專利名稱：一種超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于電鍍的磷銅球技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
陽極磷球是一種含磷的銅基二元合金材料，以球、粒或板狀作為電鍍陽極材料而被廣泛應(yīng)用于印制電路板、五金、裝飾等工業(yè)領(lǐng)域。目前我國(guó)電鍍銅陽極大部分為球狀，直徑在20 40mm之間，而PCB行業(yè)的龍頭——日本和韓國(guó)所用球狀銅陽極直徑均在55mm左右。由于小球電鍍時(shí)邊角料多，容易形成陽極泥渣，造成鍍層粗糙，鍍液渾濁，從而影響了電流效率、鍍液的性能和鍍層的質(zhì)量。而大球在電鍍過程中能充分溶解，克服了小球由于邊角料多形成的陽極泥渣所造成的鍍件有毛刺、不平滑等質(zhì)量問題。另外由于大球所剩邊角料少，不僅提高了陽極利用率，而且減少了鍍液更換的頻率，節(jié)約了成本，大大提高了生產(chǎn)效率。Φ 55mm磷銅球成型技術(shù)是一道世界級(jí)技術(shù)難題。日本和韓國(guó)生產(chǎn)Φ 55mm磷銅球一般采用下引連鑄的方法生產(chǎn)超大規(guī)格棒還，在棒還上用挖球機(jī)生產(chǎn)Φ55ι πι磷銅球,此工藝缺陷為產(chǎn)量小、陽極磷銅球內(nèi)部結(jié)晶組織疏松。國(guó)內(nèi)一些大的印制電路板企業(yè)已認(rèn)識(shí)到大球在電鍍中的優(yōu)點(diǎn),但由于Φ55mm超大規(guī)格磷銅球規(guī)模化生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)尚屬空白，因此每年需從韓國(guó)進(jìn)口 Φ55πιπι磷銅球以滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需求。中國(guó)專利名稱為一種陽極磷銅室溫螺旋孔型斜軋成形方法(公開號(hào)CN1569359A)提供了一種磷銅球成型方法，其特征是在室溫下圓形銅棒料在斜軋機(jī)中軋制成形，該軋機(jī)上裝有一對(duì)具有相同孔型且同向旋轉(zhuǎn)的軋輥，所述軋輥主要由與銅球外形相應(yīng)的凸棱、圓弧形槽和直槽底構(gòu)成，孔型為I 4頭。軋制過程連續(xù)進(jìn)行，軋輥每旋轉(zhuǎn)一周生產(chǎn)一個(gè)或多個(gè)陽極磷銅球，每分鐘可生產(chǎn)30 200個(gè)。此發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)效率高，無需加熱，無氧化現(xiàn)象，能耗小，產(chǎn)品質(zhì)量好，成本低。但只能生產(chǎn)Φ30毫米以下陽極磷銅球，無法生產(chǎn)超大規(guī)格Φ55毫米陽極磷銅球。中國(guó)專利名稱為PCB電子線路板級(jí)磷銅球生產(chǎn)方法(公開號(hào)CN101301717A)也公開了一種磷銅球生產(chǎn)方法，它包括如下步驟a、配料，高溫熔煉成磷銅液，并將其鑄造規(guī)格直徑55mm的中間產(chǎn)品(棒材)；b、PCB磷銅球軋制，通過生產(chǎn)設(shè)備中的球體鞣制模具A和模具B帶動(dòng)棒材在高速轉(zhuǎn)動(dòng)中前進(jìn)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)中中間產(chǎn)品棒材自身發(fā)熱形成高溫狀態(tài)下，并逐步從1/8、1/4、1/2、3/4、7/8，直至整個(gè)半成品球體形成；c、PCB磷銅球半成品拋光、清洗、烘干；d、成品自動(dòng)包裝、重量復(fù)檢。此發(fā)明具有效率高、耗能低、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，提高了金屬結(jié)晶的致密性，具有良好的推廣價(jià)值，但是也只能生產(chǎn)Φ30毫米以下陽極磷銅球。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于電鍍的超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟
