| 纯红铜第四代研发案
一、 问题：
1． 模具行业里的铜电极，除公认品牌日本三宝外，只剩我天成，但三宝的价格约￥65—75/kg，远高于我司￥35/kg，不过，我司第三代纯红铜，仍略逊于三宝红铜。
2． 东莞经销商于2008年11月叛变分裂并对观众部职工挖角，欲与我司进行市场竞争，对于尾追者，须有危机意识。
3． 为保住天成品牌，产品质量必须确保一定标准水平，故研发无氧铜等级的第四代纯红铜
无氧铜标准化学成份：
Cu+Ag P B Sb As Fe Ni Pb
TU1 ≥99.97 <0.002 <0.001 <0.002 <0.002 <0.004 <0.002 <0.003
TU2 ≥99.95 <0.002 <0.001 <0.002 <0.002 <0.004 <0.002 <0.004
Sn S Zn O 杂质总和
TU1 <0.002 <0.004 <0.003 <0.002 <0.03
TU2 <0.002 <0.004 <0.003 <0.003 <0.05
二、 目的：
1． 提升第三代化学成份中含铜量纯度，进一步提高表面光洁度与电极损耗，务使产品与三保红铜各项指标相近。
2． 改善因人工轧制工艺所引起：
a． 两侧内卷气孔可能率
b． 加工尺寸误差进而使拉拔尺寸不足所造成部分的表面裂纹现现象。
三、 分析检讨
1． 加工量限制：
加工对金属材料之显微镜组织及机械性质之影响
金属材料在受冷加工时，随冷加工量之增大，金属晶粒乃被挤压变形，最后破碎、伸长；这种显微镜组织的变化过程如图由左到右的诸照片中。
冷加工量对机械性质的影响于图中央部份，很显然地，抗拉强度、视弹性限以及洛氏硬度等均随冷加工量之增加而增高，唯伸长率（延性）则降低，是以发生愈加工愈困难的现象。有些金属如钢材等，在加工温度过低时（相对于再结晶温度而言），容易发生龟裂现象，此即因受加工硬化，材质缺乏延性变脆之故。
由于冷加工有强化金属材料的功效，工程上常加以利用例如纯铁、纯铜、纯铝等质软的材料无法借热处理予以强化，只能利用足量冷加工（如冷抽、冷轧、冷锻等）使其强度增大到适为所用。就以图为例，无氧铜在加未加工前其抗拉强度只约为31×103 psi（21.7kgf/mm2），受44%Red之冷加工量后增为49×103psi（34.3kgf/mm2），强度已增加了60%。
图
热加工因后在再结晶温度以上进行，其加工后形成之破碎晶粒立刻再结晶成多边形、未受加工影响之晶粒，故无加工硬化的现象发生。热加工后的显微镜组织随加工量及加工完成之温度而定，愈接近再结晶温度者，晶粒愈细，加工量愈大者晶粒愈细，反之则晶粒愈大；若完工温度低于再结晶温度，则有冷加工的影响。冷加工与热加工之比较如图：
2． 规格问题的影响：
1） 开模须注意国标允差：
冷拉工艺标准
A. 按成品规格，选择好拉伸模规格，检查拉模尺寸偏差是否符合标准。
B. 冷拉润滑油为纯菜油。
C. 冷拉前先开油泵，在拉伸过程中不准中断润滑油。
D. 拉伸时控制好平直度，如有弯曲及时调正，调正方法应视其弯曲同方向调正拉模水平线。
E. 拉出成品长度6米侧弯度不超过6毫米，表面光洁平整，不应有划伤和模印。
F. 铜排位伸时表面不能有水份
G. 铜排尺寸偏差应符合表内规定
表 铜母线公差国标 单位:mm
厚度规格 厚 度 偏 差 宽度规格 宽度偏差
b15 — 35 b40—125
2.5—2.8 ±0.03 15—25 ±0.13
3—4.8 ±0.05 ±0.08 26—35 ±0.15
5—12.5 ±0.07 ±0.09 40—125 ±0.3
2） 模具行业市场的规格：
天成公司采用公制，其厚度间隔5mm，而广东使用英制，间隔为6.35mm，已较其为小。
3） 建议开模清单所隐含的边际成本：
A． 库存成本庞大——产生呆滞资金压力太大。
B． 仓库空间成本浪费
C． 表面保护成本浪费
D． 搬运相关周边成本
4） 形象不统一：
A． 较诸天成公制与市面英制间隔，都是有规律性的，而所寻议规格则完全违背性，为不正常模式。
B． 客户采购员还须向老板解释为何不符合广告上的理论重量，这对倾向于规范化工厂现象只会愈来愈多，而且给人不正规的错觉。
——引起“品牌效应”衰减。
