h62黃銅帶的應(yīng)用領(lǐng)域研討及其產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)

H62黃銅帶的應(yīng)用領(lǐng)域研討及其產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總說(shuō)明由于H62黃銅帶具有良好的塑性和較高的強(qiáng)度,可切削加工性能好，易焊接，對(duì)一般腐蝕非常安定,因此得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各生產(chǎn)建設(shè)領(lǐng)域所必須的材料，H62黃銅帶主要應(yīng)用于建筑、電子、電信設(shè)備及家用電器的接插件及配件、服裝飾件、車用水箱等行業(yè)。本設(shè)計(jì)結(jié)合中鋁上海銅業(yè)有限公司的相關(guān)資料，同時(shí)參考了多家現(xiàn)代銅板帶材廠的資料，對(duì)H62黃銅帶的工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)，產(chǎn)品規(guī)格12600MM，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括編排產(chǎn)品的工藝流程，進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)備選型，制定熔煉工藝，編制軋制制度（包括壓下規(guī)程、速度制度、溫度制度、張力制度和輥型制度），和有關(guān)計(jì)算（包括力能參數(shù)計(jì)算、軋輥強(qiáng)度校核，機(jī)架強(qiáng)度校核和電機(jī)能力校核等），用CAD軟件繪制相關(guān)圖形（包括軋輥受力分析及其內(nèi)力圖、負(fù)荷圖、軋制節(jié)奏圖及車間平面工藝布置圖等），用VB軟件編制用于計(jì)算力能參數(shù)的程序等。本設(shè)計(jì)力圖設(shè)計(jì)出厚度精確、尺寸偏差小、表面光潔、板形好、性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)H62黃銅帶，所采用的設(shè)備都是經(jīng)參考相關(guān)資料對(duì)比后選取的最佳設(shè)備，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、環(huán)保的目標(biāo)。關(guān)鍵詞H62；黃銅帶；應(yīng)用領(lǐng)域；工藝設(shè)計(jì)11502THEDISSCUSSOFH62BRASSSTRIPAPPLICATIONANDDESIGNITSPRODUCTSTECHNICSDESIGEGENERALINFORMATIONSINCEH62BRASSSTRIPHASAGOODPLASTICITYANDHIGHSTRENGTH,GOODCUTTINGPROCESS,EASILYWELDED,ANDCORROSIONRESISTANT,ITHASBEENUSEDINAMOREWIDELYTERRITORYANDBECOMETHENECESSARYMATERIALOFTHEPRODUCTIONCONSTRUCTIONINTHEFIELDOFNATIONALECONOMYH62BRASSSTRIPMAINLYUSEDINCONSTRUCTION,ELECTRONICS,TELECOMMUNICATIONSEQUIPMENTANDHOUSEHOLDAPPLIANCES,CONNECTORSANDPARTSCLOTHINGACCESSORIES,AUTOMOTIVETANKSANDOTHERINDUSTRIES22國(guó)內(nèi)外銅板帶的需求83設(shè)計(jì)方案931生產(chǎn)方案的選擇9311生產(chǎn)方案選擇的依據(jù)9312生產(chǎn)方案的確定932主要生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡(jiǎn)介10321主要生產(chǎn)工藝和工序10322設(shè)備簡(jiǎn)介284工藝制度制定3941熔煉工藝制定3942加熱工藝的制定4143軋制制度制定41431壓下規(guī)程制定41432速度制度47433溫度制度50434張力制度51435輥型制度535力能參數(shù)的計(jì)算5651力能參數(shù)計(jì)算程序56511力能參數(shù)計(jì)算程序界面56512力能參數(shù)計(jì)算程序編碼5852軋制力的計(jì)算62521熱軋軋制力的計(jì)算62522冷軋軋制力的計(jì)算6653軋制力矩的計(jì)算68531熱軋軋制力矩的計(jì)算696設(shè)備強(qiáng)度及電機(jī)能力的校核7261軋輥強(qiáng)度校核計(jì)算72612冷軋四輥可逆軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