1)、將純銅在熔化爐內(nèi)熔化成銅液，再將銅液經(jīng)流槽送入保溫爐內(nèi)，在銅液經(jīng)流槽流動(dòng)的同時(shí)加入磷銅中間合金，磷銅中間合金熔化后與銅液混合得到磷銅合金溶液，所述磷銅合金溶液中銅的含量至少為99. 9%，磷含量為O. 035 O. 065% ；
2)、將上述混合均勻的磷銅合金溶液采用上引鑄造法生產(chǎn)出磷銅合金桿；
3)、將上述所得的磷銅合金桿送入連續(xù)擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓，磷銅合金桿在擠壓輪的帶動(dòng)下被強(qiáng)迫壓入擠壓腔體，按照所設(shè)計(jì)的尺寸被擠出并得到超細(xì)晶粒磷銅桿坯；
4)、將上述所得的超細(xì)晶粒磷銅桿坯采用冷鐓機(jī)冷鐓成型，以形成所設(shè)計(jì)規(guī)格的磷銅球。上述步驟I)中磷銅中間合金是在還原性氣體密閉保護(hù)的狀態(tài)下加入流槽中的銅液中，所述還原性氣體為一氧化碳。上述步驟2)中磷銅合金桿的直徑為6 30mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)
(I)采用還原性氣體保護(hù)銅液流經(jīng)的流槽，解決了熔化爐銅液和磷銅中間合金向密閉的保溫爐添加作業(yè)的有效性，使得磷銅中間合金的加入量與保溫爐銅液補(bǔ)充量實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，確保了最終的產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。(2)擠壓輪帶動(dòng)磷銅合金桿進(jìn)入連續(xù)擠壓機(jī)時(shí)，磷銅合金桿受擋料桿阻擋，被強(qiáng)迫壓入擠壓腔體，此時(shí)磷銅合金桿的原有鑄態(tài)組織破碎并產(chǎn)生大量形變熱，磷銅合金在擠壓腔體內(nèi)部的強(qiáng)烈應(yīng)力和高溫因素的雙重作用下發(fā)生再結(jié)晶，產(chǎn)生微晶粒組織，并在擠壓腔出口形成超細(xì)晶粒磷銅桿坯，超細(xì)晶粒磷銅桿坯的內(nèi)部晶粒致密，有利于電鍍時(shí)銅離子的均勻釋出，增加了電鍍效率；
(3)利用不用尺寸的模具，可以用同一道工序生產(chǎn)出多種尺寸的晶粒致密的超細(xì)晶粒憐銅桿還，生廣效率聞;
(4)采用大功率鋼球冷鐓機(jī)陰模和陽模合模以成型各種規(guī)格的超大規(guī)格磷銅球，所得到的磷銅球的表面光滑、圓整，且內(nèi)部結(jié)晶組織致密，外觀和內(nèi)部質(zhì)量均比采用現(xiàn)有技術(shù)得到的磷銅球有顯著改善。
具體實(shí)施例方式下面通過具體操作步驟對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步解釋
I、采用上引連鑄法生產(chǎn)磷銅合金桿。將電解銅在熔化爐內(nèi)熔化成銅液，再將銅液經(jīng)流槽送入保溫爐內(nèi)，在銅液經(jīng)流槽流動(dòng)的同時(shí)加入磷銅中間合金，最后經(jīng)鑄造得到磷銅合金桿。熔化爐中的銅液及磷銅中間合金間隙地加入保溫爐中，磷銅中間合金的每次加入量與保溫爐每次銅液補(bǔ)充量成比例，使得保溫爐中的磷銅合金溶液中銅的含量至少為99. 9%，磷含量為 O. 035 O. 065%。磷銅中間合金是在還原性氣體密閉保護(hù)的狀態(tài)下加入流槽中的銅液中，所述還原性氣體為一氧化碳，所得混合均勻的磷銅合金用Φ20ι πι結(jié)晶器生產(chǎn)C>20mm磷銅合金桿。
2、將上一工序得到的Φ 20mm棒坯用連續(xù)擠壓法加工為Φ40mm超細(xì)晶強(qiáng)化型磷銅桿還。
Φ40πιπι以上大規(guī)格磷銅桿坯由于自重的原因，無法用上引鑄造的方法生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)一般主要采用半連續(xù)鑄造方法生產(chǎn)大規(guī)格磷銅桿坯，所得磷銅桿坯的表面氧化發(fā)黑，成品率低。本發(fā)明在生產(chǎn)Φ55πιπι磷銅球桿坯過程中增加了一道鑄桿直徑擴(kuò)張工序，即采用上引連鑄系統(tǒng)生產(chǎn)O20mm棒坯，再用連續(xù)擠壓機(jī)擠壓擴(kuò)張加工成Φ40πιπι的棒坯，具體是采用擠壓輪帶動(dòng)Φ20mm磷銅合金桿進(jìn)入連續(xù)擠壓機(jī)，磷銅合金桿受擋料桿阻擋，被強(qiáng)迫壓入擠壓腔體，此時(shí)原有鑄態(tài)組織破碎并產(chǎn)生大量形變熱，磷銅合金在擠壓腔體內(nèi)部的強(qiáng)烈應(yīng)力和高溫因素的雙重作用下發(fā)生再結(jié)晶，產(chǎn)生微晶粒組織，后通過擠壓腔出口形成Φ 30mm Φ 40mm的超細(xì)晶粒磷銅桿還。3、將上一工序得到的Φ40πιπι超細(xì)晶強(qiáng)化型磷銅桿坯采用冷鐓成型技術(shù)生產(chǎn)Φ 55mm超大規(guī)格磷銅球。
