一種銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，屬于熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有的銅合金閥門鍛件處理能耗大且不環(huán)保的問題。本銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：a、鋸切下料；b、坯料加熱；c、熱鍛紅沖；d、退火；e、保溫；f、隨爐冷卻；g、出爐。銅合金棒經(jīng)過切割、加熱后通過熱鍛紅沖工藝制成閥門鍛件，紅沖過程僅需進行一次沖壓即可，工藝非常簡單，而且紅沖模具加工出來的制件毛邊厚度較小，材料利用率要高很多，紅沖后的閥門鍛件在抽真空的熱處理爐內(nèi)進行退火處理，并通入惰性氣體進行保護，能夠避免閥門鍛件表面氧化，從而可以使得后續(xù)的拋丸、噴砂、酸洗等表面處理工序可以得到簡化或者省略，能耗低且更加環(huán)保。
【專利說明】一種銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種銅合金的熱處理，特別是一種銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在浙江沿海一帶制造工業(yè)中，特別是管道五金生產(chǎn)行業(yè)，銅合金閥門通常采用紅沖工藝進行處理，紅沖工藝是通過改變加工方法來提高零部件的力學(xué)性能的有效方法之一，它像精鍛加工那樣將金屬坯料加熱后放在模具內(nèi)成形，但是紅沖除大型紅沖件外一般都是一次性成形，而精鍛一般為幾次壓力成形。紅沖工藝與熱擠壓相比較，金屬坯料同樣需要加熱，熱擠壓的模具與冷擠壓的模具基本上相同，金屬材料在模腔內(nèi)的流動較為簡單，成形的零件形狀，大多數(shù)與冷擠壓零件差不多，偏向較為簡單形狀的零件成形，而紅沖模具的結(jié)構(gòu)比熱擠壓模具要復(fù)雜，結(jié)構(gòu)特點是沖壓方式與型腔模的成形方式有機結(jié)合，它不僅能在壓力機上擠壓成型腔式擠壓模，而且能一次性實行多方位的脫模動作，它在足夠強大的壓力下，迫使金屬材料在模腔內(nèi)通過復(fù)雜的流動，擠壓成像型腔模(注射模)那樣形狀的復(fù)雜零部件。
[0003]紅沖工藝的特點如下:1、它的成形基本上不受產(chǎn)品零件自身外部形狀的限制；2、紅沖生產(chǎn)使用普通壓力機，投產(chǎn)容易，適宜中小型企業(yè)生產(chǎn)；3、生產(chǎn)效率高，適宜大批量生產(chǎn)；4、由于紅沖模具采用抽心裝置，壓制出來的制件內(nèi)部是空心的，不像鍛壓模加工出來的制件那樣內(nèi)部是實心的，而且一般小型紅沖模的毛邊厚度在0.5_左右，而鍛壓模制件的毛邊厚度一般在2mm以上，所以材料利用率要比鍛壓模高許多；5、紅沖是一種少無切削的加工工藝，表面粗糙度接近模具，尺寸精度能達到6~7級，所以它的機械切削量很少；6、紅沖件的力學(xué)性能好，因為紅沖后的金屬坯料經(jīng)過加熱、擠壓、冷卻，它的金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，消除了原來因鑄造或拉拔而造成的缺陷，使制件內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)呈由內(nèi)向外的線狀，提高了紅沖制件的力學(xué)性能；7、經(jīng)紅沖后的制件，金屬內(nèi)部晶粒得到了細(xì)化，增強了金屬的致密度，提高了零件抗蝕能力；8、適用于各種有色或黑色的金屬加工。
[0004]紅沖法在生產(chǎn)銅合金制件時，通常在高溫條件下進行，并需要在模具上選配合理的潤滑劑以減少由摩擦而引起的各種不利因素，使紅沖制件能夠順利出模，但是紅沖制件在出模時極易將潤滑劑帶出而需要再進行額外的清潔處理，費時費力。另外在閥門零部件加工、組裝過程中不可避免地沾上油等污物，在裝配前也必須要進行清洗、清理。
[0005]而且銅合金閥門在經(jīng)過成型處理后，需要進行熱處理，熱處理的方式有再結(jié)晶退火和低溫去應(yīng)力退火兩種方式，上述的兩種退火過程均在開放式的環(huán)境下進行，大量的熱能白白消耗在空氣中。而且在上述的退火過程中，銅合金表面易出現(xiàn)氧化皮，需要再采用拋丸、噴砂和酸洗等方式去除表面氧化皮，但是上述去除氧化皮的方法均存在著明顯缺陷，如拋丸和噴砂能耗大、不節(jié)能且成本較高，酸洗工藝則易對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。如上馬環(huán)保項目，則制造企業(yè)成本很高。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，它步驟簡單、生產(chǎn)成本低、節(jié)能、對環(huán)境污染相對較少。
[0007]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]a、鋸切下料:根據(jù)閥門的尺寸大小將整根銅合金棒切割成若干個小段；
[0009]b、坯料加熱:將切割下來的小段銅合金棒進行加熱；
[0010]C、熱鍛紅沖:將加熱后的小段銅合金棒放入到紅沖模具中進行熱鍛紅沖，一次性制成閥門鍛件；
[0011]d、退火:將紅沖后的閥門鍛件在24h以內(nèi)放入到封閉式的熱處理爐內(nèi)，將熱處理爐抽真空后,再通入惰性氣體并進行加熱退火；
[0012]e、保溫；
