CN105499293A - 一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法 - Google Patents

一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105499293A
CN105499293A CN201510858245.2A CN201510858245A CN105499293A CN 105499293 A CN105499293 A CN 105499293A CN 201510858245 A CN201510858245 A CN 201510858245A CN 105499293 A CN105499293 A CN 105499293A
Authority
CN
China
Prior art keywords
extruding
blank
copper pipe
extruder
copper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510858245.2A
Other languages
English (en)
Inventor
刘海江
雷丙旺
胡永平
杨秀清
刘允书
白箴
孔敏玲
李彬
杜红强
夏云峰
陈献刚
冯伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia North Heavy Industries Group Co Ltd
Original Assignee
Inner Mongolia North Heavy Industries Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia North Heavy Industries Group Co Ltd filed Critical Inner Mongolia North Heavy Industries Group Co Ltd
Priority to CN201510858245.2A priority Critical patent/CN105499293A/zh
Publication of CN105499293A publication Critical patent/CN105499293A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08—Making wire, bars, tubes
    • B21C23/085—Making tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/32—Lubrication of metal being extruded or of dies, or the like, e.g. physical state of lubricant, location where lubricant is applied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C26/00—Rams or plungers; Discs therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

本发明涉及一种铜管制备方法，特别是涉及一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法。本发明通过在挤压机中挤压垫与铜坯料之间增设挤压垫环和隔热棉，使挤压垫环接触紫铜坯料后快速升温、膨胀，挤压垫环与挤压筒单边间隙≤1.5mm，防止挤压过程铜坯料从挤压垫、挤压筒的间隙反流；制坯后对坯料进行无缺陷处理、预热挤压过程中与坯料接触的模具表面、并采用特制铜管挤压润滑介质涂抹（润滑）挤压模具预热面，有效解决了大口径厚壁无缝铜管的内外表面质量，使产品质量得到有效改善。本发明制造方法具有制造流程简单、材料利用率高及满足不同规格产品的制造要求；质量方面：制品具有整体晶粒度均匀一致、产品性能好、使用寿命长等优点；因此，该产品拥有生产成本低及市场竞争力强等优势。