C>30mm Φ40ι πι的超細(xì)晶粒磷銅桿還,經(jīng)大功率鋼球冷繳機(jī)陰模和陽模合模,成型Φ55πιπι超大規(guī)格磷銅球，所得到的磷銅球表面光滑、圓整，內(nèi)部結(jié)晶組織致密，外觀和內(nèi)部質(zhì)量比直接用鑄桿挖制成球有顯著改善。
權(quán)利要求
1.一種超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟 1)、將純銅在熔化爐內(nèi)熔化成銅液，再將銅液經(jīng)流槽送入保溫爐內(nèi)，在銅液經(jīng)流槽流動(dòng)的同時(shí)加入磷銅中間合金，磷銅中間合金熔化后與銅液混合得到磷銅合金溶液，所述磷銅合金溶液中銅的含量至少為99. 9%，磷含量為O. 035 O. 065% ； 2)、將上述混合均勻的磷銅合金溶液采用上引鑄造法生產(chǎn)出磷銅合金桿； 3)、將上述所得的磷銅合金桿送入連續(xù)擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓，磷銅合金桿在擠壓輪的帶動(dòng)下被強(qiáng)迫壓入擠壓腔體，按照所設(shè)計(jì)的尺寸被擠出并得到超細(xì)晶粒磷銅桿坯； 4)、將上述所得的超細(xì)晶粒磷銅桿坯采用冷鐓機(jī)冷鐓成型，以形成所設(shè)計(jì)規(guī)格的磷銅球。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟I)中磷銅中間合金是在還原性氣體密閉保護(hù)的狀態(tài)下加入流槽中的銅液中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟2)中的磷銅合金溶液采用Φ20mm結(jié)晶器生產(chǎn)出直徑為20mm的磷銅合金桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的還原性氣體為一氧化碳。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的直徑為20mm的磷銅合金桿被送入連續(xù)擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓，并在擠壓腔出口形成直徑為30 40mm的超細(xì)晶粒憐銅桿還。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的直徑為30 40mm的超細(xì)晶粒磷銅桿坯經(jīng)大功率鋼球冷鐓機(jī)陰模和陽模合模，成型得到直徑55mm的磷銅球。
全文摘要
本發(fā)明屬于用于電鍍的磷銅球技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種超大直徑陽極磷銅球的生產(chǎn)方法。本發(fā)明先將純銅和磷銅中間合金熔化后得到磷銅合金溶液，再將上述混合均勻的磷銅合金溶液采用上引鑄造法生產(chǎn)出磷銅合金桿；隨后將上述所得的磷銅合金桿送入連續(xù)擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓，磷銅合金桿在擠壓輪的帶動(dòng)下被強(qiáng)迫壓入擠壓腔體，按照所設(shè)計(jì)的尺寸被擠出并得到超細(xì)晶粒磷銅桿坯；最后將上述所得的超細(xì)晶粒磷銅桿坯采用冷鐓機(jī)冷鐓成型，以形成所設(shè)計(jì)規(guī)格的磷銅球。采用本發(fā)明的生產(chǎn)方法所得到的磷銅球的表面光滑、圓整，且內(nèi)部結(jié)晶組織致密，外觀和內(nèi)部質(zhì)量均比采用現(xiàn)有技術(shù)得到的磷銅球有顯著改善。
文檔編號(hào)C22C1/03GK102615482SQ201210116779
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者劉婉容, 劉宏, 劉綱, 周本植, 田軍, 陳俊 申請(qǐng)人:銅陵有色股份銅冠電工有限公司