銅表面酸清洗不凈 ,含有大量的銅

7、綠時 ,則入爐 后產(chǎn)生化學反應 :CuSO?5H2O?_+CuO+S02+H20收稿日期 :2004 0828作者簡介:王金海(1964 一) ,男,安徽阜陽人,銅陵有色金屬 (集團)公司技術中心副主 任,高級工程師 ;劉婉容(1967 一).女,安徽濉溪人,銅陵有色銅材廠質(zhì)檢科科長 ,高級工程師 . ?< 銅陵學院 )2004 年第 4 期反應生成的 S02 部分與銅液表面覆蓋的木炭及 CO 氣體作用生成 S 存在于銅液中,S 會顯著降低銅桿的加工塑性，另外 CuO 還可以與 C,CO 作用生成高熔點脆性化合物 CuO.(4) 電解銅露天堆放 ,在潮濕季節(jié) ,尤其在銅陵 ,由于

8、大氣 污染嚴重 ,梅雨季節(jié)酸雨不斷 ,其表面將會被酸雨污染 ,形成 cuCO,?Cu(OH)投爐后會發(fā)生如下化學反應：CuCO3Cu(0H)2+CuC03+CuO+H2OCu0+C02如上所述將嚴重影響銅桿質(zhì)量 .因此 ,電解銅進廠后一定要存放在干燥處 ,嚴禁露天 存放.3.2 熔化工序 該廠所用的熔化爐是臥式園筒式工頻感應電爐,容量為8000kg,有兩臺 300kw 風冷感應器,可自動轉(zhuǎn)動，上面是加料 口(爐門),一個出料口通過流槽與保溫爐相接 ,后面一個出渣 口.工作時把電解銅通過真空吸盤加料機構加入熔化爐內(nèi),然后覆蓋木炭 ,送電熔化 ,此工序質(zhì)量關鍵是：(1) 嚴禁鐵器及其它金屬雜物投入

9、爐內(nèi)：(2) 電解銅投爐前要求干燥：(3) 覆蓋用的木炭要經(jīng)過篩選 ,挑檢,除灰,除雜和除去沒 燒透的木炭 ,投爐前應烘干 ;(4) 木炭覆蓋厚度要保持在 15cm 以上.做到上述四點 可有效地防止 0,H,H20 混入熔體內(nèi)，有 助于提高鑄件的質(zhì)量 ,減少桿材廢品率和斷頭率 .若是上述氣 體溶于金屬液中 ,其溶解度隨著溫度降低而減少 ,在銅液凝固 時析出來 ,形成氣孔 ,當銅桿軋制拉伸時 ,在一定的拉應力作 用下,氣孔處應力集中而成為微裂紋源 ,繼而裂紋擴展導致銅 桿斷裂.同時 ,木炭可起覆蓋 ,保溫和脫氧等多方面的作用 ,木炭和銅水中的氧結合會生成 CO,CO 氣體揮發(fā)，從而達到除氧的 目

10、的.另外，木炭還可以將銅水中的 Cu20 還原.3.3 傾倒銅水和保溫工序當熔化的銅液達到定的溫度(1160- 1170C )時，通過個u形槽注入保溫爐內(nèi)，其內(nèi)襯為石墨，在銅水通過流槽 時,要有保護性氣體燃燒進行保護 ,以防止流動的銅水與空氣 中的 H,02,以及 H20 蒸氣接觸，此工序質(zhì)量要點為：(1) 傾倒銅液前要對流槽充分烘烤 :(2) 應讓用于產(chǎn)生保護性氣體的木炭燃燒 5-10 分鐘,才可以從熔化爐經(jīng)流槽將銅水傾倒入保溫爐：(3) 每次傾倒之前 ,應做二次燃燒試驗 ,若保護氣體能燃 燒,可進行傾倒銅水 ;若不燃燒 ,要查明原因直到再次燃燒試 驗成功 ,方可傾倒銅水 .3.4 上引鑄造

11、工序 上引無氧銅桿就是通過該工序成形的 ,其工藝參數(shù)的控 制尤為重要 ,主要有：鑄造溫度 ,上引速度和冷卻強度 .3.4.1 上引速度 上引速度主要影響桿材的組織結晶 .由于金屬凝固過程 總是從鑄桿表面開始 ,向中心逐漸擴展的 ,因此,液穴應是倒 碗形狀的 .上引速度過快 ,將使鑄桿中心與邊部的溫差增大 , 液穴高度增加 ,易產(chǎn)生裂紋 ,氣孔和空心桿等缺陷 ,同時使晶 粒粗大,組織疏松,加工性能差：上引速度太慢 ,易產(chǎn)生表面裂 紋,且生產(chǎn)效率低 .實際生產(chǎn)中 ,上引速度應隨熔煉溫度的變 化而改變 ,如溫度稍低時 ,速度可適當增加 .3.4.2 鑄造溫度 鑄造溫度是上引最關鍵的參數(shù) ,這是因為熔

12、體的吸氣量 是隨溫度的升高而增加的 ,因此在達到氣體的飽和溶解度之 前,熔煉溫度愈高 ,熔煉時間愈長 ,熔體中含氣量愈多 ,易產(chǎn)生 氣孔等缺陷 ,且金屬晶粒粗大 ,影響加工性能 .當熔煉溫度過 低時 ,金屬流動性差 ,不利于補縮 ,易產(chǎn)生夾渣 ,斷桿等缺陷 ,69?所以銅液溫度必須控制在一定的范圍內(nèi) .3.4.3 冷卻強度 冷卻強度是生產(chǎn)過程中直接影響桿材質(zhì)量的一個重要因 素 .它直接影響晶粒的形狀和大小 .冷卻強度愈大 ,鑄桿心部 至邊緣的溫度梯度愈小 ,過冷度愈大 ,金屬結晶后的晶粒也愈 細 ,鑄桿的強度就愈高 ,塑性也愈好 .生產(chǎn)過程中通常采用降低冷卻水進水溫度 ,在一定限度內(nèi)增大冷卻水壓 ,降低熔煉溫 度等方法 .3.5 打卷收線工序 打卷收線工序是上引鑄桿的最后一道工序 ,該工序質(zhì)量 關鍵為:(1) 收線機的夾緊輪和彎曲輪的工作槽半徑要與鑄桿直 徑匹配 ,槽表面要求光潔 ,否則會造成鑄桿表面不圓和壓痕 .(2) 料框不能有尖角 ,防止碰傷制品表面 .(3) 收線速度要與上引鑄造速度相匹配 ,一般來講 ,銅桿 中間稍微下垂 ,以不影響設備和操作為宜 .若發(fā)現(xiàn)拉直現(xiàn)象 , 應及時調(diào)整收線速度 ,