專利名稱：銅合金管的制造方法及銅合金管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬管材加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種銅合金管的制造方法，以及采用該制造方法制造的銅合金管。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，銅合金管的制造方法主要有擠壓法和鑄軋法兩種。一種是銅合金管的“擠壓法”，其工藝流程為:半連續(xù)鑄造——擠壓——皮爾格軋機(jī)冷軋一拉拔一熱處理(表面處理)一包裝。該加工方法存在如下的問題:擠壓后的管材往往達(dá)不到最終尺寸要求，需用皮爾格軋管機(jī)或拉拔機(jī)進(jìn)行減徑及減壁加工。這種加工是冷加工，既冷軋或冷拔。但冷加工時(shí)金屬的強(qiáng)度高，變形抗力大大高于金屬的熱加工，所以與熱加工相比，冷加工的單道次變形率低,產(chǎn)品生產(chǎn)效率低,往往需要數(shù)倍于熱加工的加工道次才能完成同樣的金屬變形量；此外，“擠壓一皮爾格軋制”都是直管生產(chǎn)，一般很難加工出超長管，除非采用超大噸位擠壓機(jī)，否則很難采用效率極高的盤式生產(chǎn)方式，這也是影響生產(chǎn)效率的因素之一?！皵D壓法”過多的使用冷加工，造成生產(chǎn)效率低下、成材率較低以及成本高等問題，是銅合金管生產(chǎn)中存在著的最大問題。另一種，是專利號為“CN88101739”，名稱為“管、棒與帶的制造方法”的文獻(xiàn)中，公開了一種新的銅管的生產(chǎn)方法，即所謂的“鑄軋法”。該方法是將連鑄空心銅坯管在室溫下直接送入PSW三輥行星軋機(jī)進(jìn)行單道次大變形量的軋制。利用銅管坯面積縮減和材料變形所產(chǎn)生的內(nèi)磨擦，使銅管坯在升溫到 250°c 700°C (即對應(yīng)材料的再結(jié)晶起始溫度以上)的溫度條件下，進(jìn)行銅管材加工軋制的一種目前比較先進(jìn)的生產(chǎn)方法。與上述“擠壓法”相t匕，該“鑄軋法”具有工序少、成本低和成材率高等優(yōu)點(diǎn)。該方法在最近20年內(nèi)在紫銅管的加工領(lǐng)域取得了巨大的成功。參照“鑄軋法”在紫銅管上獲得的巨大成功，本領(lǐng)域內(nèi)的工程師們非常希望將其推廣到銅合金管加工領(lǐng)域，希望能夠采用鑄造的黃銅、青銅和白銅等空心銅合金管坯經(jīng)行星軋管機(jī)軋制制造出各種銅合金管。為此，人們作了大量的工作，如對鑄造的銅合金空心管坯進(jìn)行軋前局部或整體加熱、對鑄造管坯在鑄造時(shí)進(jìn)行電磁攪拌以細(xì)化晶粒、控制軋機(jī)開始軋制時(shí)的咬入?yún)?shù)等等，專利號為“CN02138022”、“CN03149786”、“CN200410010338”、“CN200510134628”、“CN200910153349”和“CN201010224476” 的專利文獻(xiàn)，記錄了工程師們的工作和設(shè)想。但是時(shí)至今日，采用“鑄軋法”生產(chǎn)銅合金管都沒能獲得成功，具體原因主要如下:1、與紫銅相比鑄造的空心銅合金管在軋制時(shí)因晶粒粗大，晶界非常容易開裂，很難建立穩(wěn)定的軋制狀態(tài)，軋后組織成分不均、內(nèi)外表面裂紋缺陷多。銅合金管坯的鑄造組織含有裂紋、縮孔、偏析等各種缺陷，這些缺陷在后道次的加工過程中，有可能被修補(bǔ)，也有可能被保留或放大。在采用“鑄軋法”生產(chǎn)紫銅管時(shí)，鑄造管坯上的各種缺陷經(jīng)過大壓下量的行星軋制并在變形區(qū)高溫、高壓下得到了完全的修補(bǔ)和焊合，從而產(chǎn)生了這種新的銅管制造方法。而將同樣的方法用到銅合金管的軋制時(shí)，銅合金管坯因粗大柱狀晶粒的晶界在軋制中非常容易開裂，導(dǎo)致不能建立穩(wěn)定的軋制狀態(tài)。盡管對銅合金管坯也預(yù)先作了坯料加溫等方法，但在軋制時(shí)因晶粒晶界開裂導(dǎo)致銅合金管軋后會存在很多的缺陷。這是一直以來采用“鑄軋法”制造銅合金管沒能取得成功的主要原因。采用電磁攪拌等措施對減少開裂會有一定幫助，但不能從根本上解決開裂問題，且成本大幅增加。2、銅合金在進(jìn)行行星軋制時(shí)變形率和溫升不夠，導(dǎo)致存在制造缺陷。