CN102240696A

CN102240696A - 一种铜及铜合金管材制备方法

Info

Publication number: CN102240696A
Application number: CN2011101286746A
Authority: CN
Inventors: 贺永东; 苏玉长; 温玉党; 赵多平
Original assignee: Jinchuan Group Co Ltd
Current assignee: Jinchuan Group Co Ltd
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2011-11-16

Abstract

本发明公开了一种铜及铜合金管材制备方法，其包括以下步骤：(a)将铸锭加热后进行一次正向挤压；(b)将步骤(a)得到的管坯进行二次反向挤压；(c)将步骤(b)得到的管坯进行预矫直后进行多道次拉伸处理。本发明采用长径比小于1.0的实心铸锭为坯料，经过反向和正向两次挤压后，得到超大、超长或超厚的二次挤压管坯料。采用特殊的制头方法对挤制管坯料进行免制头拉伸，与传统制头-拉伸工艺相比，可以缩短制头周期，提高工效，减少制头损失60-70%,从而可以生产出长度达到6m-9m、直径达到Ф219-Ф424mmmm的超大、超长或超厚的铜及铜合金管。

Description

一种铜及铜合金管材制备方法

技术领域

本发明涉及的技术领域金属加工领域，尤其涉及一种铜及铜合金管材的制备方法。

背景技术

长度超过6m、直径超过Ф219mm的超大、超长或超厚铜合金管材是潜艇舰船、海洋工程领域应用极广、市场极度稀缺的高端铜合金管。现有的生产工艺流程图可参见图1。现有生产工艺具有以下缺点：一是受铜挤压机装备水平的限制，传统挤压机管材最大开坯能力为Ф250mm左右，所挤压出的管坯长度一般不超过3m。二是传统穿孔挤压技术将锭坯心部的坯料全部挤出，对挤制大规格空心薄壁管坯而言，仅穿孔工艺损失挤压工序成材率57.76%（以250mm铸锭挤压Ф210×10mm管坯为例）。三是传统的挤压工艺不能对大规格挤压制品进行有效的防氧化防护，挤压后的制品需要进行酸洗处理，造成金属损失。四是传统拉伸制头是采用液压碾头法，每次碾头长度均在坯料直径两倍左右，以直径为Ф210mm的管坯为例，一次制头长度为420mm，相当于损失成材率14%。管坯一般需要经过3-4道次的反复制头-拉伸-切头，仅制头工艺损失成材率30-40%，最终制品长度往往只有3-4m长。且管坯的规格越大，制头损失越大，最终制品长度越短，无法生产市场极其稀缺的、长度达到6-9m的超大铜合金管材。五是超大、超长或超厚铜合金管材要经过反复制头、拉伸、酸洗、退火，生产工艺流程长、成材率低、生产成本高、产品质量低。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种铜合金管材特别是长度达到6m-9m、直径达到Ф219-Ф424mmmm的超大、超长或超厚铜合金管材的制备方法。该制备方法能大大缩短工艺流程、降低生产成本、更好地满足超大超长铜合金管材的市场需求。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种铜及铜合金管材制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(a)将铸锭加热后进行一次正向挤压；

(b)将步骤(a)得到的管坯进行二次反向挤压；

(c)将步骤(c)得到的管坯进行预矫直后进行多道次拉伸处理。

根据上述制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中的拉伸处理为扩径拉伸，并且使用内部安装有衬芯的夹钳进行免制头拉伸。

根据上述制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中的拉伸处理为缩径拉伸，并且使用内部安装有衬芯的夹钳进行免制头拉伸。

本发明的有益效果：本发明采用长径比小于1.0的实心铸锭为坯料，经过反向和正向两次挤压后，得到超大、超长或超厚的二次挤压管坯料。采用特殊的制头方法对挤制管坯料进行免制头拉伸，与传统制头-拉伸工艺相比，可以缩短制头周期，提高工效，减少制头损失60-70%,从而可以生产出长度达到6m-9m、直径达到Ф219-Ф424mmmm的超大、超长或超厚的铜及铜合金管。本发明可以降低挤压过程的穿孔损失100%、压余损失45%左右，可以降低拉伸-制头过程中的材料损失80%。

附图说明

图1是现有技术的工艺流程图；

图2-图6是本发明的制备方法中二次挤压示意图；

图7、图8是本发明的制备方法中免制头扩径拉伸示意图；

图9、图10是本发明的制备方法中免制头缩径拉伸示意图；

图11是本发明的第一个实施例的工艺流程图；

图12是本发明的第二个实施例的工艺流程图；

图13是本发明的第三个实施例的工艺流程图；

图14是本发明的第四个实施例的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的铜及铜合金管材制备方法包括以下步骤：(a)将铸锭加热后进行一次正向挤压；(b)将步骤(a)得到的管坯进行二次反向挤压；(c)将步骤(c)得到的管坯进行预矫直后进行多道次拉伸处理。

参照图2-图6对步骤(a)的一次正向挤压进行描述：

图中显示，当短铸锭3置放于由挤压筒1和堵板2组成的空间内后，挤压装置的主传动系统驱动反向挤压杆4、挤压垫5向右运动，并穿透短铸锭3形成一次挤压管坯料3a，图4显示挤压装置完成一次反向挤压过程。挤压装置完成一次反向挤压过程后，堵板工位移开，装有挤压模7的移动模架移至工作工位，见图5。随后，挤压装置的主传动系统继续驱动正向挤压杆6和反向挤压杆4、挤压垫5向右移动，此时，正向挤压杆起到传递主挤压力的作用，挤压模起到对二次挤压管坯料进行定径的作用，反向挤压杆对二次挤压管坯料的内径起到定径的作用，图6为挤压装置进行二次正向挤压过程。

