專利名稱：大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熔煉、鑄造、機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說(shuō)它是一種大規(guī)格銅端環(huán)的制備工藝，它的銅端環(huán)產(chǎn)品規(guī)格外徑在1500mm以上、銅端環(huán)的重量在200公斤以上。
背景技術(shù)：
銅端環(huán)的制備沿用方法有砂型鑄造、金屬型鑄造、多塊型材拼焊接、型材棒截取備料鍛壓等。但現(xiàn)有的制備方法基本上不能生產(chǎn)外徑在1500mn以上、或銅端環(huán)的重量在200公斤以上的大規(guī)格銅端環(huán)，即使生產(chǎn)出了這種大規(guī)格銅端環(huán)，但通過(guò)檢測(cè)和使用證明，各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)和使用壽命均未達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重影響整機(jī)質(zhì)量，具體表現(xiàn)為顯微裂紋氣孔、密度差、導(dǎo)電性能較差、抗拉強(qiáng)度弱等，其基本的原因在于難以備料獲取胚件且生產(chǎn)效率低，使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有背景技術(shù)的不足之處，而提供一種大規(guī)格銅端環(huán)的制備工藝，經(jīng)各項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)，均能滿足要求，是較理想和適用的大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到的大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝，其特征在于它包括如下步驟I)熔煉它包括含0. 3% Cr的銅鉻合金的制備或含0. 16% Zr的銅鋯合金的制備;2)離心鑄坯銅液澆鑄前確定滿足放量標(biāo)準(zhǔn)的模具，模具內(nèi)涂料烘烤至200°C，根據(jù)毛坯重量和毛坯內(nèi)徑，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，按 B確定轉(zhuǎn)速，澆鑄溫度為1250_1300°C，澆鑄速度為
6-14m/h ;其中n代表轉(zhuǎn)速，P代表合金密度，R代表毛坯內(nèi)徑，B代表修正系數(shù)；3)加熱鍛打利用電阻帶加熱爐將離心鑄坯加熱，在850_950°C時(shí)利用空氣錘鍛打；4)加熱碾壓擴(kuò)孔將鍛打毛坯加熱，溫度控制在850-950°C之間，利用碾壓擴(kuò)孔機(jī)，擴(kuò)孔獲取端環(huán)毛坯；5)車加工用四爪卡盤夾緊端環(huán)內(nèi)孔并校圓，粗車端面，外圓留精加工余量；反面夾緊外圓，粗車端面和內(nèi)孔，再精車內(nèi)孔到圖紙尺寸；反面夾內(nèi)孔，校圓，精車端面和外圓到圖紙要求；各種檢測(cè)和尺寸檢驗(yàn)合格為成品；6)項(xiàng)目檢驗(yàn)幾何檢驗(yàn)和檢測(cè)。在上述技術(shù)方案中，所述的含0. 3% Cr的銅鉻合金的制備包括如下步驟(I)、首先配制含4% Cr的CuCr中間合金選用電解陰極銅和Cu50Cr為原材料，在坩堝底部加入焙燒木炭，再加入電解陰極銅，中頻爐快速加熱熔煉至1150-1200°C，調(diào)小中頻爐功率，清除表面木炭，加入鎂脫氧劑進(jìn)行脫氧，將準(zhǔn)備好的Cu50Cr按重量配比要求壓入溶液內(nèi)，增加覆蓋劑，迅速升溫至1350-1450°C，保溫20分鐘，出爐溫度1250_1300°C，澆鑄溫度為1180-1200°C，CuCr合金鑄型表面涂石墨和機(jī)油的混合料，即獲得Cr含量為4%的CuCr中間合金；(2)、根據(jù)含0. 3% Cr的銅鉻合金的配比，計(jì)算出所需液體總重量中銅和含4%Cr的CuCr中間合金應(yīng)配入重量，在加入中間合金時(shí)，清除熔銅時(shí)所剩木炭，增加重量百分比為25%珍珠巖、65%電極粉和10%冰晶石混合物作覆蓋劑，覆蓋劑加入量以完全覆蓋為準(zhǔn)，再壓入預(yù)熱中間合金，即可獲得所需重量的含0.3% Cr的銅鉻合金液，澆鑄溫度為1150-1180°C。在上述技術(shù)方案中，所述的含0. 16% Zr的銅鋯合金的制備步驟為銅和鋯在氬氣環(huán)境保護(hù)下，部分電解陰極銅含量99. 99%和鋯熔化至1900°C，然后逐步加入剩余預(yù)熱電解陰極銅，熔化調(diào)節(jié)溫度至1320°C，加入鎂脫氧劑進(jìn)行脫氧，增加重量百分比為25%珍珠 巖、65%電極粉和10%冰晶石混合物作覆蓋劑，覆蓋劑加入量以完全覆蓋為準(zhǔn)，澆鑄溫度控制在 1300。。。