與紫銅相比，銅合金具有更大的變形抗力，更低的塑性。采用行星軋制時(shí)，很難達(dá)到像紫銅一樣高的變形率和溫升，很難穩(wěn)定變形區(qū)的溫度。為遷就軋機(jī)的性能，往往軋制銅合金時(shí)，軋制規(guī)格較紫銅的斷面要小很多，這卻導(dǎo)致軋制溫度不夠，管坯及軋制中產(chǎn)生的缺陷在變形區(qū)不能被焊合、消除。3、部分銅合金有熱加工脆性區(qū)，常規(guī)的低溫鑄軋很難避開其加工脆性區(qū)。一些銅合金，如黃銅，在400°C 600°C時(shí)是加工脆性區(qū)，而行星軋機(jī)的變形區(qū)溫度是從入口處的室溫(或高于室溫)到出口處的高溫連續(xù)分布的，在脆性溫度區(qū)產(chǎn)生的缺陷如果在變形結(jié)束前得不到焊合，缺陷就會一直存在。到目前為止，對銅合金管的上述加工缺陷問題一直沒有得到很好地解決，找到一種工序少、成材率高、生產(chǎn)效率高、管材質(zhì)量好、簡單易行的銅合金管的加工工藝，是亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新的銅合金管的制造方法，將擠壓和行星軋制兩種方法結(jié)合在一起，充分利用熱加工的優(yōu)越性，一次加熱完成兩次熱加工，具有工序少、成材率高、生產(chǎn) 效率高、節(jié)能顯著、制造成本低、管材制品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。有鑒于此，本發(fā)明提供了一種銅合金管的制造方法，包括以下步驟:步驟101，對加熱后的銅合金鑄坯進(jìn)行擠壓，得到管壁厚度為10毫米至40毫米的銅合金管還;步驟104，將擠壓后并處于紅熱狀態(tài)的所述銅合金管坯送入行星軋管機(jī)中進(jìn)行單道次軋制，控制軋制速度在4m/min至40m/min之間、斷面收縮率在50%至95%之間，得到銅
合金盤管；步驟105，對得到的所述銅合金盤管進(jìn)行拉伸、成型、退火或精整中的任意一種或者任意幾種組合的后續(xù)處理，制得銅合金管成品。在該技術(shù)方案中，先加熱擠壓銅合金鑄坯，再將擠壓后具有高溫紅熱狀態(tài)的銅合金管坯進(jìn)行單到次大變形量的行星軋制，用一次加熱完成管坯擠壓和行星軋管兩次熱加工，即“一火軋制”，本發(fā)明可有效節(jié)約能源，降低成本，減少加工工序、提高生產(chǎn)效率；用行星軋管機(jī)進(jìn)行單道次軋制，通過控制軋制速度和斷面收縮率來控制軋制溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對銅合金管坯高質(zhì)量的軋制；軋制后根據(jù)管坯的不同材質(zhì)，進(jìn)行不同的后續(xù)處理，從而得到優(yōu)質(zhì)成品。優(yōu)選地，在所述步驟101和步驟104之間，還包括:步驟103，對經(jīng)之前步驟處理后得到的所述銅合金管坯進(jìn)行溫度調(diào)控。根據(jù)不同的銅合金管坯材料的特性，有選擇地在軋制前進(jìn)行溫度調(diào)控，控制管坯進(jìn)入軋管機(jī)時(shí)的進(jìn)口溫度，確保軋制溫度，以保證產(chǎn)品的最終性能。對于部分熱軋溫度范圍寬的銅合金材料，對應(yīng)的銅合金管坯，其擠壓后具有的自然的溫度可以達(dá)到軋制溫度的要求，即達(dá)到所述的紅熱狀態(tài)，不需要再進(jìn)行溫度調(diào)控處理，直接送入行星軋管機(jī)中進(jìn)行軋制；對另外一些熱軋溫度范圍較窄的銅合金管坯，擠壓后自然的溫度狀態(tài)達(dá)不到熱軋溫度要求，則對其進(jìn)行所述的溫度調(diào)控，從而確保制成品的質(zhì)量。優(yōu)選地，所述溫度調(diào)控包括在線溫度調(diào)節(jié)、離線溫度調(diào)節(jié)或均溫處理。在線溫度調(diào)節(jié)節(jié)省加工時(shí)間，離線溫度調(diào)節(jié)或均溫處理可在專門的加熱保溫爐內(nèi)進(jìn)行，溫度調(diào)節(jié)效果更好，根據(jù)管坯的不同材質(zhì)及不同要求，選用合適的溫度調(diào)控方式。優(yōu)選地，在所述步驟101和步驟103之間，還包括:步驟102，對經(jīng)所述步驟101處理后得到的所述銅合金管坯進(jìn)行減徑處理。