[0013]f、隨爐冷卻；
[0014]g、出爐。
[0015]本技術(shù)方案中，銅合金棒經(jīng)過切割、加熱后通過熱鍛紅沖工藝制成閥門鍛件，紅沖過程僅需進行一次沖壓即可，工藝非常簡單，而且紅沖模具加工出來的制件毛邊厚度較小，材料利用率要高很多，紅沖后的閥門鍛件在抽真空的熱處理爐內(nèi)進行退火處理，并通入惰性氣體進行保護，能夠避免閥門鍛件表面氧化，從而可以使得后續(xù)的拋丸、噴砂、酸洗等表面處理工序可以得到簡化或者省略，能耗低且對環(huán)境污染較小。
[0016]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟b中的加熱爐為能實現(xiàn)自動輸送、自動控制加熱溫度和保溫時間的半封閉式加熱爐。小段銅合金棒通過煤油、天然氣、液化氣作為熱源或采用電加熱至始鍛溫度后，再進入到紅沖階段。
[0017]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟b中加熱爐控制小段銅合金棒的溫度達到始鍛溫度720°C后，再進行紅沖加工，所述步驟c的紅沖過程在小段銅合金棒
進入終鍛溫度650°C前完成。該溫度控制能夠有效地防止銅合金棒進入中溫脆性區(qū)導(dǎo)致開裂。
[0018]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟c中的紅沖模具中具有能夠使得閥門鍛件容易出模的潤滑劑。潤滑劑需保證銅合金和模具之間的摩擦系數(shù)低，導(dǎo)熱性要小，且該潤滑劑使用時，應(yīng)無煙、無害、化學(xué)性能穩(wěn)定，對銅合金、模具和設(shè)備無腐蝕影響，并保持良好的工作環(huán)境。
[0019]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟d中熱處理爐抽真空至0.08~
0.09Pa。抽真空能夠避免閥門鍛件在熱處理爐中退火時候發(fā)生氧化。
[0020]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟d中退火過程中，惰性氣體持續(xù)性通入，所述惰性氣體對閥門鍛件具有O~IOkg的沖刷壓力。惰性氣體在退火過程中既對閥門鍛件進行防氧化保護，又能將閥門鍛件的內(nèi)外表面進行沖刷，去除閥門鍛件出模時帶出的潤滑劑，同時還能使得閥門鍛件的表面光亮度更好，提高退火質(zhì)量。
[0021]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟d中退火為在270~400°C下進行的低溫去應(yīng)力退火或在600~700°C下的再結(jié)晶退火。
[0022]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟e中的保溫溫度為270~400°C，保溫時間為I~2h。
[0023]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟e中的保溫過程中，停止通入惰性氣體。節(jié)約用氣，此過程中填充在熱處理爐中的惰性氣體繼續(xù)起到防氧化的作用。
[0024]在上述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝中，所述銅合金棒為鉛黃銅，銅含量為56~60%，鋅含量為36~40%。其中銅含量優(yōu)選為59%，鋅含量優(yōu)選為37%。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的生產(chǎn)工藝具有以下的優(yōu)點:1、通過將銅合金棒通過切割、熱鍛紅沖制得閥門鍛件，銅合金致密度高、抗蝕能力好，且無需或僅需少量切削，表面粗糙度低；2、退火過程在封閉的熱處理爐中進行，減少閥門鍛件在退火過程中發(fā)生氧化的幾率；3、退火過程中由流動性的惰性氣體作為保護氣，并在退火過程中通過惰性氣體對閥門鍛件表面進行沖刷，從而對原有生產(chǎn)工藝中需要歷經(jīng)的退火加拋丸或噴砂或酸洗等多個環(huán)節(jié)進行簡化，使得僅需要一次性退火即可實現(xiàn)上述功能，而且還能起到保證表面質(zhì)量、去油污和光亮表面的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
[0027]圖2是本發(fā)明中加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1、爐體;la、上料口 ；lb、下料口 ；2、傳送帶；3、加熱器；4、銅合金棒。
【具體實施方式】
[0029]以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0030]參照圖1，本實施例為一種銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0031]a、鋸切下料:根據(jù)閥門的尺寸大小將整根銅合金棒切割成若干個小段；
[0032]b、坯料加熱:將切割下來的小段銅合金棒放置在半封閉加熱爐中，小段銅合金棒通過煤油、天然氣、液化氣作為熱源或采用電加熱，該加熱爐是半封閉式的，可實現(xiàn)自動輸送、自動控制加熱溫度和保溫時間，加熱過程中控制小段銅合金棒的溫度至少達到始鍛溫度720°C，溫度范圍控制在720~750°C之間，優(yōu)選為730°C。