核7462電機(jī)能力校核76621熱軋二輥可逆式軋機(jī)主電機(jī)校核7663軋機(jī)機(jī)架強(qiáng)度校核78附圖七冷軋四輥可逆式軋機(jī)軋輥圖109附圖八車間平面工藝布置圖（一）110附圖九車間平面工藝布置圖（二）1111緒論11概述111研究目的和意義本課題研究對(duì)象H62黃銅帶有極為良好的塑性和較高的強(qiáng)度，可切削加工性能好，易焊接，對(duì)一般腐蝕非常安定,但易產(chǎn)生腐蝕開裂，它的機(jī)械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密儀器、船舶的零件、槍炮的彈殼等；本課題研究設(shè)計(jì)H62黃銅帶現(xiàn)代化生產(chǎn)線上的生產(chǎn)工藝，并研究其應(yīng)用領(lǐng)域，采用先進(jìn)、成熟的生產(chǎn)工藝，采用達(dá)到或接近國(guó)際水平的裝備，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，開發(fā)新產(chǎn)品新技術(shù)，增加有效供給，不斷推出適應(yīng)市場(chǎng)需要的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和高檔次，高水平的產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益。112材料特征H62黃銅表示平均含銅量為62的普通黃銅，H62為含銅量為605635,余量為鋅含量特性有良好的力學(xué)性能，熱態(tài)下塑性好，冷態(tài)下塑性也可以，切削性好，易釬焊和焊接，耐蝕，但易產(chǎn)生腐蝕破裂。此外價(jià)格便宜，是應(yīng)用廣泛的一個(gè)普通黃銅品種。H62，在室溫下相較相硬得多，因而可用于承受較大載荷的零件。兩相黃銅可在600以上進(jìn)行熱加工。兩相黃銅顯微組織為亮白色的固溶體，是CUZN為基的有序固溶體。CUZN二元相圖見圖11。物理性能液相點(diǎn)，906固相點(diǎn)，899消除內(nèi)應(yīng)力的低溫退火溫度270300。圖11CUZN合金相圖113產(chǎn)品性能及用途黃銅帶具有很高的強(qiáng)度，塑性好，切削加工性好，易焊接，耐蝕性好，延展性及深沖性能優(yōu)異，可鍍性好，可用于制造精密儀器、船舶的零件、槍炮的彈殼等。銅板帶材主要用于建筑、電子、電信設(shè)備及家用電器的接插件及配件、服裝飾件、車用水箱等行業(yè)。其中建筑行業(yè)用銅板帶消費(fèi)市場(chǎng)主要集中在歐美國(guó)家，近年來(lái)由于歐美經(jīng)濟(jì)不景氣拉低了建筑行業(yè)用銅板帶的消費(fèi)量。其對(duì)新工藝、新設(shè)備的研發(fā)投入較少，重點(diǎn)放在對(duì)新合金品種的開發(fā)以及對(duì)原有設(shè)備的改造。國(guó)內(nèi)銅板帶消費(fèi)領(lǐng)域主要集中在電子、電信設(shè)備及家用電器的接插件及配件、服裝飾件、車用水箱等行業(yè)。其中引線框架銅帶、接插件用銅材、電纜帶、光伏銅帶、變壓器帶、超薄水箱帶是近期銅板帶消費(fèi)的熱點(diǎn)。隨中國(guó)銅板帶消費(fèi)市場(chǎng)所占世界消費(fèi)市場(chǎng)份額比重逐步加大，其消費(fèi)習(xí)慣對(duì)世界銅板帶材的生產(chǎn)工藝技術(shù)及裝備的發(fā)展起決定性作用。12國(guó)內(nèi)外銅板帶材生產(chǎn)狀況121銅板帶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀世界銅加工業(yè)發(fā)展已有三百多年的歷史。上世紀(jì)60年代以前，歐洲和美洲銅板帶材加工憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)居于領(lǐng)先地位，造就了如KME、OUTOKUMPU、MKM、WIELAND、OLIN等多家國(guó)際知名的跨國(guó)銅加工企業(yè)。上世紀(jì)7080年代，日本和韓國(guó)銅加工業(yè)開始崛起，涌現(xiàn)了神戶制鋼、古河電子、三菱材料、三寶伸銅和豐山等著名銅加工企業(yè)，從技術(shù)和產(chǎn)能上開始與歐美企業(yè)相抗衡。1增加相應(yīng)的過(guò)程檢測(cè)及控制軟件以更加準(zhǔn)確的判斷并控制坯料的厚差和板形。2強(qiáng)化各生產(chǎn)工序的質(zhì)量控制并注重各工序之間的有效銜接，建立標(biāo)準(zhǔn)化操作流程以減少人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及其均一性的影響。3更加注重對(duì)坯料表面質(zhì)量的保護(hù)（如表面刷磨、表面襯紙、自動(dòng)包裝等手段的采用）。4對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的建模仿真優(yōu)化技術(shù)在坯料軋制中得到充分采用。