Description

一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法
技术领域：
本发明涉及一种铜管制备方法，特别是涉及一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法。
背景技术：
大口径厚壁无缝铜管挤压制造属国内首创。
大口径厚壁无缝紫铜管广泛地应用于钛合金金、镍基合金及特种钢冶炼用结晶器制造。近年来，随着我国大飞机、深水潜艇等产业的发展，真空冶炼用结晶器的用量不断创下历史新高，迫使我国的整体工业装备水平需要进一步提升。结晶器被称为电渣、真空冶炼设备的“心脏”，而国内制造紫铜结晶器通常采用两种工艺制造：一种是紫铜锭锻造成铜棒，轴线方向加工孔的方式制造；另一种方式是采用紫铜板卷焊。第一种锻造方法，锻造过程需要分火次加热锻造，且锻造过程中每个区域的成型温度、变形量等均不一致、导致产品整体性能不均匀，使用过程中结晶器局部易产生“缩腰”等局部缺陷，导致结晶器过早报废。第二种方法，紫铜板卷焊结晶器，焊缝沿轴线方向直线分布，焊接熔合区、热影响区、本体三区域的组织不一致，使用过程中用于结晶器内部是高温金属液凝固过程、外部通常通水冷却，结晶器在反复使用过程中，焊接区域受到周期性的热涨、冷缩作用，导致结晶器使用过程中，焊接区域过早开裂报废，并且在焊接区域开裂，将难以在开裂区域进行补焊修复。若能使产品的整体晶粒度、组织及性能均匀一致，将使国产大型结晶器的使用寿命提高3～5倍。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种使用寿命长，产品质量稳定的一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法。
技术解决方案
一种挤压机，包括：挤压垫环，挤压垫置于铜坯料底部，所述挤压垫与铜坯料之间设有挤压垫环，防止挤压过程中紫铜反流。
进一步：为了尽快提高挤压垫环温度，挤压垫环与挤压筒单边间隙≤1.5mm，在挤压垫与挤压垫环之间设有隔热棉。
所述挤压垫环垫厚度20～30mm。
一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管步骤如下：
（1）采用1.5万吨制坯机对铜锭镦粗、穿孔制坯；
（2）将步骤（1）坯料进行无缺陷处理；
（3）制备铜管挤压用润滑介质，按重量比取MoS240%～56%、石墨15～20%，其余为油脂进行均匀混合；
（4）为了提高挤压产品表面质量，预热挤压模、挤压筒内表面及芯棒外表面，然后用挤压介质涂抹预热表面；
（5）利用3.6万吨垂直挤压机进行大口径厚壁无缝铜管挤压制造，挤压垫上铺一层隔热棉，然后在隔热棉上放置挤压垫环；坯料放入由挤压模、挤压筒、芯棒及挤压垫环构成的挤压模具型腔内，以一定速度向上推挤坯料，使坯料从挤压模、芯棒组成的间隙中均匀挤出；
（6）挤压结束，将制品空冷至室温，然后在400℃±10℃的退火炉内退火热处理，退火过程中去除附着在制品表面的润滑剂，即得到制品。
进一步：步骤（1）铜锭尽快转入镦粗筒内镦粗、保压，保压时间40～50s；穿孔针速度为90±5mm/s。
进一步：步骤（4）中挤压模、挤压筒内表面及芯棒外表面的预热温度为300±20℃；
进一步：步骤（5）以15±3mm/s的速度向上推挤坯料。
所述挤压垫采用H13模具钢，挤压垫环采用45钢材。
本发明为利于大型模具装配，室温下挤压垫环与挤压筒间的单边间隙为5mm，由于挤压筒外侧采用钢丝缠绕，预热后挤压筒内径尺寸变化量小，本发明挤压机中挤压垫与铜坯料之间增设挤压垫环和隔热棉，接触紫铜坯料后挤压垫环快速升温，使挤压垫环与挤压筒单边间隙≤1.5mm，防止挤压过程铜坯料从挤压垫、挤压筒的间隙反流。
本发明在坯料进行无缺陷处理，采用特制铜管挤压用润滑介质，有效解决了大口径厚壁无缝铜管的内外表面质量，使产品质量得到有效改善。
本发明制造方法具有制造流程简单、材料利用率高及满足不同规格产品的制造要求；质量方面：制品整体晶粒度、组织均匀一致、产品性能好、使用寿命长等优点；因此，该产品拥有生产成本低及市场竞争力强等优势。
附图说明：
图1为本发明大口径厚壁无缝铜管挤压示意图；
图2为本发明大口径厚壁无缝铜管管件先挤出端的晶粒度图；
图3为本发明大口径厚壁无缝铜管管件二分之一长度处晶粒度图；
图4本发明大口径厚壁无缝铜管管件冲剪端晶粒度图。
具体实施方式：
实施例1
生产Φ1020×30×6000mm的紫铜（Z2）材质的大口径厚壁无缝紫铜管。
1紫铜（Z2）坯料重量11.5吨；
2铜锭转入天然气加热炉，尽快升温至850℃，保温6小时；将加热、保温后的紫铜坯料转运至镦粗筒内，镦粗钢以90mm/s镦粗将铜锭镦粗、且在1.5万吨的压力下降紫铜锭保压45s，以改善材料组织；
3采用1.5万吨制坯机镦粗铜锭后，在原工位采用Φ940穿孔针沿铜锭轴线方向穿孔制坯，穿孔针穿孔速度为90mm/s，穿孔制坯后将坯料空冷至室温，对坯料表面进行无目视缺陷处理。
4用电子称按重量比取MoS245%～50%、石墨15～20%、其余为油脂，共计35kg，装入塑料筒内搅拌均匀，即完成挤压用润滑剂配置；
5预热挤压筒、挤压模内表面及芯棒外表面至300±20℃，将挤压介质均匀涂抹挤压筒、挤压模内表面及芯棒外表面；
6将采用45钢制造的挤压垫环装入挤压工位；
7利用3.6万吨垂直挤压机进行大口径厚壁无缝铜管挤压制造，冷态坯料装入天然气加热炉，尽快升温至800℃保温4h；然后将该坯料放入由挤压模、挤压筒、芯棒及挤压垫环组成的挤压模具型腔内，挤压垫以15mm/s的速度向上推挤紫铜坯料，使坯料从挤压模、芯棒组成的间隙中挤压均匀，完成无缝紫铜管的挤压制造；
8挤压后将铜管件在400℃±10℃的退火炉内退货处理2h，紫铜管表面残留的润滑剂在热处理过程中得以去除，即得到制品——紫铜管件；
9对本发明制造的大口径厚壁无缝紫铜管沿长度方向、从先挤出端等距离检测三点处横向晶粒度（二分之一壁厚处取样），检测结果如图2、3、4所示。可见，本产品沿管件长度方向晶粒度均匀一致。另外，采用本发明方法制造的大口径厚壁无缝紫铜管已制成紫铜结晶器，并在我国某单位试用。原先锻造工艺制造的大口径厚壁无缝紫铜管制结晶器平均冶炼难变形金属96炉，采用本发明挤压机制造的大口径厚壁无缝紫铜管制结晶器已冶炼难变形金属325炉，实验表面本发明制造的产品使用寿命有了显著的提高。
本发明本可有效解决多规格、批量大口径铜管制造难题，大幅提升紫铜管产品的整体均匀性。本发明的效益：可以制造外径为273～1200mm、壁厚20～120mm、长度不大于2.5m的大口径不同壁厚无缝铜管。制造过程简单、产品经三向压应力作用，产品整体均匀一致，其性能优于锻造等其它制造工艺，产品具有较强的市场竞争力。