本發(fā)明大規(guī)格銅端環(huán)的制備工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)①、微量元素鉻或鋯添加，在幾乎不影響端環(huán)的導(dǎo)電性能的情況下，提高了端環(huán)的物理性能，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命。②、離心鑄造克服了獲取直徑規(guī)格在1500mm以上、毛坯重量在200公斤以上的端環(huán)產(chǎn)品的毛坯，擠壓機(jī)等設(shè)備滿足不了的不足。一方面降低了設(shè)備投資成本；另一方面減少了棒材下料及鍛壓環(huán)件雛形毛坯工序，縮短了生產(chǎn)周期，達(dá)到了節(jié)能、節(jié)材、降耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益的目的。③、碾壓擴(kuò)孔技術(shù)克服了空氣錘不能鍛造直徑大于1500mm端環(huán)的毛坯，而采用多段拼、焊接的高額費(fèi)用和質(zhì)量隱患。表I為本發(fā)明制備工藝與現(xiàn)有的制備工藝制備的銅端環(huán)的性能對(duì)比比
權(quán)利要求
1.大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝，其特征在于它包括如下步驟 1)熔煉它包括含0.25-0.8% Cr的銅鉻合金的制備或含0. 08-0. 2% Zr的銅鋯合金的制備； 2)離心鑄坯 銅液澆鑄前確定滿足放量標(biāo)準(zhǔn)的模具，模具內(nèi)涂料烘烤至200°C，根據(jù)毛坯重量和毛坯內(nèi)徑，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，按n 二確定轉(zhuǎn)速，澆鑄溫度為1250-1300°C，澆鑄速度為6-14m/h ;其中n代表轉(zhuǎn)速，P代表合金密度，R代表毛坯內(nèi)徑，B代表修正系數(shù)； 3)加熱鍛打利用電阻帶加熱爐將離心鑄坯加熱，在850-950°C時(shí)利用空氣錘鍛打； 4)加熱碾壓擴(kuò)孔將鍛打毛坯加熱，溫度控制在850-950°C之間，利用碾壓擴(kuò)孔機(jī)，擴(kuò)孔獲取端環(huán)毛坯； 5)車加工用四爪卡盤夾緊端環(huán)內(nèi)孔并校圓，粗車端面，外圓留精加工余量；反面夾緊外圓，粗車端面和內(nèi)孔，再精車內(nèi)孔到圖紙尺寸；反面夾內(nèi)孔，校圓，精車端面和外圓到圖紙要求；各種檢測(cè)和尺寸檢驗(yàn)合格為成品； 6)項(xiàng)目檢驗(yàn)幾何檢驗(yàn)和檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝，其特征在于所述的含0.25-0.8% Cr的銅鉻合金的制備包括如下步驟 1)、首先配制含4%Cr的CuCr中間合金選用電解陰極銅和Cu50Cr為原材料，在坩堝底部加入焙燒木炭，再加入電解陰極銅，中頻爐快速加熱熔煉至1150-1200 0C，調(diào)小中頻爐功率，清除表面木炭，加入鎂脫氧劑進(jìn)行脫氧，將準(zhǔn)備好的Cu50Cr按重量配比要求壓入溶液內(nèi)，增加覆蓋劑，迅速升溫至1350-1450°C，保溫20分鐘，出爐溫度1250-1300°C，澆鑄溫度為1180-1200°C，CuCr合金鑄型表面涂石墨和機(jī)油的混合料，即獲得Cr含量為4%的CuCr中間合金； 2)、根據(jù)含0.25-0.8% Cr的銅鉻合金的配比，計(jì)算出所需液體總重量中銅和含4%Cr的CuCr中間合金應(yīng)配入重量，在加入中間合金時(shí)，清除熔銅時(shí)所剩木炭，增加重量百分比為25%珍珠巖、65%電極粉和10%冰晶石混合物作覆蓋劑，覆蓋劑加入量以完全覆蓋為準(zhǔn)，再壓入預(yù)熱中間合金，澆鑄溫度為1150-1180°C，即可獲得所需重量的含0. 