專利名稱：一種大直徑白銅管的制作工藝方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及有色金屬材料加工技術(shù)領域，具體地講涉及一種利用擴徑拉伸制作白銅管的工藝方法。
背景技術(shù)：
白銅管產(chǎn)品為一種以銅鎳合金為基體的銅合金管，因呈現(xiàn)白色而被稱為白銅管。由于其具有良好的耐腐蝕性和耐海水性能，化學成分穩(wěn)定，故廣泛應用于火力和原子能發(fā)電及船舶用冷凝器、海上石油平臺、海水淡化裝置、供水加熱器、蒸餾器、油冷卻器、蒸餾水裝置的熱交換器。市場前景十分廣闊。
現(xiàn)有的白銅管生產(chǎn)的工藝通常有三種1.熔鑄→鋸切→擠壓→鋸切→酸洗→直條縮徑拉伸(可以多道次)→定尺→鋸切→渦流探傷→退火→捆扎包裝2.熔鑄→鋸切→擠壓→鋸切→酸洗→軋制→定尺鋸切→直條縮徑拉伸(可以多道次)→定尺→鋸切→渦流探傷→退火→捆扎包裝3.熔鑄→鋸切→擠壓→鋸切→矯直→軋管→盤拉(可以多道次)→縮徑拉伸/重卷→退火→包裝；通常白銅管拉伸采用的是縮徑拉伸的方法，以上三種的工藝各有特點，但是從生產(chǎn)的規(guī)格大小上來說，第一種工藝可生產(chǎn)的規(guī)格比較大，第二種工藝由于受軋機的限制，軋制后坯料直徑大部分在100毫米以下，第三種工藝除了受軋機限制，還受到盤拉機的規(guī)格限制，更適應小規(guī)格白銅管的生產(chǎn)。上述三種方法均難以滿足更大直徑的白銅管生產(chǎn)，無法滿足市場對白銅管要求的直徑更大、精度更高的發(fā)展需求。
公開號CN1754649公開了一種利用盤拉制作白銅冷凝管的工藝方法，其制作的直條管規(guī)格范圍φ4～φ25×0.4～2mm，屬于采用縮徑拉伸制作小口徑白銅冷凝管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種利用擴徑拉伸與縮徑拉伸相結(jié)合的制作大直徑白銅管的工藝方法，以實現(xiàn)大直徑白銅管的拉伸，并提高生產(chǎn)效率，從而實現(xiàn)生產(chǎn)大直徑、高精度的白銅管產(chǎn)品。
本發(fā)明所提出的工藝方法為其生產(chǎn)工藝主要包括熔鑄、鋸切、擠壓、鋸切、擴徑拉伸、退火、縮徑拉伸、退火、包裝。其中，拉伸包括擴徑拉伸和縮徑拉伸，擴徑拉伸和縮徑拉伸都可以多道次，還可以循環(huán)或交替進行，縮徑延伸系數(shù)控制在1.05～1.45之間，擴徑延伸系數(shù)控制在0.85～1.15之間，拉伸過程中內(nèi)外進行潤滑，拉伸之前在管坯的內(nèi)外壁和拉伸工具上要均勻的涂抹上潤滑油，拉伸過程中還要采用乳液潤滑或者油潤滑。擴徑拉伸采用的擴徑芯頭錐度為6°～15°，擴徑芯頭采用拉桿固定，擴徑芯頭的大頭定徑帶直徑大于管坯內(nèi)徑，擴徑芯頭的小頭直徑小于管坯內(nèi)徑直徑，并可插入管坯內(nèi)孔進行移動形成擴徑拉伸加工；縮徑拉伸采用拉伸模和拉伸芯頭，拉伸模模角為9°～12°，拉伸芯頭可采用固定短芯頭或游動芯頭，游動芯頭錐度為8°～11°，拉模角與游動芯頭角度差為1°～3°。
本發(fā)明生產(chǎn)大直徑白銅管時，在進行多道次擴徑拉伸和中間退火后，再經(jīng)過縮徑拉伸(可以是多道次)，并且可以擴徑拉伸和縮徑拉伸循環(huán)或交替進行，但是最終拉伸道次通常采用縮徑拉伸，使之成為所需要的成品規(guī)格。
