專利名稱：一種超大直徑陽極磷銅球的生產方法
技術領域：
本發明屬于用于電鍍的磷銅球技術領域，具體涉及到一種超大直徑陽極磷銅球的生產方法。
背景技術：
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用于印制電路板、五金、裝飾等工業領域。目前我國電鍍銅陽極大部分為球狀，直徑在20 40mm之間，而PCB行業的龍頭——日本和韓國所用球狀銅陽極直徑均在55mm左右。由于小球電鍍時邊角料多，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，節約了成本，大大提高了生產效率。Φ 55mm磷銅球成型技術是一道世界級技術難題。日本和韓國生產Φ 55mm磷銅球一般采用下引連鑄的方法生產超大規格棒還，在棒還上用挖球機生產Φ55ι πι磷銅球,此工藝缺陷為產量小、陽極磷銅球內部結晶組織疏松。國內一些大的印制電路板企業已認識到大球在電鍍中的優點,但由于Φ55mm超大規格磷銅球規模化生產在國內尚屬空白，因此每年需從韓國進口 Φ55πιπι磷銅球以滿足國內生產需求。中國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中軋制成形，該軋機上裝有一對具有相同孔型且同向旋轉的軋輥，所述軋輥主要由與銅球外形相應的凸棱、圓弧形槽和直槽底構成，孔型為I 4頭。軋制過程連續進行，軋輥每旋轉一周生產一個或多個陽極磷銅球，每分鐘可生產30 200個。此發明的優點在于生產效率高，無需加熱，無氧化現象，能耗小，產品質量好，成本低。但只能生產Φ30毫米以下陽極磷銅球，無法生產超大規格Φ55毫米陽極磷銅球。中國專利名稱為PCB電子線路板級磷銅球生產方法(公開號CN101301717A)也公開了一種磷銅球生產方法，它包括如下步驟a、配料，高溫熔煉成磷銅液，并將其鑄造規格直徑55mm的中間產品(棒材)；b、PCB磷銅球軋制，通過生產設備中的球體鞣制模具A和模具B帶動棒材在高速轉動中前進，高速轉動中中間產品棒材自身發熱形成高溫狀態下，并逐步從1/8、1/4、1/2、3/4、7/8，直至整個半成品球體形成；c、PCB磷銅球半成品拋光、清洗、烘干；d、成品自動包裝、重量復檢。此發明具有效率高、耗能低、穩定性強的特點，提高了金屬結晶的致密性，具有良好的推廣價值，但是也只能生產Φ30毫米以下陽極磷銅球。
發明內容
本發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方法。為實現上述發明目的，本發明采用了以下技術方案一種超大直徑陽極磷銅球的生產方法，其包括如下步驟
1)、將純銅在熔化爐內熔化成銅液，再將銅液經流槽送入保溫爐內，在銅液經流槽流動的同時加入磷銅中間合金，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出磷銅合金桿；
3)、將上述所得的磷銅合金桿送入連續擠壓機進行擠壓，磷銅合金桿在擠壓輪的帶動下被強迫壓入擠壓腔體，按照所設計的尺寸被擠出并得到超細晶粒磷銅桿坯；
4)、將上述所得的超細晶粒磷銅桿坯采用冷鐓機冷鐓成型，以形成所設計規格的磷銅球。上述步驟I)中磷銅中間合金是在還原性氣體密閉保護的狀態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。本發明與現有技術相比，具有以下明顯優點
(I)采用還原性氣體保護銅液流經的流槽，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的有效性，使得磷銅中間合金的加入量與保溫爐銅液補充量實現準確控制，確保了最終的產品質量的穩定性。(2)擠壓輪帶動磷銅合金桿進入連續擠壓機時，磷銅合金桿受擋料桿阻擋，被強迫壓入擠壓腔體，此時磷銅合金桿的原有鑄態組織破碎并產生大量形變熱，磷銅合金在擠壓腔體內部的強烈應力和高溫因素的雙重作用下發生再結晶，產生微晶粒組織，并在擠壓腔出口形成超細晶粒磷銅桿坯，超細晶粒磷銅桿坯的內部晶粒致密，有利于電鍍時銅離子的均勻釋出，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出多種尺寸的晶粒致密的超細晶粒憐銅桿還，生廣效率聞;
