CN103805806A

CN103805806A - 抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方及其生产方法

Info

Publication number: CN103805806A
Application number: CN201310560734.0A
Authority: CN
Inventors: 曾华文
Original assignee: FUJIAN PROVINCE NAN'AN CITY PENGXIN COPPER INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: FUJIAN PROVINCE NAN'AN CITY PENGXIN COPPER INDUSTRY CO., LTD.
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: CN103805806B

Abstract

本发明提供一种抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方及其生产方法，包括将46～50％的电解铜、18～20％的砷黄铜回炉料、0.2～0.3％的砷铜合金、0.1～0.3％的硼铜合金、30～32％的锌锭原料依次经熔铸实心铜锭→实心铜锭挤压成铜管→拉伸→退火→成品铜管检验→成品铜管入库的生产步骤。通过本发明的配方与方法生产的黄铜管，具有较好的抗脱锌耐腐蚀性能和表面质量，其重量轻、导热性好、低温强度高、坚固、抗脱锌耐腐蚀性能好。

Description

抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种水暖卫浴零部件及其生产方法，特别涉及一种抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方及其生产方法。

背景技术

现有的黄铜管只是铜、锌合成生产的普通黄铜管,抗脱锌耐腐蚀性能差。自2006年，欧盟、澳洲、日本已明确规定2006年以后，进入这些国家的卫浴铜制品必须采用抗脱锌、耐腐蚀、铜材，并以法律形式加以约束。目前，世界上能真正生产该类铜材的只有日本、韩国、瑞典等少数几个国家。同时世界范围内的80%的卫浴洁具生产基地在中国，目前该类铜材国内需求大部分依赖进口。本公司成立技术攻关小组，致力于抗脱锌、耐腐蚀黄铜管的研究，已成功研发一种适合各种机加工、冷弯和冷冲、复杂成型的优质抗脱锌、耐腐蚀黄铜管的制备方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方及其生产方法,通过本发明的配方与方法生产的黄铜管，具有较好的抗脱锌耐腐蚀性能和表面质量，其重量轻、导热性好、低温强度高、坚固、抗脱锌耐腐蚀性能好。　　　　　　　　　

为解决此技术问题，本发明采取以下方案：抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方，其特征在于：包括下述重量百分比的原料组成: 电解铜46～50％、砷黄铜回炉料18～20％、砷铜合金0.2～0.3％、硼铜合金0.1～0.3％、锌锭30～32％。

进一步改进的是：上述各原料都是干燥原料。

基于同一发明构思，本发明提供一种抗脱锌挤压拉制黄铜管的生产方法，依次包括：熔铸实心铜锭→实心铜锭挤压成铜管→拉伸→退火→成品铜管检验→成品铜管入库；其中：

所述熔铸实心铜锭的步骤包括：

1）、开工业电压高压380V，将占黄铜管原料46～50％的电解铜原料投入工频熔铜炉中，加入0.1％环保精炼清渣剂，升温至完全熔化，得到铜液；　

2）、将占黄铜管原料18～20%的砷黄铜回炉料一批次投入上述铜液中，及时搅拌，以减少损耗，提高熔化效率；

3）、接着再往工频铜炉内加入占黄铜管原料0.2～0.3％的砷铜合金和占黄铜管原料0.1～0.3％的硼铜合金，连续搅拌到原料完全熔化；

4）、将占黄铜管原料30～32%的锌锭一批次投入上述铜液中，连续搅拌到原料完全熔化；

5）、再往工频铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂，压入铜液内部，连续搅拌均匀使之熔化并以220～250V的低压精炼5～10min；

6）、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180～220V，进行打渣；

7）、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V,搅拌至原料完全熔化,然后升温至完全喷火两次；

8）、换开工业低压180 ～220V，温度为1020～1040℃静置3～5分钟,接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中；

9）、将结晶器安装到保温炉上，安装时，用牵引棒对正中心，以保证与牵引机水平；

10）、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为250V～300V电压，同时给水冷套中送入少量水,水量为 2.5 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至40～60mm/ min，直到引棒成功,引棒成功后将电压降到180V～240V，调整牵引机速度调至60～80mm/ min，并打开冷却水开关,水量为 5.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度80～100mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭；

所述实心铜锭挤压成铜管的步骤是将上述短铜锭盛在挤压装置内并利用挤压装置对短铜锭施加外力使之从挤压装置的挤压模孔流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法；