5表面檢測(cè)設(shè)備的開發(fā)及應(yīng)用對(duì)重要生產(chǎn)工序產(chǎn)品的了解及掌握和下游產(chǎn)業(yè)對(duì)其生產(chǎn)產(chǎn)品的掌控更加有力。6設(shè)備制造業(yè)的專業(yè)化分工更為明確。7近十年來(lái)國(guó)內(nèi)引進(jìn)了大量世界一流的銅板帶生產(chǎn)裝備。8在引進(jìn)國(guó)外板帶生產(chǎn)裝備的同時(shí)國(guó)內(nèi)的裝備制造業(yè)也得到了充分的發(fā)展。9由于國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)相對(duì)薄弱，目前的裝備設(shè)計(jì)及制造大多以仿造為主，缺少自主開發(fā)創(chuàng)新能力。10在步進(jìn)爐、熱軋機(jī)、鐘罩式退火爐等設(shè)備的設(shè)計(jì)及制造已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。11部分配套元件（如電控件、檢測(cè)件、液壓件及軸承）的設(shè)計(jì)及制造水平較低。124銅板帶生產(chǎn)工藝及裝備的發(fā)展趨勢(shì)銅加工技術(shù)體現(xiàn)在銅及銅合金材料的制備及銅加工產(chǎn)品的各個(gè)生產(chǎn)工序和采用的生產(chǎn)設(shè)備中。銅加工技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)與生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)參數(shù)的改進(jìn)以及生產(chǎn)裝備的更新?lián)Q代密切相關(guān)。其發(fā)展趨勢(shì)的普遍特征是在追求高性能、高質(zhì)量的前提下追求高效率、低能耗和自動(dòng)化。從上述分析中可以看出，目前我國(guó)銅板帶行業(yè)還面臨著很多問(wèn)題，在很大程度上嚴(yán)重制約了行業(yè)的整體發(fā)展和提升一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾突出，產(chǎn)品檔次低，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品相比，仍然存在很大的差距，幾乎無(wú)法進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，技術(shù)含量高的高端產(chǎn)品大量依靠進(jìn)口；二是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)粗放，集約化程度低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雷同，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)低檔銅板帶市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，企業(yè)效益不高；三是技術(shù)開發(fā)能力薄弱，缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，無(wú)法形成核心競(jìng)爭(zhēng)力。為促進(jìn)我國(guó)銅板帶生產(chǎn)的健康發(fā)展，國(guó)內(nèi)銅加工企業(yè)應(yīng)立足現(xiàn)有的基礎(chǔ)，加速企業(yè)的改組、改制，進(jìn)行戰(zhàn)略重組，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。同時(shí)，應(yīng)以骨干企業(yè)為核心，加強(qiáng)銅板帶工程技術(shù)開發(fā)中心的建設(shè)，全面提高我國(guó)銅板帶生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品研發(fā)能力，努力打造世界先進(jìn)的銅板帶生產(chǎn)基地，從根本上改變我國(guó)銅板帶的主要生產(chǎn)技術(shù)和高精產(chǎn)品依靠進(jìn)口的局面。13設(shè)計(jì)項(xiàng)目提出背景H62黃銅帶是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各生產(chǎn)建設(shè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的材料，H62黃銅帶主要應(yīng)用于建筑、電子、電信設(shè)備及家用電器的接插件及配件、服裝飾件、車用水箱等行業(yè)，行業(yè)需求甚廣。