[发明专利]一种黄铜在线退火的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及黄铜加工领域，特别涉及一种黄铜退火的装置及方法。

背景技术

传统工业上普遍使用的易切削黄铜均为含铅黄铜(HPb59-1，HPb59-2，HPb63-3)，铅黄铜具有极好的切削性能和加工性能，因而被广泛地应用于多种制造行业中，如钟表、制锁、电器、通讯、打火机等较大型机械中需要精密切削加工的各种零件。但是，铅黄铜中的铅元素对人体有极大危害可直接导致肝肾等疾病，且会严重影响儿童的智力发育。因此，在工业生产中，含铅黄铜制品已被限制使用，甚至使用无铅黄铜替代。硅黄铜是一种低成本、并可作有效替代铅黄铜的一种新材料。但是，硅黄铜硬度大，难以进行热挤压或冷拉拔加工，限制了硅黄铜的工业化生产和使用范围。

目前，常使用再结晶退火(软化退火)来软化硅黄铜，达到硅黄铜的工业化生产要求和使用范围，其具体步骤如下：1、热挤压和粗拔后进行中间退火，温度范围为500℃～700℃，保温时间为5h～6h；2、酸洗去除氧化皮；3、冷拔处理；4、重复冷拔处理，直至拉成要求尺寸，再进行最终退火和酸洗。该工艺一般需要对热挤压后的硅黄铜进行多次冷拉拔和退火处理，工艺复杂，耗时长，耗能大。同时，由于退火温度较高，在黄铜表面形成黑色或深绿色氧化层，需要进行酸洗处理，对环境污染严重，无法进行高效率、低能耗的批量生产。

一种工艺简便、生产周期短、生产成本低、低能耗、清洁无污染的黄铜在线退火装置及方法成为解决问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简便、生产周期短、生产成本低、低能耗、清洁无污染的黄铜在线退火装置及方法。

为了实现上述目的，采用以下装置和方法：

一种黄铜在线退火的装置包括：一个由左支架和右支架固定而成的主支架；在左支架的左侧中部设有一个进线导轮，在左支架的右侧中部设有一个出线导轮，在左支架的中部设有一个管式炉；在右支架上部设有步进电机，在步进电机的下方设有一枚固定的小齿轮，小齿轮与一个大齿轮相咬合，大齿轮固定在一个齿轮轴上，齿轮轴两端设有上轴承和下轴承；在右支架下部设有电脉冲发生装置；在右支架的右侧设有一个可编程控制箱。

优选的是，所述管式炉炉管中心线与齿轮轴工作重心处于同一延长线上。

优选的是，所述进线导轮和出线导轮位于管式炉炉管中心线的延长线上。

优选的是，所述可编程控制箱分别与步进电机、管式炉和电脉冲发生装置电连接。

优选的是，在所述管式炉内设有两个电接触片，电接触片分别与电脉冲发生装置的正、负极电连接。

优选的是，所述轴承的型号与齿轮轴颈尺寸相匹配。

优选的是，所述上轴承和下轴承均采用内圈固定，外圈转动方式。

一种黄铜在线退火的方法，包括以下几个步骤：

a、将黄铜线材依次穿过进线导轮、管式炉和出线导轮，将黄铜线材的前端固定在齿轮轴上；

b、高温退火：通过管式炉将位于管式炉内的黄铜线材预热至300～400℃，并保温处理30～60min；

c、电脉冲辅助退火：将电脉冲发生装置的正、负极与经过预热处理的黄铜线材相连，将脉冲电压为1～1000V，脉冲频率为1～100Hz，处理时间为1～150s；

d、开启步进电机，步进电机带动齿轮轴转动，将经过退火处理的黄铜线材移出管式炉。

优选的是，所述电脉冲辅助退火的脉冲电压为500～800V，脉冲频率为8～20Hz。

本发明的有益效果是：

(1)采用电脉冲发生装置对黄铜进行辅助退火，可以有效的降低黄铜的退火温度，缩短黄铜退火时间，提高了生产效率降低能耗，节约成本；同时，由于退火温度较低，降低了黄铜线材表面氧化程度，无需酸洗去除氧化层，减少对环境造成污染，达到节能高效无污染目的。

(2)配有可编程控制箱，通过可编程控制箱对黄铜运行速度和脉冲发生装置工作时间进行精确校准调节，从而有效地控制黄铜再结晶回复过程，控制晶粒的尺寸。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明的流程图。

图3是未经退火处理黄铜的微观组织图。

图4是经本发明处理后的黄铜线材的微观组织图。

图5(a)和图5(b)分别在300℃和400℃温度下保温预热30min分钟未经过电脉冲辅助退火处理的黄铜线材的微观组织图。