在某些情況下，由于擠壓機(jī)穿孔針不能太小的原因，擠壓機(jī)擠壓后的管坯規(guī)格尺寸不能滿足行星軋管機(jī)軋制管坯的尺寸要求，此時(shí)需要對擠壓后的管坯進(jìn)行熱減徑處理，以得到適合行星軋管機(jī)軋制的尺寸規(guī)格。優(yōu)選地，在所述步驟101至所述步驟104的過程中進(jìn)行惰性氣體保護(hù)。進(jìn)行惰性氣 體保護(hù)，防止在加熱、擠壓、減徑、溫度調(diào)控和/或軋制過程中發(fā)生氧化，進(jìn)一步確保制成品的質(zhì)量。進(jìn)一步，所述銅合金管坯的紅熱狀態(tài)為溫度在250至990°C之間的范圍?？刂乒芘鬟M(jìn)入軋管機(jī)的溫度在250至990°C范圍內(nèi)，可以確保變形區(qū)的軋制溫度，保證軋制后管材具有優(yōu)良的性能。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道:物體受熱發(fā)紅的狀態(tài)稱為紅熱狀態(tài)，而本發(fā)明中，有的銅合金易變形、加工阻力小，進(jìn)入行星軋管機(jī)時(shí)的溫度范圍可以寬一些的，即擠壓后不經(jīng)調(diào)溫可以直接進(jìn)行軋制；有些銅合金對軋制溫度范圍要求窄，需進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)溫才能進(jìn)行軋制。優(yōu)選地，在所述步驟104中，通過控制軋制速度、斷面收縮率、軋制時(shí)的冷卻強(qiáng)度，使得所述銅合金管坯在所述行星軋管機(jī)中的軋制溫度保持在所述銅合金的再結(jié)晶溫度之上。軋制溫度對管坯的加工品質(zhì)具有重要影響，可通過控制軋制速度、斷面收縮率及軋制時(shí)的冷卻強(qiáng)度，保證管坯的軋制溫度高于管坯的再結(jié)晶溫度，確保變形區(qū)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，軋后得到完全的再結(jié)晶組織。優(yōu)選地，在所述步驟104中，軋制時(shí)采用乳化液進(jìn)行冷卻；控制所述軋制溫度控制在600°C至990°C之間；所述行星軋管機(jī)為2-6輥的行星軋管機(jī)。為維持軋制溫度(金屬在變形區(qū)內(nèi)的溫度就是金屬的軋制溫度)在銅合金的再結(jié)晶溫度以上，軋制過程中需控制冷卻強(qiáng)度，采用2-6輥行星軋管機(jī)對銅合金管坯進(jìn)行單道次大壓下量的軋制，將軋制溫度控制在600°C至990°C之間是較好的溫度調(diào)控范圍。優(yōu)選地，在所述步驟104中，對經(jīng)所述行星軋管機(jī)單道次軋制后的管件進(jìn)行快速冷卻或在室溫下自然冷卻。冷卻后可以進(jìn)行盤管、包裝等后續(xù)工序，在連續(xù)化的現(xiàn)代生產(chǎn)線上，為提高生產(chǎn)效率，一般均設(shè)置有冷卻槽，對出軋管機(jī)的管件進(jìn)行快速冷卻，且大多采用水浴冷卻，成本低、無污染。本發(fā)明還提供了一種銅合金管，采用上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的銅合金管的制造方法制成。該銅合金管質(zhì)量優(yōu)良，且在無需退火的情況下適合于后續(xù)的再加工處理，可制成不同規(guī)格的優(yōu)質(zhì)銅合金成品管材。綜上，本發(fā)明的制造方法，具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn):第一，可擠壓出晶粒細(xì)小的厚壁管坯。將鑄造的實(shí)心或空心銅合金鑄坯按擠壓工藝要求加熱后送入擠壓機(jī)進(jìn)行熱擠壓，擠壓機(jī)出口為厚壁銅合金管。這種厚壁銅合金管在尺寸上是適合后道次的行星軋管機(jī)進(jìn)行單道次大變形量軋制的，且這種擠壓成型的厚壁銅合金管與常規(guī)擠壓的薄壁管相比可獲得更大的單管坯重、可生產(chǎn)超長管，可提高加工效率。由于擠壓時(shí)的高溫、三向壓應(yīng)力及大變形量使鑄造晶粒破碎并完成再結(jié)晶，因此擠壓后的銅合金管坯組織結(jié)構(gòu)致密，很少有表面或內(nèi)部缺陷，其金相組織由鑄造組織的粗大晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)樵俳Y(jié)晶組織的細(xì)小等軸晶粒，非常適合后序的加工。