四、 结果分析：
1． 化学成份：
经浙江省冶金研究院化学分析室，所做出的国家级鉴定，含铜量符合无氧铜TU2的标准。
注：检附台资鸿淮公司委托华南理工大学测试数据
2． 硬度：
于批量生产中抽样，于浙江大学材料科学与工程学系委托测试，结果普遍性超越第三代标准硬度85.2HV
3． 三合一指标：
A． 检附第三代XQ-2#纯铜指标如下：
根据电床检（2000）证字第03号和电床计（2001）委字第01号检测测试如下：
检验依据：GB/T5291-1995《电火花成型机床精度》 JB/T4105-1999 《电火花成型机技术条件》
使 用 机 床： D7132电火花成型机（50A） 工件：45#钢
B． 第四代纯铜经‘机械工业电加工机床产品质量监督检测中心’检测，‘电床检（2003）测字第002号，如下表：
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试件名称 |
1#电极 |
2#电极 |
3#电极 |
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试件型号规格 |
20*40*60mm(拉拔)
443.900g |
13*32*60mm(锻)
223.750g |
15*21*55mm(轧)
148.020g |
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试验设备 |
名称 |
电火花成形机 |
型号规格 |
D7140 |
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工件 |
材料 |
45#钢 |
厚度 |
15mm |
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试验条件 |
加工电流(A) |
高压电流(A) |
加工电压(A) |
脉宽(μs) |
脉间(μs) |
伺服(%) |
斜率(档) |
|
10 |
0.5 |
50 |
120 |
6 |
77 |
1 |
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测
试
结
果 |
试件名称 1#电极 2#电极 3#电极
生产率（mm3/min） 42.5 44.2 25.3
加工表面粗糙度（Raμm） 4.32 4.95 4.79
电极体积相对损耗（%） 0.41 0.56 0.57 |
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a. 由上有发现，拉拔件与锻件因加工足量，基本上性能相近；与第三代比较，唯有硬度较高，生产率的表现比第三代较佳。
b. 轧制件相信是加工量不足，其致密度估计不足，生产率的表现相对的也较差。
五、 方案建议：
1． 鉴于A.坯锭规格 B.挤压机设备压力吨数限制
a. 100mm宽以下，使用挤压拉拔工艺
b. 30mm厚，200mm宽以下，使用轧制拉拔工艺
c. 35—50mm厚，430mm宽范围，使用热轧，整平工艺。
d. 其余非标规格，暂时以坯锭临时锻造加工
2． 对于生产规格：
a. 国标GB5585.1—85厚度公差
厚度 公差
2.24 —6.30 ±0.15
7.10 —12.50 ±0.20
14.0 —35.50 ±0.30
b. 不排除现有华南台资企业爱用英制，但须注意中国未来市场乃公制倾向主流。
c. 基于铜排公差±0.1，我司规格选择建议标准加0.25。例:20.25±0.1
3． 当硬度超过第三代85.2HV时，组织紧密度已达到一定条件，故电极损耗见不到更好的成效，但对生产率仍具有较佳表现。
4． 原期望降低含氧量以提高Cu纯度，但实际操作中，添加除氧剂虽降低了氧，却造成其他微量元素增加，故含铜量伤脑仍保持在≥99.95%，其杂质总含量情况基本处于相同境况，因此效果不明显。
六、 结论：
方案显然不成功，但对于产成品指标影响性的原因有了进一步了解，尚属些微收获。
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