所述拉伸是对上述挤压出的铜管坯料施加拉力，使其通过模孔，实现塑性变形的过程，是一种生产成品管、捧材的加工方法。

进一步改进的是：所述喷火的温度为1060～1100℃。

进一步改进的是：所述挤压装置包括挤压筒、挤压模、挤压垫、挤压轴及穿孔芯杆，所述挤压筒内具有可容置被挤压制品的挤压孔，挤压垫同轴活动穿套于挤压孔内，挤压筒的内壁与挤压垫的外壁之间具有间隙以使成品铜管向前挤出，挤压轴设于挤压孔内所述挤压垫的后端，穿孔芯杆依次穿过挤压轴和挤压垫与挤压轴和挤压垫同轴心设置，挤压轴与穿孔芯杆的自由端与推压驱动装置相连动并通过推压驱动装置可同时前进或后退，所述挤压模设于挤压筒的出口端即挤压筒远离挤压轴的那一端，所述挤压模上设有可将被挤压制品挤出的挤压模孔，所述挤压模孔具有进料端与成品端，进料端与挤压筒的出口端相连接。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：采用本发明采用特定的配方及生产工艺生产抗脱锌挤压拉制黄铜管，在生产过程中严格控制各原料的添加顺序，避免各原料有效成分的烧损，具有较好的抗脱锌耐腐蚀性能和表面质量；由铜、锌、砷铜合金、硼铜合金按一定重量比例合成生产的黄铜管，具有重量轻、导热性好、低温强度高、坚固、抗脱锌耐腐蚀等特性，可以广泛应用于水暖行业，在铜管生产中，毛坯管每拉伸一次，退一次火就是细化晶粒的过程，铜管的晶粒越细化，其物理性能和抗脱锌耐腐蚀性能就越好。

附图说明

图1为本发明实施例挤压装置的结构示意图;

图2为本发明实施例Cu～Zn合金的渗流通道图；

图3是本发明实施例Cu～Zn合金渗流通道上铜锌原子的分布图；

图4是本发明实施例As～B对（双空位）在Cu～Zn合金渗流通道上的位置图。

其中：图2至图4中的●表示Zn;○表示Cu; □□表示As～B对。

具体实施方式

现结合和具体实施例对本发明进一步说明。

实施例一：

本发明实施例一公开一种抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方，包括下述重量百分比的原料组成: 电解铜46％、砷黄铜回炉料18％、砷铜合金0.2％、硼铜合金0.1％、锌锭30％。上述各原料都是干燥原料。

用上述黄铜管原料生产抗脱锌挤压拉制黄铜管的生产方法，依次包括：熔铸实心铜锭→实心铜锭挤压成铜管→拉伸→退火→成品铜管检验→成品铜管入库；其中：

所述熔铸实心铜锭的步骤包括：

1）、开工业电压高压380V，将占黄铜管原料46％的电解铜原料投入工频熔铜炉中，加入0.1％环保精炼清渣剂，此处的环保清渣精炼剂直接采购上海旺南金属熔剂有限公司的产品，为公知产品，这里不做详细说明，升温至完全熔化，得到铜液；　

2）、将占黄铜管原料18%的砷黄铜回炉料一批次投入上述铜液中，及时搅拌，以减少损耗，提高熔化效率；

3）、接着再往工频铜炉内加入占黄铜管原料0.2％的砷铜合金和占黄铜管原料0.1％的硼铜合金，连续搅拌到原料完全熔化；

4）、将占黄铜管原料30%的锌锭一批次投入上述铜液中，连续搅拌到原料完全熔化；

5）、再往工频铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂，压入铜液内部，连续搅拌均匀使之熔化并以220V的低压精炼5min；

6）、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180V，进行打渣；

7）、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V,搅拌至原料完全熔化,然后升温至完全喷火两次,所述喷火的温度为1060℃；

8）、换开工业低压180 V，温度为1020℃静置3分钟,接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中；

10）、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为250V电压，同时给水冷套中送入少量水,水量为 2.5 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至40mm/ min，，直到引棒成功,引棒成功后将电压降到180V，调整牵引机速度调至60mm/ min，并打开冷却水开关,水量为 5.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度80mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭；