第二，可選擇性地對擠壓得到的厚壁管坯的溫度進(jìn)行溫度調(diào)控和尺寸規(guī)格調(diào)控。對進(jìn)入行星軋管機(jī)前的厚壁管坯進(jìn)行溫度控制使其保持或得到紅熱狀態(tài)是保證最終產(chǎn)品性能的關(guān)鍵措施，不同的銅合金這種溫度的控制是不同的。對于一些熱軋溫度范圍比較寬的銅合金，可以不作附加的溫度調(diào)控，利用擠壓后厚壁管坯上自然的溫度狀態(tài)直接進(jìn)入行星軋管機(jī)進(jìn)行軋制即可；對于另外的一些對熱軋溫度范圍要求比較嚴(yán)格的銅合金，要對擠壓后的厚壁銅合金管進(jìn)行溫度調(diào)控，這種調(diào)控可在擠壓機(jī)的出口處或行星軋管機(jī)的進(jìn)口處進(jìn)行在線的溫度調(diào)節(jié)，也可將擠壓后的厚壁銅合金管送入專門的加熱保溫爐內(nèi)進(jìn)行離線的溫度調(diào)節(jié)或均溫處理。第三，采用行星軋管機(jī)單道次大變形量軋制。采用2-6輥的行星軋管機(jī)對擠壓后的厚壁管坯進(jìn)行單道次大壓下量的軋制，通過控制管坯進(jìn)入行星軋管機(jī)時(shí)的進(jìn)口溫度，軋制時(shí)的斷面收縮率，軋制速度及冷卻強(qiáng)度，控制軋制溫度在600°C—990°C之間。行星軋管機(jī)是一種大壓下量的管材軋機(jī)，其單道次的斷面收縮率可以達(dá)到70%以上。如此大的單道次變形量可以產(chǎn)生相當(dāng)大的變形熱，使被軋金屬在變形區(qū)內(nèi)溫度升到其再結(jié)晶溫度以上，形成所謂的熱軋。為確保軋制金屬發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，被軋金屬在變形區(qū)內(nèi)的軋制溫度應(yīng)超過金屬再結(jié)晶起始溫度，對于銅合金來說，這個(gè)溫度的范圍一般在600-990°C之間?？紤]到希望獲得更好的再結(jié)晶組織和要避開銅合金的熱脆性溫度兩方面的因素，軋制溫度的理想范圍應(yīng)在700-990°C之間，且這個(gè)溫度范圍根據(jù)具體銅合金的不同是不同的，達(dá)到這個(gè)溫度區(qū)間是保證軋后管件具有優(yōu)良性能的重要保證。本發(fā)明將經(jīng)擠壓后的厚壁管坯送入行星軋管機(jī)進(jìn)行單道次軋制，行星軋管機(jī)單道次大壓下量的軋制可使被軋的管材在變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生急劇溫升，壓下量越大，軋制速度越快，這種溫升就越高。為維持變形區(qū)內(nèi)理想的軋制溫度，一般情況下要對變形區(qū)進(jìn)行噴水或噴乳化液等進(jìn)行冷卻，控制管坯的進(jìn)口溫度、軋制 時(shí)的斷面收縮率、軋速和冷卻強(qiáng)度，使管材變形區(qū)內(nèi)的溫度穩(wěn)定在600-990° C范圍內(nèi)，此時(shí)的被軋金屬具有更低的變形抗力和更好的延展性，軋后的管件具有良好的再結(jié)晶組織，使最終產(chǎn)品具有良好的機(jī)械性能。
此外，為使管材獲得良好的外觀和品質(zhì)，需對管材進(jìn)行氮?dú)獾榷栊詺怏w保護(hù)。第四，銅合金管按市場需要經(jīng)過后續(xù)拉伸、退火或成型中一種或者幾種方法加工處理后，成為可銷售的成品?？梢?，采用本發(fā)明所提供的銅合金管的制造方法，至少具有如下優(yōu)點(diǎn):1、可以生產(chǎn)高品質(zhì)的銅合金管。銅合金管品種眾多，黃銅管，白銅管和青銅管在各行各業(yè)應(yīng)用廣泛。本發(fā)明方法充分結(jié)合了擠壓和行星軋管兩種熱加工方法的優(yōu)點(diǎn)，可制造出高品質(zhì)的銅合金管。