本發(fā)明生產(chǎn)大直徑白銅管時，對最后一道次實施一定加工率的縮徑拉伸加工的延伸系數(shù)1.05～1.45，以保證拉伸后管材的平直度。
本發(fā)明生產(chǎn)大直徑白銅管時，采用擠壓工藝供坯的方式，即采用脫皮擠壓方式，擠出的管坯可以直接進入水槽內(nèi)進行快速冷卻的水封擠壓，防止管坯表面氧化，以及細化控制管坯的晶粒；也可以不采用水封擠壓，直接擠壓出管坯在空氣中直接進行冷卻。
本發(fā)明工藝方法生產(chǎn)的大直徑白銅管的產(chǎn)品規(guī)格范圍φ150～φ330×2.5～10.0mm，其性能符合國標GB/T8890-1998或美標ASTM B111或合同要求；軟態(tài)退火性能滿足Rm≥300Mpa、A≥25％，或上述標準要求。
本發(fā)明工藝方法中熔鑄使用無芯或有芯感應爐進行熔煉鑄造錠坯，熔煉溫度1240～1320℃，鑄造速度1.2～3.5m/h，其化學成分符合GB5234-2001。
擠壓擠壓工藝的加熱溫度960～1060℃，擠壓速度10～40mm/s，擠壓比7～25，壓余厚度25～70mm。加熱的鑄錠被推入擠壓機擠壓筒內(nèi)，擠壓軸擠制鑄錠經(jīng)模具出口流出，如果采用水封冷卻，則模具出口和一個充滿水的水槽相連，擠出的管坯直接進入水槽內(nèi)進行快速冷卻，防止管坯表面氧化，以及細化擠制管坯的晶粒，也可以不采用水封冷卻在空氣中直接進行冷卻；在擠制的同時進行鑄錠脫皮，脫皮厚度可達0.5～2.0mm。待擠壓完結(jié)后再從擠壓筒內(nèi)頂出擠壓的銅皮、壓余，落入廢料箱。
拉伸拉伸包括擴徑拉伸和縮徑拉伸，擴徑拉伸和縮徑拉伸都可以分別為多道次，還可以循環(huán)或交替進行；縮徑延伸系數(shù)控制在1.05～1.45之間，擴徑延伸系數(shù)控制在0.85～1.15之間，拉伸過程中內(nèi)外進行潤滑，拉伸之前在管坯的內(nèi)外壁和拉伸工具上要均勻的涂抹上潤滑油，拉伸過程中還可以采用乳液潤滑或者油潤滑。擴徑采用的擴徑芯頭錐度6°～15°，擴徑芯頭采用拉桿固定，擴徑芯頭的大頭定徑帶直徑大于管坯內(nèi)徑、芯頭的小頭直徑小于管坯內(nèi)徑并可插進管坯內(nèi)徑孔內(nèi)進行移動形成擴徑拉伸加工；縮徑拉伸采用芯頭和拉伸模，縮徑拉伸的拉伸模模角9°～12°，并且芯頭可采用固定短芯頭，也可采用游動芯頭，游動芯頭錐度8°～11°，拉模角與游動芯頭角度差為1°～3°。但是最終拉伸道次通常采用縮徑拉伸，這樣更容易控制管材的精度，使之成為所需要的成品規(guī)格；本發(fā)明生產(chǎn)大直徑白銅管時，對最后一道次實施一定加工率的拉伸加工延伸系數(shù)1.05～1.45，以保證拉伸后管材的平直度；擴徑拉伸速度0.5～10米/分，縮徑拉伸速度4～40米/分。
探傷管材進行渦流探傷，最終保證直條狀白銅管符合客戶要求。
退火根據(jù)產(chǎn)品制作工藝確定退火工藝制度。退火分為中間退火和成品退火，采用光亮退火爐進行退火。退火工藝制度中間退火740～810℃，保溫時間1.2～2.5小時；成品退火700～800℃，保溫時間1.2～2.5小時。
本發(fā)明提出的工藝方法中，采取擴徑拉伸和縮徑拉伸相結(jié)合的制作方法，可以實現(xiàn)大直徑白銅管的拉伸，大大擴展了白銅管的直徑范圍，采用該方法可以生產(chǎn)出直徑300mm以上，壁厚2.5～10mm的大直徑白銅管，更好地滿足市場對不同直徑范圍白銅管的需求。