如图1，所述挤压装置包括挤压筒1、挤压模2、挤压垫3、挤压轴4及穿孔芯杆5，所述挤压筒1内具有可容置被挤压制品的挤压孔，挤压垫3同轴活动穿套于挤压孔内，挤压筒1的内壁与挤压垫3的外壁之间具有间隙以使成品铜管向前挤出，挤压轴4设于挤压孔内所述挤压垫3的后端，穿孔芯杆5依次穿过挤压轴4和挤压垫3与挤压轴4和挤压垫3同轴心设置，挤压轴4与穿孔芯杆5的自由端与推压驱动装置相连动并通过推压驱动装置可同时前进或后退，所述挤压模2设于挤压筒1的出口端即挤压筒1远离挤压轴4的那一端，所述挤压模2上设有可将被挤压制品挤出的挤压模孔21，所述挤压模孔21具有进料端与成品端，进料端与挤压筒1的出口端相连接。

工作时，挤压垫3和穿孔芯杆5在挤压轴4的推动下在挤压筒1中前行，穿孔芯杆5的前端穿过被挤铜锭1’(被挤压铜锭需加热至720℃～760℃)直达挤压筒1的中心，被挤铜锭1’在挤压垫2的推动作用下前行，由于挤压筒1的内壁与挤压垫3的周沿之间留有1.6mm～2.0mm的间隙，推动过程中，此间隙被铜锭的表层补充，挤压完成后，铜锭表层被留在了挤压筒1内,表层可通过清理垫将其清出，而去除表层的铜锭则由挤压筒1的出口端被挤进挤压模2的进料端，最后由挤压模2的出成品端挤出成品铜管2’。

铜管退火的目的与其他合金材料一样,都是借助于一定的热能来改变其内部组织结构,以获得所需要的使用性能和工艺性能。

在铜管生产中，毛坯管每拉伸一次，退一次火就是细化晶粒的过程，铜管的晶粒越细化，其物理性能和抗脱锌耐腐蚀性能就越好。本发明方法中，主要是将砷铜合金和硼铜合金添加到铜、锌合金中就能有效地抑制黄铜管在使用中的脱锌和被腐蚀。

脱锌过程及硼、砷抑制脱锌的协同作用机制：

如图2至图4所示:脱锌是沿着晶体内部的渗流通道,以双空位扩散的方式进行;双空位主要是在腐蚀过程中产生的。在砷、硼均加的黄铜管中,硼与砷按原子比1:1 即以 As一B 对的方式占据双空位,或扩散至腐蚀后产生的双空位处,这样双空位就被As一B对完全填充,从而阻断了渗流通道，因此，在生产抗脱锌耐蚀性黄铜管时,需要同时加入微量的硼和砷。

实施例二：

本发明实施例一公开一种抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方，包括下述重量百分比的原料组成: 电解铜48％、砷黄铜回炉料19％、砷铜合金0.3％、硼铜合金0.2％、锌锭31％。上述各原料都是干燥原料。

所述熔铸实心铜锭的步骤包括：

1）、开工业电压高压380V，将占黄铜管原料48％的电解铜原料投入工频熔铜炉中，加入0.1％环保精炼清渣剂，升温至完全熔化，得到铜液；　

2）、将占黄铜管原料19%的砷黄铜回炉料一批次投入上述铜液中，及时搅拌，以减少损耗，提高熔化效率；

3）、接着再往工频铜炉内加入占黄铜管原料0.3％的砷铜合金和占黄铜管原料0.2％的硼铜合金，连续搅拌到原料完全熔化；

4）、将占黄铜管原料31%的锌锭一批次投入上述铜液中，连续搅拌到原料完全熔化；

5）、再往工频铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂,此处的环保清渣精炼剂直接采购上海旺南金属熔剂有限公司的产品，为公知材料，本实施例不做评细述说，压入铜液内部，连续搅拌均匀使之熔化并以230V的低压精炼8min；

6）、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压200V，进行打渣；

7）、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V,搅拌至原料完全熔化,然后升温至完全喷火两次,所述喷火的温度为1080℃；

8）、换开工业低压200V，温度为1030℃静置4分钟,接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中；

10）、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为280V电压，同时给水冷套中送入少量水,水量为 2.5 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至50mm/ min，直到引棒成功,引棒成功后将电压降到220V，调整牵引机速度调至70mm/ min，并打开冷却水开关,水量为 5.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度90mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭；