擠壓后的銅合金管坯，金相組織由鑄造態(tài)變?yōu)榧庸B(tài)，組織更加致密，幾乎沒有縮孔和裂紋等缺陷，采用這種管坯進(jìn)行行星軋管機(jī)軋制，軋后管材的缺陷極低。通過加熱擠壓可以消除銅合金鑄坯內(nèi)的偏析現(xiàn)象，隨后的行星熱軋使軋后的組織具有動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的組織。這種組織特別適合后道次的減壁、減徑加工，更易獲得高品質(zhì)的最終產(chǎn)品。而傳統(tǒng)的擠壓法在擠壓后進(jìn)行皮爾格冷軋，軋后組織是難加工的加工硬化組織。2、高效、節(jié)能、低成本，且可以進(jìn)行盤式生產(chǎn)。擠壓機(jī)和行星軋管機(jī)都具有高的生產(chǎn)效率，采用大噸位的擠壓機(jī)，行星軋管機(jī)和盤拉機(jī)的組合，可以制造大錠重的銅合金盤管。采用盤式生產(chǎn)可獲得高生產(chǎn)效率、高成材率和低成本。另外本發(fā)明采用一次加熱完成擠壓和行星軋管兩次熱加工，既“一火軋制”，可有效節(jié)約能源，降低成本。綜上所述，本發(fā)明提供的銅合金管的制造方法，將擠壓和軋制兩種方法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，充分利用熱加工方法的優(yōu)越性，一火軋制，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有工序少、成材率高、生產(chǎn)效率高、節(jié)能顯著、制造成本低、管材制品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所述銅合金管的制造方法的一實(shí)施例的流程框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明所述銅合金管的制造方法的又一實(shí)施例的流程框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明所述銅合金管的制造方法的再一實(shí)施例的流程框圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種銅合金管的制造方法，包括以下步驟:步驟101，對加熱后的銅合金鑄坯進(jìn)行擠壓，得到管壁厚度為10毫米至40毫米的銅合金管還;步驟104，將擠壓后并處于紅熱狀態(tài)的所述銅合金管坯送入行星軋管機(jī)中進(jìn)行單道次軋制，控制軋制速度在4m/min至40m/min之間、斷面收縮率在50%至95%之間，得到銅
合金盤管；
步驟105，對得到的所述銅合金盤管進(jìn)行拉伸、成型、退火或精整中的任意一種或者任意幾種組合的后續(xù)處理，制得銅合金管成品。在該技術(shù)方案中，用一次加熱完成擠壓和行星軋管兩次熱加工，即一火軋制，可有效節(jié)約能源，降低成本，加工工序少、生產(chǎn)效率高；擠壓后的管坯的管壁厚度為10毫米至40毫米，這種擠壓成型的厚壁與常規(guī)擠壓的薄壁相比，可獲得更大的單管坯重、可以制造長管，提高加工效率，適合行星軋管機(jī)單道次大壓下量的軋制；用行星軋管機(jī)進(jìn)行單道次軋制，通過控制軋制速度和斷面收縮率來控制軋制溫度，使得管坯的軋制溫度高于管坯的再結(jié)晶起始溫度，以獲得良好的再結(jié)晶組織，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對銅合金管坯高質(zhì)量的軋制；軋制后根據(jù)管坯的不同材質(zhì)，進(jìn)行不同的后續(xù)處理，從而得到優(yōu)質(zhì)成品。優(yōu)選地，如圖2所示，在所述步驟101和步驟104之間，還包括:步驟103，對經(jīng)之前步驟處理后得到的所述銅合金管坯進(jìn)行溫度調(diào)控。所謂“紅熱狀態(tài)”為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)術(shù)語，即物體受熱發(fā)紅的狀態(tài)。根據(jù)不同的銅合金管的特性，有選擇地在軋制前進(jìn)行溫度調(diào)控，控制管坯進(jìn)入軋管機(jī)時(shí)的進(jìn)口溫度，確保軋制溫度，以保證產(chǎn)品的最終性能。即在進(jìn)入行星軋管機(jī)時(shí)，對部分銅合金管坯的溫度可以達(dá)到軋制要求的，即所述的紅熱狀態(tài)，就不再進(jìn)行溫度調(diào)控處理，直接送入行星軋管機(jī)中進(jìn)行軋制；對部分銅合金管坯在進(jìn)入行星軋管機(jī)前溫度達(dá)不到要求的，則對其進(jìn)行所述的溫度調(diào)控，從而確保制成品的質(zhì)量。優(yōu)選地，所述溫度調(diào)控包括在線溫度調(diào)節(jié)、離線溫度調(diào)節(jié)或均溫處理。