เทคโนโลยีการผลิตแถบทองแดง ลักษณะวิธีการ และแนวทางแก้ไขปัญหาทั่วไป
1. กระบวนการผลิตแถบทองแดง
1. การเตรียมตัวอ่อน:
ตามเป้าหมายการผลิตที่กำหนดไว้ จะมีการเติมบล็อกสังกะสีในปริมาณที่แตกต่างกันลงในวัสดุเศษทองแดงเพื่อผลิตวัตถุดิบทองแดงที่มีข้อกำหนดแตกต่างกัน
2. การทดสอบในห้องปฏิบัติการ:
เพื่อให้มั่นใจว่าการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่มีคุณสมบัติเหมาะสมและเป็นประโยชน์เชิงเศรษฐกิจ ความถูกต้องแม่นยำของผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ความรับผิดชอบของห้องปฏิบัติการคือการรายงานผลการทดสอบไปยังต้นแบบเตาเผาอย่างรวดเร็วและแม่นยำโดยพิจารณาจากบล็อกทองแดงที่ส่งมาเพื่อตรวจสอบ
3. ตัดออก:
แถบทองแดงทั้งหมดถูกดึงด้วยเชือกแขวน วางอย่างมั่นคงบนโต๊ะตัดแบบพิเศษ จากนั้นจึงตัดด้วยเลื่อยล้อตัด พื้นผิวที่ไม่เรียบของแถบทองแดงจะถูกขัดและเรียบด้วยเครื่องซักผ้าแถบทองแดง ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อพื้นผิวของแถบทองแดงที่ประมวลผลในภายหลัง ความเรียบและความเรียบเนียน
4. การรีดร้อน:
แผ่นทองแดงที่ตัดแล้วจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง 1,000 องศา จากนั้นจึงรีดร้อนและรีดเป็นแผ่นทองแดงที่มีความหนาประมาณ 2.3 ซม.
5. ซักผ้า:
หลังจากที่แต่ละบล็อกทองแดงถูกรีด เนื่องจากมีสิ่งเจือปนบนพื้นผิว เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป จะต้องผ่านเตาปิดผนึกอีกครั้ง จากนั้นจึงผ่านกระบวนการล้างด้วยน้ำ พื้นที่ล้างน้ำแบ่งออกเป็นสระ 2 ประเภทตามความเป็นกรด ความเข้มข้นสูงคือ 6-8 องศา และความเข้มข้นต่ำคือ 3-5 องศา ในบรรดารอยเหล่านี้ รอยสีแดงขนาดกลางบนพื้นผิวของแท่งทองแดงและแถบทองแดงสามารถล้างออกได้ด้วยกรดในถังล้างน้ำ ในขณะที่รอยสีแดงเข้มสามารถลบออกได้ด้วยการแปรงด้วยขนเหล็กเนื้อละเอียดระหว่างการซัก แถบทองแดงหลังการบำบัดชุดนี้เห็นได้ชัดเจน พื้นดินเปล่งประกายด้วยความแวววาวของทองแดง ในทำนองเดียวกัน หากยังมีรอยแดงและรอยแดงในระหว่างกระบวนการรีด ขั้นตอนการล้างน้ำยังคงต้องทำซ้ำ ในช่วงระยะเวลาการซักควรตรวจสอบความเป็นกรดในสระอย่างสม่ำเสมอและควรเติมกรดให้ตรงเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงการซักไม่เพียงพอเนื่องจากมีปริมาณกรดต่ำ
6. แผ่นรีด:
พื้นที่แผ่นกลิ้งแบ่งออกเป็น 180 กลิ้งหยาบและ 110 กลิ้งกลางตามพื้นที่ลูกกลิ้ง ตามขนาดที่แตกต่างกันของลูกกลิ้งต่างๆ แถบทองแดงรีดร้อนที่ได้รับการปลอมแปลงในเตาปิดผนึกจะถูกแปรรูปตั้งแต่หยาบไปจนถึงละเอียดผ่านสองขั้นตอนข้างต้น
2. ลักษณะวิธีการผลิตแถบทองแดง
1. รีดเย็นแถบทองแดง
(1) การเสียรูปพลาสติก
(2) ความดันในพื้นที่ช่องว่างม้วนสูงและมีการกระจายแรงดันซึ่งสามารถเข้าถึงได้สูงสุด 2,700MPa
(3) มีแรงเสียดทานตามทิศทางการหมุนและทิศทางการหมุนตรงข้ามพร้อมกัน
(4) อุณหภูมิของช่องว่างม้วนทันทีสูงถึง 200 ~ 300 องศา
(5) สถานะการเลื่อนและการเลื่อนอยู่ร่วมกัน