25-0.8% Cr的銅鉻合金液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝，其特征在于所述的含0.08-0. 2% Zr的銅鋯合金的制備步驟為銅和鋯在氬氣環(huán)境保護(hù)下，部分電解陰極銅含量99. 99%和鋯熔化至1900°C，然后逐步加入剩余預(yù)熱電解陰極銅，熔化調(diào)節(jié)溫度至1320°C，加入鎂脫氧劑進(jìn)行脫氧，增加重量百分比為25%珍珠巖、65%電極粉和10%冰晶石混合物作覆蓋劑，覆蓋劑加入量以完全覆蓋為準(zhǔn)，澆鑄溫度控制在1300°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝，其特征在于所述大規(guī)格銅端環(huán)產(chǎn)品為 <M602*<M490*48mm，其中 Cr 含 0. 3%，其余為 Cu， I)熔煉合金液總重量234公斤，電解陰極銅217. 2公斤，銅鉻中間合金含4%的Crl6. 8公斤，中頻爐功率200kw，石墨坩堝250#，首先在坩堝底部裝少量木炭，逐步加入電解陰極銅快速升溫熔化至1150-1200°C，清除木炭，增加重量百分比為25%珍珠巖、65%電極粉和10%冰晶石混合物作覆蓋劑，覆蓋劑加入量以完全覆蓋為準(zhǔn)，用銅鎂合金0. 234公斤脫氧，然后加入預(yù)熱16. 8公斤銅鉻中間合金，其中Cr含4 %，其余為Cu，迅速升溫至1350-1450°C保溫，調(diào)節(jié)液體溫度至1250-1300°C出爐，澆鑄溫度為1150_1180°C，熔化時(shí)間約60分鐘，并作試棒； 2)離心鑄坯選用內(nèi)徑為0610mm，長(zhǎng)度為300mm模具，用內(nèi)推板調(diào)節(jié)長(zhǎng)度在135mm，模具溫度為166°C -200°C，澆鑄溫度為1180-1200°C，澆鑄速度10m/h，電機(jī)轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/分，旋轉(zhuǎn)時(shí)間9分鐘，獲取0 604* 343*135mm毛坯； 3)加熱鍛打?qū)㈦x心鑄坯加熱控制在850-950°C時(shí)，利用空氣錘鍛打鑄坯高度至68mm，整圓較平，獲取0 852*<t 485*68mm毛坯； 4)碾壓擴(kuò)孔加熱鍛坯至850-950°C,編程序利用碾壓擴(kuò)孔機(jī)獲取 1622* 1470*68mm端環(huán)毛還，并放入水中冷卻至40 °C ； 5)采用立車機(jī)床，四爪夾緊內(nèi)孔校圓，單面加工7mm，外圓加工成01604mm。反面夾外圓，粗車內(nèi)圓成小1489mm，車單面加工8mm冷卻，精車內(nèi)圓成小1490mm，再反面夾內(nèi)圓，精車夕卜圓成小1602mm,厚度48mm,下線后復(fù)檢幾何尺寸,做探傷檢測(cè)，即可。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝，其特征在于所述大規(guī)格銅端環(huán)產(chǎn)品為小 2406*4 2302*57_，其中 Cr 含 0. 3%，其余為 Cu， 1)熔煉合金液總重量402公斤，電解陰極銅371.85公斤，銅鉻中間合金30. 15公斤，其中含4%的Cr，中頻爐功率240kw，石墨坩堝500#，首先在坩堝底部裝少量木炭，逐步加入電解陰極銅快速升溫熔化至1150-1200°C，清除木炭，增加重量百分比為25%珍珠巖、65%電極粉和10%冰晶石混合物作覆蓋劑，覆蓋劑加入量以完全覆蓋為準(zhǔn)，用銅鎂合金0. 402公斤脫氧，然后加入預(yù)熱30. 15公斤銅鉻中間合金仔細(xì)攪拌，其中Cr含4%，其余為Cu，迅速升溫至1350-1450°C保溫，調(diào)節(jié)液體溫度至1250-1300°C出爐，澆鑄溫度為1150_1180°C，熔化時(shí)間約80分鐘，并作試棒； 2)離心鑄坯選用內(nèi)徑為小1136mm，長(zhǎng)度為300mm模具，用內(nèi)推板調(diào)節(jié)長(zhǎng)度在230mm，模具溫度為166°C -200°C，澆鑄溫度為1280°C，澆鑄速度12m/h，電機(jī)轉(zhuǎn)速406轉(zhuǎn)/分，旋轉(zhuǎn)時(shí)間10分鐘，獲取￠1125* <M008*230mm毛坯； 3)加熱鍛打?qū)㈦x心鑄坯加熱控制在850-950°C時(shí)，利用空氣錘鍛打鑄坯高度至77mm，整圓較平，獲取￠ 1485* <M208*77mm毛坯。 4)碾壓擴(kuò)孔加熱鍛坯至850-950°C,編程序利用碾壓擴(kuò)孔機(jī)獲取小2430* 2272*77mm端環(huán)毛坯，并放入水中冷卻至40°C。