步骤(c)中的拉伸处理可以是扩径或缩径处理。

参见图7和图8，其示出了扩径拉伸的过程：扩径拉拔装置包括芯杆9，安装在芯杆9前端的推管器8及扩径芯头11，扩径芯头11后端的拉拔模具12。在驱动装置的作用下，推管器8可在芯杆9上滑动。扩径芯头11固定安装在芯杆9的拉拔端，而且扩径芯头11与芯杆9通过卡口固定连接。制头装置包括夹钳13和设置在夹钳13内的衬芯14，且夹钳13和衬芯14形成一个环形的空腔，该空腔与拉拔后的管坯相适配。工作时，先将管坯10安装在芯杆9上，将扩径芯头11安装在芯杆9的后端；芯杆9的前端安装在推管器8的中心孔内。在驱动装置的作用下，推管器8将管坯10强行推入扩径模具12进行扩径；扩径后的管坯在制头装置的作用下进行在线制头和拉伸，完成扩径拉拔过程。

参见图9和图10，其示出了缩径拉伸处理的过程：沿拉拔方向依次同轴设置有推管器8、芯杆9、拉拔模具15、环形夹料装置16和可伸缩衬芯17。管坯10在推管器8的作用下，可在芯杆9上滑动。环形夹料装置16和衬芯17之间形成的环形空腔与待拉拔的管材相适配，保证咬料时管坯头部不变形。参见图10，超大、超长或者超厚铜及铜合金管材在进行免制头拉拔时，在驱动装置作用下，推管器8沿芯杆9运动，管坯10在推管器8的作用下强行推入拉拔模具15，利用拉拔模具15直接成型；当管材从模具15成型伸出后在环形夹料装置16的作用下进行夹头、拉伸；环形夹料装置内部的衬芯17保证了夹头仍为空心，而且不夹扁。

实施例1

图11是生产T2Ф219×3mmmm的铜管材的工艺流程图。该工艺采用直径为Ф310mm的T2铸锭，经过感应加热、铸锭经过一次反向挤压得到规格为Ф320×45×800mm一次挤压管坯、一次挤压管坯经过二次正向水封挤压，得到规格为Ф242mm×6mm的二次挤压管坯，管坯经过预矫直，在1000KN的液压拉伸机进行三道次免制头拉伸至成品尺寸，再经过矫直、探伤、检验、裁切、去毛刺和管内吹扫、管材清洗、成品光亮退火和性能检验，将检验合格的产品包装入库。

实施例2

图12是生产BFe10-1-1Ф324×4mm合金管材的工艺流程图。该工艺采用直径为Ф440mmBFe10-1-1合金的铸锭，经过感应加热、铸锭经过一次反向挤压得到规格为Ф450×45×820mm一次挤压管坯、一次挤压管坯经过二次正向水封挤压，得到规格为Ф400×10mm的二次挤压管坯，管坯经过预矫直，在3000KN的液压拉伸机进行五道次免制头拉伸至成品尺寸，再经过矫直、探伤、检验、裁切、去毛刺和管内吹扫、管材清洗、成品光亮退火和性能检验，将检验合格的产品包装入库。

实施例3

图13是生产BFe10-1-1Ф419×4mmmm的铜合金管材的工艺流程图，其采用了扩径和免制头复合拉伸工艺。该工艺采用直径为Ф440mmBFe10-1-1合金的铸锭，经过感应加热、铸锭经过一次反向挤压得到规格为Ф450×45×800mm一次挤压管坯、一次挤压管坯经过二次正向水封挤压，得到规格为Ф400×10mm的二次挤压管坯，管坯经过预矫直，在3000KN的液压拉伸机进行四道次扩径拉伸和两道次的免制头拉伸至成品尺寸，再经过矫直、探伤、检验、裁切、去毛刺和管内吹扫、管材清洗、成品光亮退火和性能检验，将检验合格的产品包装入库。

实施例4

图14是生产BFe10-1-1Ф424×4mmmm的铜合金管材的工艺流程图，其采用扩径和免制头复合拉伸工艺。该工艺采用直径为Ф440mm、长度为285mm的BFe10-1-1合金铸锭，经过感应加热、铸锭经过一次反向挤压得到规格为Ф450×45×750mm一次挤压管坯、一次挤压管坯经过二次正向水封挤压，得到规格为Ф400×10mm的二次挤压管坯，管坯经过预矫直，在3000KN的液压拉伸机进行四道次扩径拉伸和两道次的免制头拉伸至成品尺寸，再经过矫直、探伤、检验、裁切、去毛刺和管内吹扫、管材清洗、成品光亮退火和性能检验，将检验合格的产品包装入库。

Claims

1.一种铜及铜合金管材制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(a)将铸锭加热后进行一次正向挤压；

(b)将步骤(a)得到的管坯进行二次反向挤压；

(c)将步骤(c)得到的管坯进行预矫直后进行多道次拉伸处理。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中的拉伸处理为扩径拉伸，并且使用内部安装有衬芯的夹钳进行免制头拉伸。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中的拉伸处理为缩径拉伸，并且使用内部安装有衬芯的夹钳进行免制头拉伸。