在線溫度調(diào)節(jié)節(jié) 省加工時(shí)間，離線溫度調(diào)節(jié)或均溫處理可在專門的加熱保溫爐內(nèi)進(jìn)行，溫度調(diào)節(jié)效果更好，根據(jù)管坯的不同材質(zhì)及不同需求，選用合適的溫度調(diào)控方式。優(yōu)選地，如圖3所示，在所述步驟101和步驟103之間，還包括:步驟102，對經(jīng)所述步驟101處理后得到的所述銅合金管坯進(jìn)行減徑處理。在某些情況下，擠壓機(jī)擠壓后的管坯規(guī)格不能直接送入行星軋管機(jī)進(jìn)行軋制，此時(shí)需要對擠壓后的管坯進(jìn)行減徑處理，以得到適合行星軋管機(jī)軋制的尺寸規(guī)格。優(yōu)選地，在所述步驟101至所述步驟104的過程中進(jìn)行惰性氣體保護(hù)。進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，防止在加熱、擠壓、溫度調(diào)控和軋制過程中，管坯發(fā)生氧化，進(jìn)一步確保制成品的質(zhì)量。優(yōu)選地，所述紅熱狀態(tài)為溫度在250至990°C之間的狀態(tài)?？刂乒芘鬟M(jìn)入軋管機(jī)的溫度在250至990°C范圍內(nèi)，可以確保變形區(qū)的軋制溫度，保證軋制后管材具有優(yōu)良的性能。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道:物體受熱發(fā)紅的狀態(tài)稱為紅熱狀態(tài)，而本發(fā)明中，某些銅合金易變形、加工阻力小，熱軋溫度范圍寬，這類合金擠壓后不經(jīng)調(diào)溫可以直接進(jìn)行軋制；有些銅合金對軋制溫度范圍要求窄，需進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)溫才能進(jìn)行軋制。在上述任一實(shí)施例中，優(yōu)選地，在所述步驟104中，通過控制軋制速度、斷面收縮率、軋制時(shí)的冷卻強(qiáng)度，使得所述銅合金管坯在所述行星軋管機(jī)中的軋制溫度保持在所述銅及銅合金的再結(jié)晶溫度之上。軋制溫度對管坯的加工品質(zhì)具有重要影響，可通過控制軋制速度、斷面收縮率及軋制時(shí)的冷卻強(qiáng)度，保證管坯的軋制溫度高于管坯的再結(jié)晶溫度，確保獲得較好的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織。
優(yōu)選地，在所述步驟104中，軋制時(shí)采用乳化液進(jìn)行冷卻；控制所述軋制溫度控制在600°C至990°C之間；所述行星軋管機(jī)為2-6輥的行星軋管機(jī)。為維持軋制溫度在管坯的再結(jié)晶溫度以上，有時(shí)在軋制過程中需控制冷卻強(qiáng)度；采用2— 6輥行星軋管機(jī)適合對銅合金管坯進(jìn)行單道次大壓下量的軋制；將軋制溫度控制在600°C至990°C之間是更好的溫度范圍，是優(yōu)選方案。在上述任一實(shí)施例中，優(yōu)選地，在所述步驟104中，對經(jīng)所述行星軋管機(jī)單道次軋制后的管件進(jìn)行快速冷卻或在室溫下自然冷卻。在連續(xù)化的現(xiàn)代生產(chǎn)線上，為提高生產(chǎn)效率，一般均設(shè)置有冷卻槽，對出軋機(jī)的管件進(jìn)行快速冷卻，且大多采用水浴冷卻，成本低、無污染，當(dāng)然還可以根據(jù)實(shí)際需要，選擇其他的冷卻方式。本發(fā)明還提供了一種銅合金管，采用如上任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的銅合金管的制造方法制成。該銅合金管質(zhì)量優(yōu)良，且在無需退火的情況下適合于后續(xù)的再加工處理，可制成不同規(guī)格的優(yōu)質(zhì)銅合金成品管材。下面結(jié)合具體的生產(chǎn)實(shí)例對本發(fā)明所述銅合金管的制造方法進(jìn)行說明:實(shí)施例一:本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例是:制造BFelO-1-1管。軋制是在XR-JSG90三輥行星軋管機(jī)上進(jìn)行的。