[发明专利]将有色金属及其合金的线材转换成高伸长率和退火状态的线的方法

说明书

一种将有色金属及其合金的线材转换成具有高伸长率和退火状态的线的方法，其中利用塑性变形过程进行从线材到线的直径减小；对经受塑性变形的金属的温度进行控制，以便在塑性变形过程结束时使线处于高于或等于再结晶温度的温度；这避免了在常规生产技术中必需的退火热处理，实现了生产成本的显著节省以及具有与经受退火的线类似的特性的线。

技术领域

本发明涉及一种将有色金属及其合金的线材转换成具有高伸长率和退火状态的线的方法。为了简单起见，在下文中，线材的材料以及由其获得的线的材料将称为“金属”，无论该材料是由金属构成还是该材料由金属合金构成。

背景技术

众所周知，用于电气用途的有色金属(特别是铜或铝)线材的初始加工(通常称为粗加工步骤或简单粗加工)是使用单线和双线的多级模板，即在两个线材上同时并行工作的模板。

对于ETP或FRHC或无氧铜，粗加工模板基本上用于将直径为8mm的线材减少到直径在2-1.5mm范围内的线。

最常用的范围是直径2-1.8mm附近，因为由于机器的固有限制，更小的直径会过度减少小时生产率。

对于铝，即线材的最常见的起始直径是9.5mm，其减小到约2.5mm的最小直径。

多级模板基本上由一系列模板组成，与拉丝绞盘交替。线减小到较小的直径，因为它必须在绞盘的牵引下穿过模板的锥形孔。

由拉拔产生的冷变形减小了金属晶格的单元的尺寸，并且总是对金属产生硬化效应，即断裂载荷的增加同时显著降低了伸长百分比。

在一些情况下，追求这种效果是为了增加线的断裂负荷；然而，在大多数情况下，当线需要进行进一步的冷加工时，这种硬化效应意味着线需要经受退火的热处理，因为线在低于一定的伸长率极限时不再具有塑性和延展性且在应变下断裂并且因此不可能使其经受塑性变形过程。

拉拔之后的线的退火的必要性在用于机械用途的铝合金的加工以及用于铜的加工中比在纯铝(称为“E.C.等级”)的加工中更重要，因为这通常不会像铜那样被加工成薄的甚至毛细管直径。

为了优化生产，工业实践是在拉拔后的装配线上使用退火炉以将铝合金或铜的特性恢复到原始状态，也即恢复到具有高可加工性和延展性的条件。由于存在太多用于描述各自行为的用于机械用途的铝合金，因此尽管根据本发明的方法也可以应用于铝合金，然而本说明书主要考虑铜。

线路退火炉基本上是线的加热器和冷却器，其通常(通常通过焦耳效应)首先进入再结晶温度非常短的时间，然后通过剧烈冷却返回到环境温度。该处理在受控气氛中进行，以防止由于高温而发生的线表面的氧化。

这种热处理消除了铜在模板冷变形期间经历的硬化，使线的伸长率恢复到35-40％附近，但是它对线的生产成本具有相当大的影响。

仅举例来说，市场上最有名的现代多级单线模板之一(可以在25米/秒生产速度下将直径为8mm的ETP铜的线材转换为直径为2mm的线)需要为模板安装约350kW的功率，并为退火炉安装约220kW的功率。考虑到通常使用大约70％的安装功率，我们实际耗电量为245kWh，退火炉耗电量为154kWh。

在每小时生产率约2.5t/h的情况下，退火操作需要消耗150kWh附近的电功率除以2.5t/h，即每生产一吨线消耗约60kWh。

因此，总的来说，采用这种常规方法，每生产一吨线消耗约160kWh的能量。

常规生产技术中必需的退火炉的使用对生产的总成本具有相当大的影响，这是由于其摊销和由于其操作所需的能量成本，这增加了拉拔所需的能量。

发明内容

本发明的目的是设计一种将有色金属及其合金的线材转换成具有高伸长率和退火状态的线的方法，这使得可以明显降低生产的总成本。