本設(shè)計(jì)力圖設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的性能良好的H62黃銅帶，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、環(huán)保的目標(biāo)。2市場(chǎng)分析21國(guó)內(nèi)外銅板帶消費(fèi)任何工業(yè)的發(fā)展都離不開消費(fèi)市場(chǎng)的支撐，消費(fèi)市場(chǎng)的變化是產(chǎn)品加工工藝及裝備發(fā)展的源動(dòng)力。211銅板帶市場(chǎng)供應(yīng)狀況世界金屬統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010年世界銅板帶材主要生產(chǎn)國(guó)家包括中國(guó)、德國(guó)、日本、美國(guó)、意大利等國(guó)家。從2010年全球銅板帶材產(chǎn)銷量來(lái)看，北美和亞洲地區(qū)消費(fèi)量均出現(xiàn)增長(zhǎng)，歐洲地區(qū)出現(xiàn)下滑；亞洲產(chǎn)消量的增長(zhǎng)主要是由于中國(guó)的拉動(dòng)。美國(guó)緩慢增長(zhǎng)是由于政府經(jīng)濟(jì)刺激及出口貿(mào)易改善；日本因出口和國(guó)內(nèi)消費(fèi)減少出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)下滑；歐洲因新的債務(wù)危機(jī)延緩了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)預(yù)期。2010年世界銅板帶消費(fèi)區(qū)域分布如圖21所示。圖212010年世界銅板帶消費(fèi)區(qū)域分布22國(guó)內(nèi)外銅板帶的需求近十年來(lái)，國(guó)外銅板帶材加工企業(yè)由于消費(fèi)量趨于穩(wěn)定，產(chǎn)能和消費(fèi)量趨于平衡。國(guó)內(nèi)普通銅板帶材的需求量基本穩(wěn)定，高精度專用銅板帶材的需求量增長(zhǎng)速度較快，尤其是電力、電信、電子工業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)專用產(chǎn)品如變壓器銅帶、電纜帶、光伏銅帶、接插件用銅材、引線用框架銅帶、水箱銅帶等高精度的紫黃銅板帶材需求量增長(zhǎng)較快。而國(guó)內(nèi)近年來(lái)小型銅加工企業(yè)的迅速發(fā)展，技術(shù)含量低的銅加工材產(chǎn)品相對(duì)過(guò)剩，高精度、高性能、高技術(shù)含量的銅板帶材生產(chǎn)能力不足，對(duì)合金成份、表面光潔度、尺寸和形狀精度、性能要求高的銅板帶材主要依靠進(jìn)口解決。3設(shè)計(jì)方案31生產(chǎn)方案的選擇311生產(chǎn)方案選擇的依據(jù)生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，二者應(yīng)同時(shí)加以考慮，確定生產(chǎn)方案時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)1金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求品種和規(guī)格不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么設(shè)計(jì)的車間就有很大差別，例如板帶材生產(chǎn)車間和管棒生產(chǎn)車間就有根本的區(qū)別。若產(chǎn)品質(zhì)量要求不同就是同一種合金品種和規(guī)格也可以采用不同的生產(chǎn)方案。3熱擠壓法某些重有色金屬采用圓鑄錠，通過(guò)擠壓機(jī)生產(chǎn)帶材，產(chǎn)品質(zhì)量好。適合于產(chǎn)量不大、品種少的帶材生產(chǎn)。4連鑄連軋法板帶連鑄連軋?jiān)O(shè)備由鑄軋機(jī)和冷軋機(jī)組成。目前我國(guó)生產(chǎn)厚度為67MM的鑄軋鋁板，直接供給冷軋機(jī)和鋁箔軋機(jī)，實(shí)現(xiàn)連鑄連軋生產(chǎn)線。此法廢料損失少，成品率高；生產(chǎn)工序少，周期短，生產(chǎn)效率高。連鑄連軋法生產(chǎn)的帶材可以作箔材坯料、建筑材料及日用器皿等。帶式法具有設(shè)備的機(jī)械化，自動(dòng)化程度高，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高速化與連續(xù)化，勞動(dòng)強(qiáng)度小；產(chǎn)量高，質(zhì)最好，金屬損失少，成品率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中熱軋采用的是塊式法，冷軋采用的是帶式法。