坯料經(jīng)3000噸擠壓機(jī)擠壓，擠壓溫度為900°C，擠壓后尺寸為Φ85Χ 18mm，送入三輥行星軋機(jī)時(shí)管坯的溫度為650°。軋管機(jī)以軋出速度為12_20m/min進(jìn)行工作，管坯進(jìn)入變形區(qū)后很快升溫到800°C左右，即軋制溫度在800°C左右，并持續(xù)不斷將所軋制的銅合金管向前送進(jìn)長1.5m的乳化液浴槽內(nèi)，軋制管件大約在5秒鐘的時(shí)間內(nèi)通過乳化液浴槽實(shí)現(xiàn)快速冷卻，然后向上彎曲成卷，經(jīng)盤管機(jī)盤管。軋制后的銅合金管的規(guī)格為Φ48Χ2.3mm，其斷面收縮率為91.3%，制成管的表面無任何折疊紋和其他缺陷存在，抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為295MPa 310MPa和25% 30%。軋后管材可以不經(jīng)中間退火一直拉伸到成品尺寸，如Φ9·.52X0.5mm的盤管。成品經(jīng)渦流探傷檢驗(yàn)，結(jié)果反映每千米僅為3 5個(gè)缺陷點(diǎn)。軋制后管材品質(zhì)優(yōu)良，制造是成功的。實(shí)施例二:本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是:制造HSn70_l黃銅管。坯料經(jīng)2200噸擠壓機(jī)擠壓，擠壓溫度為750°C，擠壓后尺寸為Φ80 X 14mm，熱減徑至外徑Φ60πιπι.然后在電加熱均熱爐中均熱至700°C，隨后導(dǎo)入XR-JSG60三輥行星軋管機(jī)中。其后的軋制如同上述實(shí)施例一所述，其軋制溫度為830°C左右，軋制速度為10m/min，軋制后的黃銅管規(guī)格為Φ40Χ2.0mm，斷面收縮率為88.1%。制成后的黃銅管表面無任何折疊紋和其它缺陷，其抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為320MPa 380MPa和25% 40%，電鏡顯示軋后管體的金相組織很致密，晶粒度為15 40微米。工藝是成功的。這種銅合金管在后續(xù)的拉伸中，幾乎沒有因管體本身的缺陷而造成斷管現(xiàn)象的發(fā)生。實(shí)施例三:本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是:制造H85黃銅管。管坯經(jīng)3000噸擠壓機(jī)擠壓，擠壓溫度為920°C，擠壓后尺寸為Φ90Χ20πιπι，利用擠壓后黃銅管具有的自然的高溫狀態(tài)，不經(jīng)調(diào)溫直接在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下導(dǎo)入XR-JSG100三輥行星軋管機(jī)進(jìn)行軋制。軋制后的管件規(guī)格為Φ55Χ2.5mm，軋制變形區(qū)溫度在750-850°C，軋制速度為20m/min。軋后的黃銅管經(jīng)水冷后進(jìn)入盤管機(jī)收料，然后再進(jìn)行多道次拉拔至Φ6.35X0.6mm，最后經(jīng)熱處理退火制成成品。采用此工藝生產(chǎn)的H85黃銅管機(jī)械性能優(yōu)良，可用作空調(diào)連接管和蒸發(fā)器、冷凝器的材料，在質(zhì)量上可以滿足用戶的需求。
綜上所述，本發(fā)明利用擠壓技術(shù)和行星軋制技術(shù)兩種方法的優(yōu)勢，進(jìn)行“一火軋制”，具有高效、節(jié)能、成材率高，管材制造成本低，制成品管材品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。采用本發(fā)明制造銅合金管克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，可以生產(chǎn)高品質(zhì)的銅合金管和銅合金盤管，大大提高了銅合金管的生產(chǎn)效率和成材率。