铜线拉伸过程中铜粉产生的原因及对策ppt课件

.,1,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,.,2,1、H62组织,H62含铜量为60.5%63.5%，余量为锌含量。由于它具有+双相组织，其中相是Zn溶于铜中的固溶体，面心立方晶格，塑性好。高温有较好的塑性，故适合热加工。低温相是以电子化合物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,.,3,2、铜锌二元合金相图,.,4,根据Cu-Zn平衡状态图，H62黄铜室温下应该是单相组织，或是相和少量由相转变而成的相的双相组织。但由于实际冷却条件下难以进行平衡结晶和转变，使相的量多于平衡态，并且相分布于相之间，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，材料中硬脆的相(相)的存在，使材料的加工率受到限制。经退火处理后，材料中相(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相(相)的多少，从而影响材料性能。,.,5,二、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。,.,6,三、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。,.,7,1、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、-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。,.,8,（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。较普遍。,退火硬化特点：（1）硬化值与合金成份有关成份高，高；（2）硬化值与冷变形程度有关冷变形程度高，高；,.,9,2、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,.,10,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,.,11,三、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。,.,12,2、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,.,13,3、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。,.,14,4、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。,.,15,5、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