[0033]C、熱鍛紅沖:將加熱后的小段銅合金棒放入到紅沖模具中進行熱鍛紅沖，一次性制成閥門鍛件，紅沖過程在小段銅合金棒溫度進入終鍛溫度650°C前完成，該紅沖模具中具有能夠使得閥門鍛件容易出模的潤滑劑；
[0034]d、退火:將閥門鍛件從紅沖模具中取出并放入到封閉式的熱處理爐內(nèi)，將熱處理爐抽真空至0.08~0.09Pa后，進行加熱退火，在退火過程中持續(xù)通入流動性惰性氣體，惰性氣體對閥門鍛件的每平方厘米的表面具有O~IOkg的沖刷壓力，優(yōu)選值為8~IOkg ；
[0035]e、保溫:保溫溫度為270~400°C，保溫時間為I~2h，優(yōu)選保溫溫度為270~310°C，保溫時間為2h，該保溫過程中停止繼續(xù)通入惰性氣體，通過熱處理爐內(nèi)原有的惰性氣體進行保護；
[0036]f、隨爐冷卻至150°C ;
[0037]g、出爐。
[0038]本實施例中的紅沖過程 優(yōu)選在小段銅合金棒溫度在650~680°C前完成，優(yōu)選為660°C。本實施例中的退火過程可為在270~400°C下進行的低溫去應(yīng)力退火，優(yōu)選區(qū)間為300~350°C ;本實施例中的退火過程還可以是600~700°C下的再結(jié)晶退火，優(yōu)選區(qū)間為650 ~680O。
[0039]本實施例中用于制作閥門鍛件的銅合金為鉛黃銅，其銅含量為56~60%，鋅含量為36~40%，其中銅含量優(yōu)選為59%，鋅含量優(yōu)選為37%。
[0040]本實施例中的潤滑劑為石墨系水溶性脫膜劑，能夠保證銅合金和模具之間的摩擦系數(shù)低，導(dǎo)熱性要小，且該潤滑劑使用時，應(yīng)無煙、無害、化學(xué)性能穩(wěn)定，對銅合金、模具和設(shè)備無腐蝕影響，并保持良好的工作環(huán)境。
[0041]本實施例中采用的惰性氣體為純度不小于99.99%的氮氣或氬氣或氮氣和氬氣的混合氣體。
[0042]參照圖2，本實施例中的加熱爐為能夠?qū)崿F(xiàn)自動輸送、自動控制加熱溫度和保溫時間的隧道爐，包括半封閉式的爐體1，該爐體內(nèi)設(shè)置有傳送帶2和設(shè)置在傳送帶上方的若干個通過煤油、天然氣、液化氣作為熱源或采用電加熱的加熱器3，爐體I的兩端分別具有供小段銅合金棒進出的上料口 Ia和下料口 lb，傳送帶2能將由上料口 Ia投入的銅合金棒4經(jīng)過加熱后傳送到下料口 lb。
[0043]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精`神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟: a、鋸切下料:根據(jù)閥門的尺寸大小將整根銅合金棒切割成若干個小段； b、坯料加熱:將切割下來的小段銅合金棒進行加熱； C、熱鍛紅沖:將加熱后的小段銅合金棒放入到紅沖模具中進行熱鍛紅沖，一次性制成閥門鍛件； d、退火:將紅沖后的閥門鍛件在24h以內(nèi)放入到封閉式的熱處理爐內(nèi)，將熱處理爐抽真空后,再通入惰性氣體并進行加熱退火； e、保溫； f、隨爐冷卻； g、出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟b中的加熱爐為能實現(xiàn)自動輸送、自動控制加熱溫度和保溫時間的半封閉式加熱爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟b中加熱爐控制小段銅合金棒的溫度達到始鍛溫度720°C后，再進行紅沖加工，所述步驟c的紅沖過程在小段銅合金棒進入終鍛溫度650°C前完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟c中的紅沖模具中具有能夠使得閥門鍛件容易出模的潤滑劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟d中熱處理爐抽真空至0.08~0.09Pa。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟d中退火過程中，惰性氣體持續(xù)性通入，所述惰性氣體對閥門鍛件具有O~IOkg的沖刷壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟d中退火為在270~400°C下進行的低溫去應(yīng)力退火或在600~700°C下的再結(jié)晶退火。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟e中的保溫溫度為270~400°C，保溫時間為I~2h。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟e中的保溫過程中，停止通入惰性氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9任意一條所述的銅合金閥門鍛件的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述銅合金棒為鉛黃銅，銅含量為56~60%，鋅含量為36~40%。
【文檔編號】B23P15/00GK103831597SQ201410128218
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】盧明技, 李隆駿, 許林滔, 顧宏波, 洪君華, 顧榮見, 張義堅, 華仕光 申請人:臺州市中奧特種設(shè)備檢測技術(shù)服務(wù)有限公司