宣布时间：2021-05-10点击：6436
摘要：对紫铜管退火后爆发氧化、开裂的原因及革新步伐进行剖析探讨 ，接纳井式真空�；て战凶扑竿嘶鹑〈虐宓墓ひ占苹� ，使紫铜管退火后爆发氧化、开裂的现象获得显著改善。
要害词：紫铜管；退火；氧化；开裂；灼烁退火中图分类号：TM623 文献标识码：A文章编号：11-5004（2018）07-0262-2
国标牌号T2铜因其具有良好的导电性、导热性及相比无氧铜的经济性 ，成为制作机车电缆连接附件铜管接线头的***原质料。采购时 ，为便于运输、制止转运、存储历程中可能爆发的堆压变形现象 ，交货时状态定为硬态（Y)。为包管其具有良好的加工塑性 ，需在压制成型前进行退火 ，去除内应力 ，消除加工硬化 ，获得良好的塑性和晶粒组织 ，以确保压制成型时不爆发开裂现象。本文主要探讨铜管经箱式电阻炉退火后 ，泛起铜管外貌氧化严重、开裂等现象 ，剖析其爆发原因 ，并通过革新设备 ，接纳井式真空炉 ，通过预抽真空 ，加�；て盏募苹� ，经试验比照后 ，使氧化严重、以及开裂等现象获得显著改善。
1.退火氧化、开裂原因剖析
T2铜主要化学成份见表1 ，力学性能指标见表2。
在没有革新退火设备之前 ，接纳小型箱式电阻炉进行高温快速加热（温度700℃ ，保温15分钟）退火 ，冷却方法为水冷 ，单炉装炉量凭据铜管规格巨细差别 ，每炉约莫在500件~1000件之间 ，装炉方法为混装堆放。凭据此工艺 ，加工出的产品具有氧化皮严重、晶粒粗大 ，压型开裂等缺点。
1.1氧化现象原因剖析
铜在还原气氛中退火 ，易与空气中的氧气爆发反应 ，爆发氧化铜 ，其化学反应式为：2Cu+O2==2CuO ，即通常所说的氧化现象。箱式电阻炉加热时 ，因为不是在真空状态下 ，炉内介质主要为空气 ，经高温加热后 ，紫铜管易与空气中的氧、二氧化碳、水蒸汽等爆发反应形成氧化膜。由于装炉前 ，铜管外貌被油污染 ，连续退火后 ，炉内所积累的油烟杂质、灰尘、炭黑等物质无法循环排出 ，造成氧化现象越来越严重。另外出炉温度过高（我公司箱式电阻炉退火出炉温度约为700℃） ，铜与空气接触后迅速爆发氧化 ，也是造成铜管外貌氧化的主要原因。
1.2开裂现象原因剖析
造成开裂的主要原因是由于退火温度过高 ，获得粗大的晶粒组织 ，溶解于金属中的氢气与残留与晶界上的氧化亚铜共晶起还原作用 ，如下式：Cu2O+H2=2Cu+H2O↑ ，爆发的水汽向外逸散 ，凌驾晶界强度 ，***终爆发裂纹 ，即“氢脆”现象。另外由于装炉方法为自由混放 ，装炉量以追求***大生产效率为前题 ，铜管在炉内受热不均匀 ，造成退火不完全 ，晶粒间留有剩余应力 ，也是导致压型开裂的原因之一。
2.改善步伐
氧化现象使电气连接保存隐患 ，降低导电率 ，造成电气连接故障 ，严重时影响机趁魅正常运行；企业需增加酸洗工序去除氧化层 ，增加企业本钱及延迟交货周期� ？严窒蟊⒔隙嗟谋ǚ�
率 ，使企业担负更多的经济损失。为了彻底改善氧化严重及开裂现象 ，需对退火工艺进行完善。