本發(fā)明工藝方法在擠壓工序中可以采用水封擠壓與脫皮的處理方式，與現(xiàn)有工藝中管坯必須采用酸洗去除管坯表面產(chǎn)生的氧化皮比較，減少了工藝處理過程，進一步保證了產(chǎn)品表面質(zhì)量。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點本發(fā)明工藝方法生產(chǎn)的大直徑白銅管的產(chǎn)品規(guī)格范圍φ150～φ330×2.5～10.0mm，其性能符合國標GB/T8890-1998或美標ASTM B111或合同要求；軟態(tài)退火性能滿足Rm≥300Mpa、A≥25％，或上述標準要求。


圖1為本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實施例方式
結(jié)合附圖給出的實施例對本發(fā)明加以進一步說明實施例1一種軟態(tài)B10直條白銅管，規(guī)格φ324×4.0mm，Rm≥300Mpa，A≥25％。
1.熔鑄熔鑄成φ410mm規(guī)格的鑄錠。使用無芯感應爐進行熔鑄，熔煉溫度1240℃，鑄造速度1.5m/h，其化學成分符合GB5234-2001。
2.擠壓擠制成φ300×10mm的管坯。使用擠壓機與配套芯棒進行擠壓，擠壓的同時采用脫皮方式；加熱的鑄錠被推入擠壓機擠壓筒內(nèi)，擠壓軸擠制鑄錠經(jīng)模具出口流出，擠出的管坯在空氣中進行冷卻，在擠制的同時進行鑄錠脫皮，脫皮厚度可達1.2mm。待擠壓完結(jié)后再從擠壓筒內(nèi)頂出擠壓的銅皮、壓余，落入廢料箱。擠壓工藝的加熱溫度960℃，擠壓速度20mm/s，擠壓比10，壓余厚度55mm。
3.鋸切使用鋸床進行頭尾切斷。
4.拉伸采用拉伸機進行9道次拉伸，其中第1、2、3、4、8道次為擴徑拉伸，擴徑拉伸在液壓拉伸機上進行；第5、6、7、9道次為縮徑拉伸，在直條拉伸機上進行；1道次延伸系數(shù)0.97，2道次延伸系數(shù)0.98，3道次延伸系數(shù)0.98，4道次延伸系數(shù)0.98，5道次延伸系數(shù)1.20，6道次延伸系數(shù)1.21，7道次延伸系數(shù)1.26，8道次延伸系數(shù)0.99，9道次延伸系數(shù)1.37；拉伸至成品φ324×4.0mm，在拉伸過程中使用油潤滑，擴徑拉伸每道次采用不同規(guī)格擴徑芯頭，擴徑芯頭采用拉桿固定，擴徑芯頭錐度6°，縮徑拉伸每道次采用不同規(guī)格的拉模及不同規(guī)格的芯頭，拉伸模模角9°，芯頭采用固定短芯頭。
5.探傷采用內(nèi)插式芯頭進行探傷，保證符合客戶要求。
6.退火采用光亮退火爐進行中間退火及成品退火。退火工藝制度中間退火740℃，保溫時間120分鐘；成品退火700℃，保溫時間120分鐘。最終檢測性能為Rm≥300Mpa、A≥25％，完全滿足合同要求。
7.包裝按合同進行成品包裝并進行發(fā)貨。
實施例2一種軟態(tài)B10直條白銅管，規(guī)格φ219×4.0mm，Rm≥300Mpa、A≥25％。
1.熔鑄熔鑄成φ410mm規(guī)格的鑄錠。使用無芯感應爐進行熔鑄，熔煉溫度1320℃，鑄造速度3.5m/h，其化學成分符合GB5234-2001。
2.擠壓擠制成φ260×10mm的管坯。使用擠壓機與配套芯棒進行擠壓，擠壓工藝中采用鑄錠脫皮方式；加熱的鑄錠被推入擠壓機擠壓筒內(nèi)，擠壓軸擠制鑄錠經(jīng)模具出口流出，擠出的管坯在空氣中進行冷卻，在擠制的同時進行鑄錠脫皮，脫皮厚度可達1.0mm。待擠壓完結(jié)后再從擠壓筒內(nèi)頂出擠壓的銅皮、壓余，落入廢料箱。擠壓工藝的加熱溫度1060℃，擠壓速度20mm/s，擠壓比11.88，壓余厚度65mm。