Claims (8)

1.一种挤压机，包括：挤压垫环，挤压垫置于铜坯料底部，其特征是，挤压垫与铜坯料之间设有挤压垫环。
2.根据权利要求1所述的一种挤压机，其特征是，挤压垫与挤压垫环之间设有隔热棉。
3.根据权利要求1或2所述的一种挤压机，其特征是，挤压垫环垫厚度20～30mm。
4.一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法，其特征是，依次包括下列步骤：
（1）采用1.5万吨制坯机对铜锭镦粗、穿孔制坯；
（2）将步骤（1）坯料进行无缺陷处理；
（3）制备铜管挤压用润滑介质，按重量比取MoS240%～56%、石墨15～20%，其余为油脂进行均匀混合；
（4）为了提高挤压产品表面质量，预热挤压模、挤压筒内表面及芯棒外表面，然后用挤压介质涂抹预热表面；
（5）利用3.6万吨垂直挤压机进行大口径厚壁无缝铜管挤压制造，挤压垫上铺一层隔热棉（隔热棉厚度5～10mm），然后在隔热棉上放置挤压垫环；坯料放入由挤压模、挤压筒、芯棒及挤压垫环构成的挤压模具型腔内，然后以一定速度向上推挤坯料，使坯料从挤压模、芯棒组成的间隙中均匀挤出；
（6）挤压结束，将制品空冷至室温，在400℃±10℃的退火炉内退火热处理，退火过程中去除附着在制品表面的润滑剂，即得到制品。
5.根据权利要求4所述的一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法，其特征是，步骤（1）铜锭尽快转入镦粗筒内镦粗、保压，保压时间40～50s；穿孔针速度为90±5mm/s。
6.根据权利要求4所述的一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法，其特征是，步骤（4）中挤压模、挤压筒内表面及芯棒外表面的预热温度为300±20℃。
7.根据权利要求4所述的一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法，其特征是，步骤（5）以15±3mm/s的速度向上推挤坯料。
8.根据权利要求4所述的一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法，其特征是，挤压垫采用H13模具钢，挤压垫环采用45钢材。
CN201510858245.2A 2015-11-30 2015-11-30 一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法 Pending CN105499293A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510858245.2A CN105499293A (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510858245.2A CN105499293A (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105499293A true CN105499293A (zh) 2016-04-20