(4)采用大功率鋼球冷鐓機陰模和陽模合模以成型各種規格的超大規格磷銅球，所得到的磷銅球的表面光滑、圓整，且內部結晶組織致密，外觀和內部質量均比采用現有技術得到的磷銅球有顯著改善。
具體實施例方式下面通過具體操作步驟對本發明做進一步解釋
I、采用上引連鑄法生產磷銅合金桿。將電解銅在熔化爐內熔化成銅液，再將銅液經流槽送入保溫爐內，在銅液經流槽流動的同時加入磷銅中間合金，最后經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的狀態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結晶器生產C>20mm磷銅合金桿。
2、將上一工序得到的Φ 20mm棒坯用連續擠壓法加工為Φ40mm超細晶強化型磷銅桿還。
Φ40πιπι以上大規格磷銅桿坯由于自重的原因，無法用上引鑄造的方法生產，國內現有技術一般主要采用半連續鑄造方法生產大規格磷銅桿坯，所得磷銅桿坯的表面氧化發黑，成品率低。本發明在生產Φ55πιπι磷銅球桿坯過程中增加了一道鑄桿直徑擴張工序，即采用上引連鑄系統生產O20mm棒坯，再用連續擠壓機擠壓擴張加工成Φ40πιπι的棒坯，具體是采用擠壓輪帶動Φ20mm磷銅合金桿進入連續擠壓機，磷銅合金桿受擋料桿阻擋，被強迫壓入擠壓腔體，此時原有鑄態組織破碎并產生大量形變熱，磷銅合金在擠壓腔體內部的強烈應力和高溫因素的雙重作用下發生再結晶，產生微晶粒組織，后通過擠壓腔出口形成Φ 30mm Φ 40mm的超細晶粒磷銅桿還。3、將上一工序得到的Φ40πιπι超細晶強化型磷銅桿坯采用冷鐓成型技術生產Φ 55mm超大規格磷銅球。
C>30mm Φ40ι πι的超細晶粒磷銅桿還,經大功率鋼球冷繳機陰模和陽模合模,成型Φ55πιπι超大規格磷銅球，所得到的磷銅球表面光滑、圓整，內部結晶組織致密，外觀和內部質量比直接用鑄桿挖制成球有顯著改善。
權利要求
1.一種超大直徑陽極磷銅球的生產方法，其包括如下步驟 1)、將純銅在熔化爐內熔化成銅液，再將銅液經流槽送入保溫爐內，在銅液經流槽流動的同時加入磷銅中間合金，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出磷銅合金桿； 3)、將上述所得的磷銅合金桿送入連續擠壓機進行擠壓，磷銅合金桿在擠壓輪的帶動下被強迫壓入擠壓腔體，按照所設計的尺寸被擠出并得到超細晶粒磷銅桿坯； 4)、將上述所得的超細晶粒磷銅桿坯采用冷鐓機冷鐓成型，以形成所設計規格的磷銅球。
2.根據權利要求I所述的超大直徑陽極磷銅球的生產方法，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的狀態下加入流槽中的銅液中。
3.根據權利要求I或2所述的超大直徑陽極磷銅球的生產方法，其特征在于步驟2)中的磷銅合金溶液采用Φ20mm結晶器生產出直徑為20mm的磷銅合金桿。
4.根據權利要求2所述的超大直徑陽極磷銅球的生產方法，其特征在于所述的還原性氣體為一氧化碳。
5.根據權利要求3所述的超大直徑陽極磷銅球的生產方法，其特征在于所述的直徑為20mm的磷銅合金桿被送入連續擠壓機進行擠壓，并在擠壓腔出口形成直徑為30 40mm的超細晶粒憐銅桿還。
6.根據權利要求5所述的超大直徑陽極磷銅球的生產方法，其特征在于所述的直徑為30 40mm的超細晶粒磷銅桿坯經大功率鋼球冷鐓機陰模和陽模合模，成型得到直徑55mm的磷銅球。
全文摘要
本發明屬于用于電鍍的磷銅球技術領域，具體涉及到一種超大直徑陽極磷銅球的生產方法。本發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出磷銅合金桿；隨后將上述所得的磷銅合金桿送入連續擠壓機進行擠壓，磷銅合金桿在擠壓輪的帶動下被強迫壓入擠壓腔體，按照所設計的尺寸被擠出并得到超細晶粒磷銅桿坯；最后將上述所得的超細晶粒磷銅桿坯采用冷鐓機冷鐓成型，以形成所設計規格的磷銅球。采用本發明的生產方法所得到的磷銅球的表面光滑、圓整，且內部結晶組織致密，外觀和內部質量均比采用現有技術得到的磷銅球有顯著改善。
文檔編號C22C1/03GK102615482SQ201210116779
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者劉婉容, 劉宏, 劉綱, 周本植, 田軍, 陳俊 申請人:銅陵有色股份銅冠電工有限公司