起初 ，我们接纳箱式电阻炉里铺设木炭粉 ，经燃烧获得二氧化碳�；て盏囊� ，虽然效果显著 ，但因操作不便当 ，污染严重 ，而不可批量使用。今后 ，主要接纳用井式炉预抽真空加�；て胀嘶鸸ひ杖〈虐宓南涫酵嘶鸬募苹� ，***终消除了困扰企业多年的退火氧化及开裂现象。
井式真空退火炉主要结构由炉膛、炉胆、温控柜、真空泵几个部分组成 ，其主要事情原理为先对炉胆进行预抽真空至-0.1Mpa ，然后通过炉胆盖进气口充入0.02Mpa~0.04Mpa氮气 ，
作为�；て� ，从而实现灼烁退火。其中重要部件圆形炉胆材质为310S耐高温不锈钢 ，胆壁厚10mm ，其上法兰有硅橡胶密封圈。胆口法兰30mm厚 ，材质为310S耐高温不锈钢 ，罐底为椭圆封头。加热元件材质为Cr20Ni80镍铬电阻带 ，分上、中、下三区环形漫衍于炉膛内 ，使热辐射均匀作用到炉胆。同时炉膛接纳全纤维节能炉衬 ，与砌筑耐火砖相比 ，节电20%以上 ，抵达节能降耗的目的同时 ，减轻炉膛重量、蓄热量小 ，升温快。闭式冷却塔为炉胆盖密封圈提供循环水冷却 ，延长密封圈使用寿命 ，包管真空度及密封效果。炉胆盖设排气阀 ，用于加热历程中的压力调理 ，包管炉内气压稳定于0.1Mpa以下。
为包管铜管在炉内受热均匀 ，考虑到装炉、出炉便当性 ，接纳退火工装盘 ，将铜管逐一安排 ，相互不会爆发碰撞 ，同时包管受热均匀。多层装炉 ，***大限度包管单炉事情效率 ，出炉时只需吊装立柱 ，便可将整炉工件吊出 ，同时为包管生产的连续性 ，出炉时可吊装下一炉工件入炉 ，充分利用炉内余热 ，缩短加热时间 ，实现多班次连续作业。
3.井式真空退火工艺要领
3.1工艺办法
（1）装炉。将工件装入退火工装架 ，吊入炉胆 ，并盖好炉胆盖 ，拧紧螺丝。再将炉胆吊入炉膛。
（2）抽真空。将真空泵与进气口连接 ，预抽真空当炉胆内压力接近-0.1Mpa即可停止抽气 ，并纪录抽真空所用的时间 ，抽真空时间不凌驾6分钟 ，若凌驾需检查设备。保压5分钟 ，视察压力表不得有变革 ，不然需检漏。
（3）充氮气。接通进气口充入氮气 ，当压力表指示在0.02Mpa~0.04Mpa之间即可停止充气。视察压力表不得有变革 ，不然需检漏。
（4）加热并保温。设定加热温度450度~500度 ，保温时间120分钟。加热期间需注意视察压力表 ，注意控制压力 ，确保炉胆内压力控制在0.1Mpa以下且不低于0.05Mpa ，以免爆发因炉胆内气压随炉温升高而引起的太过膨胀而导致的炸炉 ，或气压过低导致空气倒流入炉胆使退火件氧化。随炉冷却至≤50℃方可开炉盖 ，取出工件。
4.效果验证
接纳井式炉预抽真空 ，加�；て胀嘶鸸ひ蘸� ，氧化现象获得彻底改善（如图1、图2） ，为企业省去一道酸洗工序� ？严窒笠泊蠓陆� ，由原来15%的开裂报废率下降到2%。
5.结语
开裂现象直接导致产品报废 ，每年由于开裂造成的产品报废率约占产品总量的5%~20%；氧化现象影响紫铜管的外貌质量 ，影响接线头的导电性能。通过以上革新步伐 ，开裂现象下降到2%、氧化现象获得彻底改善 ，产品质量获得大幅度提升。
来源：中国知网 作者：胡敏
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