3.鋸切使用鋸床進行頭尾切斷。
4.拉伸采用拉伸機進行6道次拉伸，其中第1道次為擴徑拉伸，擴徑拉伸在液壓拉伸機上進行；第2、3、4、5、6道次為縮徑拉伸，在直條拉伸機上進行；1道次延伸系數(shù)0.963，2道次延伸系數(shù)1.183，3道次延伸系數(shù)1.224，4道次延伸系數(shù)1.236，5道次延伸系數(shù)1.232，6道次延伸系數(shù)1.296；拉伸至成品φ219×4.0mm，在拉伸過程中使用乳液潤滑，擴徑拉伸采用的擴徑芯頭錐度12°，擴經(jīng)芯頭采用拉桿固定；縮徑拉伸每道次采用不同規(guī)格的拉模及不同規(guī)格的芯頭，拉伸模模角12°，芯頭采用固定短芯頭。
5.探傷采用內(nèi)插式芯頭進行探傷，保證符合客戶要求。
6.退火采用光亮退火爐進行中間退火及成品退火。退火工藝制度中間退火810℃，保溫時間120分鐘；成品退火700℃，保溫時間110分鐘，采用光亮退火爐進行成品光亮退火。最終檢測性能為Rm≥300Mpa、A≥25％，完全滿足合同要求。
實施例3一種軟態(tài)B10直條白銅管，規(guī)格φ159×2.5mm，Rm≥300Mpa、A≥25％。
1.熔鑄熔鑄成φ360mm規(guī)格的鑄錠。使用無芯感應爐進行熔鑄，熔煉溫度1270℃，鑄造速度2.5m/h，其化學成分符合GB5234-2001。
2.擠壓擠制成φ210×10mm的管坯。使用擠壓機與配套芯棒進行擠壓，擠壓工藝中采用水封擠壓的同時進行鑄錠脫皮；加熱的鑄錠被推入擠壓機擠壓筒內(nèi)，擠壓軸擠制鑄錠經(jīng)模具出口流出，擠出的管坯直接進入水槽內(nèi)進行快速冷卻，并在擠制的同時進行鑄錠脫皮，脫皮厚度可達1.5mm。待擠壓完結(jié)后再從擠壓筒內(nèi)頂出擠壓的銅皮、壓余，落入廢料箱。擠壓工藝的加熱溫度990℃，擠壓速度25mm/s，擠壓比12.6，壓余厚度40mm。
3.鋸切使用鋸床進行頭尾切斷。
4.拉伸采用拉伸機進行8道次拉伸，其中第1道次為擴徑拉伸，擴徑拉伸在液壓拉伸機上進行；第2、3、4、5、6、7、8道次為縮徑拉伸，在直條拉伸機上進行；1道次延伸系數(shù)0.953，2道次延伸系數(shù)1.196，3道次延伸系數(shù)1.232，4道次延伸系數(shù)1.249，5道次延伸系數(shù)1.260，6道次延伸系數(shù)1.300，7道次延伸系數(shù)1.423，8道次延伸系數(shù)1.250；拉伸至成品φ159×2.5mm，在拉伸過程中使用乳液潤滑，擴徑拉伸采用的擴徑芯頭錐度15°，芯頭采用拉桿固定；縮徑拉伸每道次采用不同規(guī)格的拉模及不同規(guī)格的芯頭，拉伸模模角12°，第2、3、4、5、6、7道次的芯頭采用固定短芯頭，第8道次的芯頭采用游動芯頭，芯頭的錐度為10°。
5.探傷采用內(nèi)插式芯頭進行探傷，保證符合客戶要求。
6.退火采用光亮退火爐進行中間退火及成品退火。退火工藝制度中間退火790℃，保溫時間120分鐘；成品退火770℃，保溫時間110分鐘，采用光亮退火爐進行成品光亮退火。最終檢測性能為Rm≥300Mpa、A≥25％，完全滿足合同要求。
權(quán)利要求