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換 、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種銅合金管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟101，對加熱后的銅合金鑄坯進(jìn)行擠壓，得到管壁厚度為10毫米至40毫米的銅合金管坯； 步驟104，將擠壓后并處于紅熱狀態(tài)的所述銅合金管坯送入行星軋管機(jī)中進(jìn)行單道次軋制，控制軋制速度在4m/min至40m/min之間、斷面收縮率在50%至95%之間,得到銅合金盤管； 步驟105，對得到的所述銅合金盤管進(jìn)行拉伸、成型、退火或精整中的任意一種或者任意幾種組合的后續(xù)處理，制得銅合金管成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金管的制造方法，其特征在于，在所述步驟101和步驟104之間，還包括: 步驟103，對經(jīng)之前步驟處理后得到的所述銅合金管坯進(jìn)行溫度調(diào)控。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅合金管的制造方法，其特征在于，所述溫度調(diào)控包括自然溫度調(diào)節(jié)、在線溫度調(diào)節(jié)、離線溫度調(diào)節(jié)或均溫處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅合金管的制造方法，其特征在于，在所述步驟101和步驟103之間，還包括: 步驟102，對經(jīng)所述步驟101處理后得到的所述銅合金管坯進(jìn)行減徑處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅合金管的制造方法，其特征在于，在所述步驟101至所述步驟104的過程中進(jìn)行惰性氣體保護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的銅合金管的制造方法，其特征在于，所述紅熱狀態(tài)為溫度在250至990°C之間的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的銅合金管的制造方法，其特征在于，在所述步驟104中，通過控制軋制速度、斷面收縮率、軋制時(shí)的冷卻強(qiáng)度，使得所述銅合金管坯在所述行星軋管機(jī)中的軋制溫度保持在所述銅合金的再結(jié)晶溫度之上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅合金管的制造方法，其特征在于，在所述步驟104中，軋制時(shí)采用乳化液進(jìn)行冷卻；控制所述軋制溫度在600°C至990°C之間；所述行星軋管機(jī)為2-6輥的行星軋管機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的銅合金管的制造方法，其特征在于，在所述步驟104中，對經(jīng)所述行星軋管機(jī)單道次軋制后的管件進(jìn)行快速冷卻或在室溫下自然冷卻。
10.一種銅合金管，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的銅合金管的制造方法制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種銅合金管的制造方法及銅合金管，銅合金管的制造方法包括步驟101，對加熱后的銅合金鑄坯進(jìn)行擠壓，得到管壁厚度為10毫米至40毫米的銅合金管坯；步驟104，將擠壓后并處于紅熱狀態(tài)的銅合金管坯送入行星軋管機(jī)中進(jìn)行單道次軋制，控制軋制速度在4m/min至40m/min之間、斷面收縮率在50%至95%之間，得到銅合金盤管；步驟105，對銅合金盤管進(jìn)行拉伸、成型、退火或精整中的任意一種或幾種組合的后續(xù)處理，制得銅合金管成品。本發(fā)明提供的銅合金管的制造方法，將擠壓和軋制兩種方法的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起，一次加熱實(shí)現(xiàn)兩次熱加工，具有工序少、生產(chǎn)效率高、節(jié)能、成本低、管材制品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B21C37/06GK103230961SQ201310163998
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
發(fā)明者祁威, 田福生 申請人:江蘇興榮高新科技股份有限公司