CN101709809A - 一种制造外圆内异形铜管的方法 - Google Patents

一种制造外圆内异形铜管的方法 Download PDF

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赵学龙
曹建国
黄路稠
薛国平
魏连运
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Abstract

本发明公开了一种制造外圆内异形铜管的方法，其步骤为先将铜合金铸锭热压、冷轧后拉伸成管胚，管胚再经完全再结晶退火处理，在管胚的前端设置与管胚一体式结构或分体式连接结构的夹头，然后通过成品拉伸设备拉制外圆内异形铜管，所述的成品拉伸设备包括内部带有拉伸孔的拉伸模及拉伸衬芯，所述的拉伸衬芯由衬芯及与衬芯端部连接的拉伸芯杆组成，拉伸后的成品管在保护气氛下进行去应力光亮退火处理，消除了管内部残留的应力；采用本发明制造方法制造外圆内异形铜管，管件的内外表面无需再进行机械加工，提高原材料利用率及生产效率，大幅度降低了制造成本和资源浪费，管件使用寿命长，降低了频繁更换腐蚀管件所带来的维修成本。

Description

一种制造外圆内异形铜管的方法
技术领域
本发明涉及铜基合金制造技术领域，尤其是一种制造外圆内异形铜管的方法。
背景技术
目前在国外利用黄铜生产小外径、厚壁异形耐蚀铜管主要采用机械加工方法制造，然而采用机械加工制造外圆内异形铜管，加工难度大、成材率和生产效率低、金属消耗大、成本高；这种外圆内异形小外径、厚壁铜管因其外径小、管壁厚且内孔为异形，加工过程金属变形极不均匀，在生产工艺、设计等技术问题上都有较高的要求，但这些技术问题在国内尚属空白，该领域技术人员也在迫切寻找一种更好的制造方法来满足目前市场的需求。
发明内容
本发明所要解决的问题就是针对现有技术的缺点，提供一种制造外圆内异形铜管的方法，有效提高加工制造成材率、生产效率，降低金属消耗及资源浪费。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：一种制造外圆内异形铜管的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将铜合金铸锭热压、冷轧后拉伸成管胚，管胚再经完全再结晶退火处理，使其恢复塑性及形变能力；
(2)在管胚的前端设置与管胚一体式结构或分体式连接结构的夹头；
(3)通过成品拉伸设备拉制外圆内异形铜管，所述的成品拉伸设备包括内部带有拉伸孔的拉伸模及拉伸衬芯，所述的拉伸衬芯由衬芯及与衬芯端部连接的拉伸芯杆组成，拉制外圆内异形铜管的具体步骤为：先运送管胚使衬芯伸入管胚的夹头位置，拉伸芯杆推动管胚前移使管胚的夹头端伸入拉伸孔内，再由拉伸小车牵引管胚的夹头向前移动对管胚进行拉伸，在衬芯与拉伸孔的内外共同作用下实现管胚外径逐渐减缩、壁厚逐渐减薄，达到规定的尺寸和形状；
(4)拉伸后的成品管在保护气氛下进行去应力光亮退火处理，消除了管内部残留的应力，保证了外圆内异形铜管在运输、储存及使用过程中表面光亮、不产生应力开裂。
上述加工方式避免了因机械切削加工而产生的金属消耗，提高原材料利用率及生产效率，降低生产成本。
进一步的，所述拉伸模的拉伸孔由变径结构的锥形工作段及等径结构的柱形精整段组成，减小管胚送进时的阻力及对拉伸孔内壁的磨损，铜管管壁在柱形精整段与拉伸衬芯的作用下轧制成型，成型效果好，管壁厚度均匀。
进一步的，衬芯与拉伸芯杆采用螺纹连接，便于更换不同的衬芯以适应多种尺寸管胚的加工。
作为优选的，衬芯及衬芯与拉伸芯杆的螺纹连接部采用YG30硬质合金制成，YG30硬质合金表面硬度较YG15与YG8低，但其韧性较好；使用YG30硬质合金既满足了衬芯表面硬度和耐磨性的要求，又满足了螺纹连接部具有足够的韧性，实现了衬芯工作表面硬度与衬芯螺纹连接部强度的最佳组合，提高其加工制造成材率。
作为优选的，所述衬芯的外圆面分布有异形结构用于管胚内异形面的成型。
作为优选的，所述的保护气氛由氮气与氢气混合组成。
本发明的有益效果：采用本发明制造方法可加工6米以上的外圆内异形铜管，而且管件的内外表面无需再进行机械加工，避免了因机械切削加工而产生的金属消耗，提高原材料利用率及生产效率，大幅度降低了制造成本和资源浪费，该项技术也填补了国内空白，提高了在国际市场的竟争力；在成形拉伸后还采用了去应力退火，消除了铜管内部残留的应力，保证了外圆内异形铜管在运输、储存、使用过程中不产生应力开裂。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明中拉伸衬芯送入管胚时的示意图；