2. แถบทองแดงรีดร้อน
ข้อดีของแถบทองแดงรีดร้อน:
(1) การรีดร้อนสามารถลดการใช้พลังงานและต้นทุนได้อย่างมาก ในระหว่างการรีดร้อน โลหะจะมีความยืดหยุ่นสูงและทนต่อการเสียรูปต่ำ ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานของการรีดร้อนในระหว่างการเปลี่ยนรูปโลหะได้อย่างมาก
(2) การรีดร้อนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลของโลหะและโลหะผสม กล่าวคือ ทำลายเม็ดหยาบในสถานะการหล่อ รักษารอยแตกอย่างมีนัยสำคัญ ลดหรือกำจัดข้อบกพร่องในการหล่อ เปลี่ยนโครงสร้างที่หล่อเป็นโครงสร้างที่ผิดรูป และปรับปรุง ประสิทธิภาพการประมวลผลของโลหะผสม
(3) การรีดร้อนมักจะใช้แท่งโลหะขนาดใหญ่และการลดการรีดขนาดใหญ่ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต แต่ยังสร้างเงื่อนไขในการเพิ่มความเร็วในการรีดและตระหนักถึงความต่อเนื่องและเป็นอัตโนมัติของกระบวนการรีด
3. ข้อเสียของการรีดร้อนของแถบทองแดง
(1) หลังจากการรีดร้อน สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะ (ส่วนใหญ่เป็นซัลไฟด์ ออกไซด์ และซิลิเกต) ภายในโลหะจะถูกอัดให้เป็นแผ่นบาง ๆ ส่งผลให้เกิดการแยกชั้น (แซนด์วิช) การแยกชั้นจะทำให้คุณสมบัติแรงดึงของโลหะลดลงอย่างมากเนื่องจากความหนา และอาจทำให้เกิดการฉีกขาดระหว่างชั้นเมื่อรอยเชื่อมหดตัว ความเครียดเฉพาะที่ที่เกิดจากการหดตัวของรอยเชื่อมมักจะสูงถึงความเครียดของจุดครากหลายเท่า ซึ่งมากกว่าความเครียดที่เกิดจากโหลดมาก
(2) ความเค้นตกค้างที่เกิดจากการระบายความร้อนไม่สม่ำเสมอ ความเครียดตกค้างคือความเครียดที่สมดุลภายในตัวเองในกรณีที่ไม่มีแรงภายนอก เหล็กแผ่นรีดร้อนส่วนต่างๆ มีความเค้นตกค้างดังกล่าว โดยทั่วไป ยิ่งขนาดหน้าตัดของเหล็กหน้าตัดมีขนาดใหญ่เท่าใด ความเค้นตกค้างก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แม้ว่าความเค้นตกค้างจะสมดุลในตัวเอง แต่ก็ยังมีผลกระทบบางอย่างต่อประสิทธิภาพของโลหะภายใต้การกระทำของแรงภายนอก ตัวอย่างเช่น อาจส่งผลเสียต่อการเสียรูป ความมั่นคง ความต้านทานต่อความเมื่อยล้า ฯลฯ
(3) การรีดร้อนไม่สามารถควบคุมคุณสมบัติทางกลที่ต้องการของผลิตภัณฑ์ได้อย่างแม่นยำ และโครงสร้างและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์รีดร้อนไม่สามารถสม่ำเสมอได้ ดัชนีความแข็งแรงของมันต่ำกว่าผลิตภัณฑ์ที่ชุบแข็งในงานเย็น แต่สูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่อบอ่อนเต็มที่ ดัชนีความเป็นพลาสติกของมันสูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่ชุบแข็งในงานเย็น แต่ต่ำกว่าผลิตภัณฑ์ที่อบอ่อนเต็มที่
(4) ความหนาและขนาดของผลิตภัณฑ์รีดร้อนนั้นควบคุมได้ยาก และความแม่นยำในการควบคุมค่อนข้างต่ำ พื้นผิวของผลิตภัณฑ์รีดร้อนมีความหยาบกว่าผลิตภัณฑ์รีดเย็น และโดยทั่วไปค่า Ra อยู่ที่ 0.5 ถึง 1.5 μm ดังนั้นโดยทั่วไปผลิตภัณฑ์รีดร้อนจึงถูกใช้เป็นช่องว่างสำหรับการรีดเย็น
3. แนวทางแก้ไขปัญหาทั่วไปเกี่ยวกับแถบทองแดง