所述实心铜锭挤压成铜管的步骤是将上述短铜锭盛在挤压装置内并利用挤压装置对短铜锭施加外力使之从挤压装置的挤压模孔流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法,所述挤压装置采用实施例一中公开的挤压装置。

实施例三:

本发明实施例三公开一种抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方，包括下述重量百分比的原料组成: 电解铜50％、砷黄铜回炉料20％、砷铜合金0.3％、硼铜合金0.3％、锌锭32％。上述各原料都是干燥原料。

所述熔铸实心铜锭的步骤包括：

1）、开工业电压高压380V，将占黄铜管原料50％的电解铜原料投入工频熔铜炉中，加入0.1％环保精炼清渣剂，升温至完全熔化，得到铜液；　

2）、将占黄铜管原料20%的砷黄铜回炉料一批次投入上述铜液中，及时搅拌，以减少损耗，提高熔化效率；

3）、接着再往工频铜炉内加入占黄铜管原料0.3％的砷铜合金和占黄铜管原料0.3％的硼铜合金，连续搅拌到原料完全熔化；

4）、将占黄铜管原料32%的锌锭一批次投入上述铜液中，连续搅拌到原料完全熔化；

5）、再往工频铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂，压入铜液内部，连续搅拌均匀使之熔化并以250V的低压精炼10min；

6）、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压220V，进行打渣；

7）、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V,搅拌至原料完全熔化,然后升温至完全喷火两次；所述喷火的温度为1100℃；

8）、换开工业低压220V，温度为1040℃静置5分钟,接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中；

10）、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为300V电压，同时给水冷套中送入少量水,水量为 2.5 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至60mm/ min，直到引棒成功,引棒成功后将电压降到240V，调整牵引机速度调至80mm/ min，并打开冷却水开关,水量为 5.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度100mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭；

所述实心铜锭挤压成铜管的步骤是将上述短铜锭盛在挤压装置内并利用挤压装置对短铜锭施加外力使之从挤压装置的挤压模孔流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法，所述挤压装置采用实施一中公开的挤压装置。

采用本发明采用特定的配方及生产工艺生产抗脱锌挤压拉制黄铜管，在生产过程中严格控制各原料的添加顺序，避免各原料有效成分的烧损，具有较好的抗脱锌耐腐蚀性能和表面质量；由铜、锌、砷铜合金、硼铜合金按一定重量比例合成生产的黄铜管，具有重量轻、导热性好、低温强度高、坚固、抗脱锌耐腐蚀等特性，可以广泛应用于水暖行业。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims

1.抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方，其特征在于：包括下述重量百分比的原料组成: 电解铜46～50％、砷黄铜回炉料18～20％、砷铜合金0.2～0.3％、硼铜合金0.1～0.3％、锌锭30～32％。

2.根据权利要求1所述的抗脱锌挤压拉制黄铜管的配方，其特征在于：上述各原料都是干燥原料。

3.抗脱锌挤压拉制黄铜管的生产方法，其特征在于：依次包括：熔铸实心铜锭→实心铜锭挤压成铜管→拉伸→退火→成品铜管检验→成品铜管入库；其中：

所述熔铸实心铜锭的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的抗脱锌挤压拉制黄铜管的生产方法，其特征在于：所述喷火的温度为1060～1100℃。

5.根据权利要求3所述的抗脱锌挤压拉制黄铜管的生产方法，其特征在于：所述挤压装置包括挤压筒、挤压模、挤压垫、挤压轴及穿孔芯杆，所述挤压筒内具有可容置被挤压制品的挤压孔，挤压垫同轴活动穿套于挤压孔内，挤压筒的内壁与挤压垫的外壁之间具有间隙以使成品铜管向前挤出，挤压轴设于挤压孔内所述挤压垫的后端，穿孔芯杆依次穿过挤压轴和挤压垫与挤压轴和挤压垫同轴心设置，挤压轴与穿孔芯杆的自由端与推压驱动装置相连动并通过推压驱动装置可同时前进或后退，所述挤压模设于挤压筒的出口端即挤压筒远离挤压轴的那一端，所述挤压模上设有可将被挤压制品挤出的挤压模孔，所述挤压模孔具有进料端与成品端，进料端与挤压筒的出口端相连接。