图2为本发明中管胚拉制时的示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明制造外圆内异形铜管的方法，其具体步骤如下：
(1)将铜合金铸锭热压、冷轧后拉伸成管胚，管胚还需经完全再结晶退火处理，使其恢复塑性及形变能力；
(2)在管胚的前端设置与管胚一体式结构或分体式连接结构的夹头3；
(3)通过成品拉伸设备拉制外圆内异形铜管，所述的成品拉伸设备包括内部带有拉伸孔的拉伸模1及拉伸衬芯2，所述的拉伸衬芯2由衬芯22及与衬芯端部连接的拉伸芯杆21组成，拉制外圆内异形铜管的具体步骤为：先运送管胚使衬芯22伸入管胚的夹头3位置，拉伸芯杆21推动管胚前移使管胚的夹头3端伸入拉伸孔内，再由拉伸小车牵引管胚的夹头3向前移动对管胚进行拉伸，在衬芯与拉伸孔的内外共同作用下实现管胚外径逐渐减缩、壁厚逐渐减薄，达到规定的尺寸和形状；
(4)拉伸后的成品管在保护气氛下进行去应力光亮退火处理；消除了管内部残留的应力，保证了外圆内异形铜管在运输、储存及使用过程中表面光亮、不产生应力开裂。
拉伸模的拉伸孔是由变径结构的锥形工作段12及等径结构的柱形精整段11组成，减小管胚送进时的阻力及对拉伸孔内壁的磨损，铜管管壁在柱形精整段与拉伸衬芯的作用下轧制成型，成型效果好，管壁厚度均匀。
衬芯22与拉伸芯杆21采用螺纹连接，衬芯22及衬芯22与拉伸芯杆21的螺纹连接部23采用YG30硬质合金制成，YG30硬质合金表面硬度较YG15与YG8低，但其韧性较好；使用YG30硬质合金既满足了衬芯表面硬度和耐磨性的要求，又满足了螺纹连接部具有足够的韧性，实现了衬芯工作表面硬度与衬芯螺纹连接部强度的最佳组合，提高其加工制造成材率；衬芯的外圆面分布有异形结构用于管胚内异形面的成型。
在去应力光亮退火处理时加入的保护气是由氮气与氢气混合组成的，去应力光亮退火处理时还需注意退火温度、气压及干燥度，使管件具有光亮的退火效果。
显而易见的是，具体实施方式中分给出的具体实施例仅是对本发明的进一步说明而非限定，在实际生产中，对本发明方法做的简单变换而仍采用本发明的实质精神的，仍在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种制造外圆内异形铜管的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将铜合金铸锭热压、冷轧后拉伸成管胚，管胚还需经完全再结晶退火处理，使其恢复塑性及形变能力；
(2)在管胚的前端设置与管胚一体式结构或分体式连接结构的夹头(3)；
(3)通过成品拉伸设备拉制外圆内异形铜管，所述的成品拉伸设备包括内部带有拉伸孔的拉伸模(1)及拉伸衬芯(2)，所述的拉伸衬芯(2)由衬芯(22)及与衬芯(22)端部连接的拉伸芯杆(21)组成，拉制外圆内异形铜管的具体步骤为：先运送管胚使衬芯伸入管胚的夹头位置，拉伸芯杆推动管胚前移使管胚的夹头端伸入拉伸孔内，再由拉伸小车牵引管胚的夹头向前移动对管胚进行拉伸，在衬芯与拉伸孔的内外共同作用下实现管胚外径逐渐减缩、壁厚逐渐减薄，达到规定的尺寸和形状；
(4)拉伸后的成品管在保护气氛下进行去应力光亮退火处理，消除管内部残留的应力。
2.根据权利要求1所述的一种制造外圆内异形铜管的方法，其特征在于：所述拉伸模(1)的拉伸孔由变径结构的锥形工作段(12)及等径结构的柱形精整段(11)组成。
3.根据权利要求1所述的一种制造外圆内异形铜管的方法，其特征在于：衬芯(22)与拉伸芯杆(21)采用螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的一种制造外圆内异形铜管的方法，其特征在于：衬芯(22)及衬芯(22)与拉伸芯杆(21)的螺纹连接部(23)采用YG30硬质合金制成。
5.根据权利要求3或4所述的一种制造外圆内异形铜管的方法，其特征在于：所述衬芯(22)的外圆面分布有异形结构用于管胚内异形面的成型。
6.根据权利要求1所述的一种制造外圆内异形铜管的方法，其特征在于：所述的保护气氛由氮气与氢气混合组成。
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