1. การแก้ปัญหาการเปลี่ยนสีของแถบทองแดง
(1) ควบคุมความเข้มข้นของกรดระหว่างการดอง ในกรณีที่ล้างชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของแถบทองแดงที่ผ่านการอบอ่อนออกไป ความเข้มข้นของกรดที่สูงนั้นไม่สมเหตุสมผล ในทางตรงกันข้ามหากความเข้มข้นสูงเกินไปกรดที่ตกค้างที่ติดอยู่กับพื้นผิวของแถบทองแดงนั้นไม่สามารถล้างออกได้ง่ายและเร่งมลพิษของน้ำทำความสะอาดทำให้ความเข้มข้นของกรดที่ตกค้างในน้ำทำความสะอาดลดลง สูงเกินไปทำให้แถบทองแดงที่ทำความสะอาดมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนสีมากขึ้น ดังนั้นเมื่อพิจารณาความเข้มข้นของสารละลายดองควรปฏิบัติตามหลักการต่อไปนี้: ในกรณีที่สามารถทำความสะอาดชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของแถบทองแดงได้ควรลดความเข้มข้นให้มากที่สุด
(2) ควบคุมการนำไฟฟ้าของน้ำบริสุทธิ์ ควบคุมการนำไฟฟ้าของน้ำบริสุทธิ์ กล่าวคือ ควบคุมปริมาณสารที่เป็นอันตราย เช่น คลอไรด์ไอออนในน้ำบริสุทธิ์ โดยทั่วไป จะปลอดภัยกว่าในการควบคุมค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่า 50μS/cm
(3) ควบคุมการนำของน้ำทำความสะอาดร้อนและสารทู่ ค่าการนำไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นของน้ำทำความสะอาดร้อนและสารสร้างฟิล์มส่วนใหญ่มาจากกรดที่ตกค้างจากแถบทองแดงที่ไหลเข้ามา ดังนั้น ในขณะที่มั่นใจในคุณภาพของน้ำบริสุทธิ์สำหรับการทำความสะอาด การควบคุมค่าการนำไฟฟ้าหมายถึงการควบคุมปริมาณกรดที่ตกค้าง จากการทดลองหลายๆ ครั้ง การควบคุมการนำไฟฟ้าของน้ำร้อนสำหรับทำความสะอาดและสารสร้างฟิล์มมีค่าต่ำกว่า 200 μS/cm ตามลำดับได้อย่างปลอดภัย
(4) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแถบทองแดงแห้ง ปิดผนึกช่องขดขดของเตากันกระแทกลมบางส่วน และใช้เครื่องลดความชื้นและเครื่องปรับอากาศในอุปกรณ์ที่ปิดบางส่วนเพื่อควบคุมความชื้นและอุณหภูมิระหว่างการขดแถบทองแดงภายในช่วงที่กำหนด
(5) ใช้ตัวแทนฟิล์มเพื่อสร้างฟิล์ม ปัจจุบันโรงงานแปรรูปทองแดงส่วนใหญ่ใช้เบนโซไตรอาโซลหรือ BTA (สูตรโมเลกุล: C6H5N3) เป็นสารก่อมะเร็ง การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นสารสร้างฟิล์มที่ใช้งานง่าย ประหยัด และใช้งานได้จริง เมื่อแถบทองแดงผ่านสารละลาย BTA ฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวจะทำปฏิกิริยากับ BTA เพื่อสร้างสารเชิงซ้อนที่มีความหนาแน่น ซึ่งช่วยปกป้องเมทริกซ์ทองแดง
2. วิธีแก้ปัญหาการเยื้องเฉือนแถบทองแดง
เพื่อป้องกันการเยื้องของใบมีดเฉือน ต้องเลือกความแตกต่างของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่เหมาะสมระหว่างมีดทรงกลมกับแหวนลอกยางโดยพิจารณาจากความหนา ความนุ่มนวล และความแข็งของแถบ ความแข็งของแหวนลอกยางตรงตามข้อกำหนดการใช้งานของแถบตัด เมื่อตัด เมื่อความกว้างของแถบมีขนาดเล็กควรเลือกความหนาของมีดกลมให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มความกว้างของวงแหวนลอกยาง