5)采用立車機(jī)床，四爪夾緊內(nèi)孔校圓，單面加工7mm，外圓加工成02408臟。反面夾外圓，粗車內(nèi)圓成0 2300mm，車單面加工8mm冷卻，精車內(nèi)圓成小2302mm，再反面夾內(nèi)圓，精車夕卜圓成小2406mm,厚度57mm,下線后復(fù)檢幾何尺寸,做探傷檢測(cè)，即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝，其特征在于所述大規(guī)格銅端環(huán)產(chǎn)品為小 2238*<t 2078*74mm，其中 Zr 含 0. 16%，其余為 Cu， I)熔煉電解陰極銅677. 914公斤，鋯I. 086公斤，中頻爐功率240kw，氧化鋯坩堝700#或鎂砂筑爐容積700，首先加入I. 086公斤鋯和120公斤電解陰極銅熔化，剩余電解陰極銅預(yù)熱，氬氣環(huán)境保護(hù)熔化至1900°C時(shí)加入剩余預(yù)熱電解陰極銅，熔化調(diào)節(jié)溫度至1350°C仔細(xì)攪拌，熔化時(shí)間約100分鐘，加入占液體重量0. 005-0. 01%的銅鎂合金作脫氧劑脫氧，并做試棒；2)離心鑄坯選用內(nèi)徑為小1136mm，長(zhǎng)度為300mm模具，用內(nèi)推板調(diào)節(jié)長(zhǎng)度在242mm，模具溫度為166°C -200°C，澆鑄溫度為1280°C，澆鑄速度14m/h，電機(jī)轉(zhuǎn)速417轉(zhuǎn)/分，旋轉(zhuǎn)時(shí)間11分鐘，獲取<M125*<j5 930*242mm毛坯； 3)加熱鍛打?qū)㈦x心鑄坯加熱控制在850-950°C時(shí)，利用空氣錘鍛打鑄坯高度至102_，整圓較平，獲取￠ 1485* <M120*102mm毛坯； 4)碾壓擴(kuò)孔加熱鍛坯至850-950°C，利用碾壓擴(kuò)孔機(jī)獲取02268*0 2048*102mm端環(huán)毛坯，并放入水中冷卻至40°C ； 5)采用立車機(jī)床，四爪夾緊內(nèi)孔校圓，單面加工12mm，外圓加工成 02240mm。反面夾外圓，粗車內(nèi)圓成0 2076mm，車單面加工13mm冷卻，精車內(nèi)圓成小2078mm，再反面夾內(nèi)圓，精車外圓成0 2238mm,厚度74mm,下線后復(fù)檢幾何尺寸,做探傷檢測(cè)，即可。
全文摘要
大規(guī)格銅端環(huán)制備工藝，它包括如下步驟熔煉銅鉻合金或銅鋯合金，離心鑄坯，加熱鍛打，加熱碾壓擴(kuò)孔，車加工，項(xiàng)目檢驗(yàn)等。本發(fā)明大規(guī)格銅端環(huán)的制備工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)微量元素鉻或鋯添加，在幾乎不影響端環(huán)的導(dǎo)電性能的情況下，提高了端環(huán)的物理性能，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命。離心鑄造克服了獲取直徑規(guī)格在1500mm以上、毛坯重量在200公斤以上的端環(huán)產(chǎn)品的毛坯，擠壓機(jī)等設(shè)備滿足不了的不足。一方面降低了設(shè)備投資成本；另一方面減少了棒材下料及鍛壓環(huán)件雛形毛坯工序，縮短了生產(chǎn)周期，達(dá)到了節(jié)能、節(jié)材、降耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益的目的。碾壓擴(kuò)孔技術(shù)克服了空氣錘不能鍛造直徑大于1500mm端環(huán)的毛坯，而采用多段拼、焊接的高額費(fèi)用和質(zhì)量隱患。
文檔編號(hào)C22C1/03GK102744571SQ201210231189
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者周尤利, 湯勝華 申請(qǐng)人:武漢雄馳機(jī)電設(shè)備有限公司