32主要生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡(jiǎn)介321主要生產(chǎn)工藝和工序1制訂生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)所謂的生產(chǎn)工藝流程是指把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來(lái)。確定車間生產(chǎn)工藝流程是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，它直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)是否可以滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，具有最低的消耗、最小的車間、最少的設(shè)備和最低的成本，并且有利于提升產(chǎn)品質(zhì)量和將來(lái)發(fā)展，具有最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效果和較好的勞動(dòng)工作條件。制定生產(chǎn)流程的主要依據(jù)主要有以下幾點(diǎn)根據(jù)生產(chǎn)方案的要求。由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大的差別。根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求。為了滿足產(chǎn)品的技術(shù)條件要求，就是要有相應(yīng)的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。BNBBB（31）式中B成品寬度，MM；N成品寬度的倍數(shù)；B總切邊量，MM；B熱軋寬展量，MM；根據(jù)計(jì)算產(chǎn)品的規(guī)格，本設(shè)計(jì)所選鑄錠尺寸如表31所示。表31鑄錠尺寸規(guī)格產(chǎn)品牌號(hào)規(guī)格鑄錠規(guī)格（厚寬長(zhǎng)），MMH62126001706305100錠坯的質(zhì)量要求鑄錠的質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品加工的工藝性能及最終質(zhì)量的影響很大，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)板帶材產(chǎn)品的基礎(chǔ)。很大鑄造缺陷如冷隔、裂紋、縮孔、偏析、夾雜、氣孔等常常是各種廢品的主要原因，而大部分內(nèi)部缺陷只有在加工過(guò)程中才被暴露，從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量惡化及成品率低。通常對(duì)鑄錠質(zhì)量要求如下A錠坯的化學(xué)成分必須符合GB/T52312001加工銅及銅合金化學(xué)成分和產(chǎn)品形狀的規(guī)定，并且成分均勻。鑄錠化學(xué)成分不均勻或不符合GB/T規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，不僅惡化加工過(guò)程的工藝性能，導(dǎo)致加工困難，而且產(chǎn)品最終性能達(dá)不到要求而成為廢品。B錠坯尺寸及偏差應(yīng)滿足工藝要求。因?yàn)殄V坯的厚薄嚴(yán)重不均時(shí)，可導(dǎo)致軋制時(shí)的不均勻變形嚴(yán)重，增加出現(xiàn)裂紋的可能性，同時(shí)也難以得到好的板形；錠坯寬度偏差過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致增加切變損失。C錠壞表面應(yīng)平整光潔，無(wú)冷隔（成層）、裂紋、偏析瘤、氣孔及夾雜等缺陷。冷隔導(dǎo)致熱軋后表面粗糙，或起皮、裂邊；裂紋使鑄錠內(nèi)部氧化，熱軋開裂、起皮；氣孔不能壓合，引起表面起皮或起泡；B終軋溫度塑性圖不能反映熱軋終了金屬的組織與性能。當(dāng)熱軋產(chǎn)品組織性能有一定要求時(shí)，必須根據(jù)第二類再結(jié)晶圖確定終軋溫度。終軋溫度要保證產(chǎn)品所要求的性能和晶粒度。溫度過(guò)高晶粒粗大，不能滿足性能要求，而繼續(xù)冷軋會(huì)產(chǎn)生軋件表面桔皮和麻點(diǎn)等缺陷，當(dāng)冷軋加工率較小時(shí)，還難以消除。終軋溫度過(guò)低引起加工硬化，能耗增加，再結(jié)晶不完全導(dǎo)致晶粒大小不均及性能不合。終軋溫度還取決于相變溫度，在相變溫度以下，將有第二相析出，其影響由第2相的性質(zhì)決定。一般會(huì)造成組織不均，降低合金塑性，造成裂紋以致開裂，終軋溫度一般取相變溫度的06507左右。本設(shè)計(jì)中H62黃銅采用的開軋溫度為800850，終軋溫度為550650。熱軋速度為了提高生產(chǎn)率，保證合理的終軋溫度應(yīng)采用高速軋制。但是，熱軋過(guò)程中硬化和軟化過(guò)程的轉(zhuǎn)化方向，關(guān)鍵取