1.一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于其工藝方法為 采用擴徑拉伸與縮徑拉伸相結(jié)合的方式可以制備出直徑300mm以上，壁厚2.5～10mm的大口徑白銅管，其性能符合國標GB/T8890或美標ASTMB111或合同要求；軟態(tài)退火性能滿足Rm≥300MPa、A≥25％，或上述標準要求，更好地滿足市場對大口徑白銅管的要求。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于使用無芯或有芯感應爐進行熔煉鑄造錠坯，熔煉溫度1240～1320℃，鑄造速度1.2～3.5m/h，其化學成分符合GB5234-2001。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于所述擴徑拉伸與縮徑拉伸采用相結(jié)合的方式進行加工，擴徑芯頭采用拉桿固定，擴徑芯頭的大頭定徑帶直徑大于管坯內(nèi)徑，擴徑芯頭的小頭直徑小于管坯內(nèi)徑，并可插入管坯內(nèi)徑孔內(nèi)進行移動形成擴徑拉伸加工；縮徑拉伸采用拉伸模和拉伸芯頭進行拉伸加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于所述擴徑拉伸與縮徑拉伸可以分別多道次進行或可以采用循環(huán)或交替方式進行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于所述縮徑拉伸的縮徑延伸系數(shù)控制在1.05～1.45之間；擴徑拉伸的擴徑延伸系數(shù)控制在0.85～1.15之間。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于擠壓工藝加熱溫度960～1060℃，擠壓速度10～40mm/s，擠壓比7～25，壓余厚度25～70mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于所述擴徑拉伸速度為0.5～10米/分，縮徑拉伸速度為4～40米/分。
8，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于擴徑采用的擴徑芯頭錐度6°～15°，縮徑拉伸的拉伸模模角9°～12°，縮徑拉伸的芯頭采用固定短芯頭或采用游動芯頭，游動芯頭錐度8°～11°，拉模角與游動芯頭角度差1°～3°
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于對最后一道次實施一定加工率的縮徑拉伸加工的延伸系數(shù)1.05～1.45，以保證拉伸后管材的平直度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑白銅管的制作工藝方法，其特征在于根據(jù)產(chǎn)品制作工藝確定退火工藝制度；退火分為中間退火及成品退火；退火工藝制度中間退火740～810℃、保溫時間1.2～2.5小時；成品退火700～800℃、保溫時間1.2～2.5小時。
全文摘要
一種大直徑白銅管的制備工藝方法，主要利用擴徑拉伸與縮徑拉伸相結(jié)合的方法制作白銅管，其工藝方法為
文檔編號B21C23/02GK101070931SQ20071005427
公開日2007年11月14日 申請日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者王華星, 曹利, 郭慧穩(wěn), 楊海麗, 蘇東東, 費波, 趙萬花, 常紅獻, 巴彬, 丁順德 申請人:中鋁洛陽銅業(yè)有限公司