Family

ID=55707812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510858245.2A Pending CN105499293A (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105499293A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105921539A (zh) * 2016-05-20 2016-09-07 内蒙古北方重工业集团有限公司 大口径深盲孔工件的制备方法
CN106216415A (zh) * 2016-07-24 2016-12-14 钢铁研究总院 提高大口径厚壁管垂直热挤压过程壁厚均匀性方法
CN107855371A (zh) * 2017-09-27 2018-03-30 长兴旗开机械设备有限公司 一种生产无缝铜管的装置
CN108971254A (zh) * 2018-07-11 2018-12-11 西南铝业（集团）有限责任公司 一种用于无缝管材的挤压针及挤压方法
CN110802127A (zh) * 2019-10-08 2020-02-18 江阴和宏精工科技有限公司 海洋工程用厚壁中高压铜镍合金大口径管的制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203764668U (zh) * 2014-02-19 2014-08-13 常州运河新瑞焊材有限公司 镁合金焊丝的挤压装置
CN105268753A (zh) * 2015-10-27 2016-01-27 内蒙古北方重工业集团有限公司 一种挤压机及利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203764668U (zh) * 2014-02-19 2014-08-13 常州运河新瑞焊材有限公司 镁合金焊丝的挤压装置
CN105268753A (zh) * 2015-10-27 2016-01-27 内蒙古北方重工业集团有限公司 一种挤压机及利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105921539A (zh) * 2016-05-20 2016-09-07 内蒙古北方重工业集团有限公司 大口径深盲孔工件的制备方法
CN106216415A (zh) * 2016-07-24 2016-12-14 钢铁研究总院 提高大口径厚壁管垂直热挤压过程壁厚均匀性方法
CN107855371A (zh) * 2017-09-27 2018-03-30 长兴旗开机械设备有限公司 一种生产无缝铜管的装置
CN107855371B (zh) * 2017-09-27 2019-08-06 长兴旗开机械设备有限公司 一种生产无缝铜管的装置
CN108971254A (zh) * 2018-07-11 2018-12-11 西南铝业（集团）有限责任公司 一种用于无缝管材的挤压针及挤压方法
CN110802127A (zh) * 2019-10-08 2020-02-18 江阴和宏精工科技有限公司 海洋工程用厚壁中高压铜镍合金大口径管的制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105268753B (zh) 一种挤压机及利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法
CN105499293A (zh) 一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法
CN102836895B (zh) 一种异型无缝钢管的制造方法
CN105149372B (zh) 一种非对称无缝空心型材制造工艺
CN103691761B (zh) 一种利用挤压设备制造大管径无缝管材的方法
CN106583491A (zh) 一种Cr‑Ni‑Mo‑Nb镍基合金无缝管的制造方法
CN104148430B (zh) 一种非晶态合金圆管挤压成形装置及工艺
CN104493167A (zh) 一种粉末高温合金环形件的成形方法
CN105331913B (zh) 短流程热挤压变形高温合金Inconel 625管材方法
CN102327919A (zh) Inconel690合金无缝管材穿孔针挤压成形方法
CN101972830A (zh) 超大型环锻件大高径比铸锭热镦粗工艺
CN103056180B (zh) 一种薄壁23000mm超长管热挤压工艺
CN101706019A (zh) 垂直挤压大口径厚壁无缝钢管制造方法
CN204108005U (zh) 一种非晶态合金圆管挤压成形装置
CN103639220A (zh) 一种镍合金管坯的挤压成型方法
CN103111482B (zh) 一种镁合金无缝管材的制备方法及其挤压模具
CN104174807B (zh) 一种大口径钛厚壁管材的制造方法
CN101109061A (zh) 镁合金室温静液挤压变形强化工艺
CN104550838B (zh) 一种径向锻造应变诱发法制备半固态钢铁凸轮轴的工艺
CN108237197B (zh) 一种改善结构钢大型环形件探伤的锻造方法
CN106914504A (zh) 一种中高强度铝合金无缝管挤压工艺方法
CN103418674A (zh) 钛合金矩形截面环形件热胀形成异形截面环形件的方法
CN108044315A (zh) 一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法
CN105880346B (zh) 一种铜锥件双动挤压成形控制方法
CN114523061B (zh) 高压容器单层厚壁筒体的分段式挤压成形方法及容器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160420

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication