CN105562456B - 一种紫铜方管材料制备工艺 - Google Patents

一种紫铜方管材料制备工艺 Download PDF

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Abstract

一种紫铜方管材料制备工艺，工艺流程为：熔铸→铸锭锯切→水封挤压→锯切→矫直→轧制→链式拉拔机圆形拉拔→圆形过渡到方形管材空拉→方形管材空拉→定形拉拔→精整→光亮退火→包装；在轧制后先进行一道次整径拉拔，过渡到方形管材，整径空拉，最后成品上芯头定形拉拔，实现了圆角R半径逐渐变小直至符合要求，避免了外尺寸中心部分塌腰，保证内尺寸符合要求；挤压工艺中采用水封脱皮方式的处理方式，可以防止管坯表面氧化，减少了工艺处理过程，进一步保证了产品质量。

Description

一种紫铜方管材料制备工艺
技术领域
本发明涉及有色金属材料加工技术领域，尤其是一种紫铜方管材料制备工艺。
背景技术
紫铜材料具有导热性好、导电性高、无磁性、耐腐蚀、耐高温、良好的加工性特点，广泛使用在导热、导电领域；该紫铜方管作为电炉用管，有高效、节能的优势。
异形紫铜方管，要求特殊：内、外径公差精度高：±0.10，普通国标为±0.25；同时要求内、外圆角半径R≤1mm，普通国标为外R≤4mm，内R≤3mm。
紫铜方管按照传统工艺：最后一道次拉拔圆形管材过渡到方形管材，存在方形管材的圆角R半径过大(达到4mm)，外尺寸中心部分塌腰(-0.50mm左右)，内尺寸无法保证的问题。
鉴于上述原因，现研发出一种紫铜方管材料制备工艺。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种紫铜方管材料制备工艺，在轧制后先进行一道次整径拉拔，过渡到方形管材，整径空拉，最后成品上芯头定形拉拔，实现了圆角R半径逐渐变小直至符合要求，避免了外尺寸中心部分塌腰，保证内尺寸符合要求；挤压工艺中采用水封脱皮方式的处理方式，可以防止管坯表面氧化，减少了工艺处理过程，进一步保证了产品质量。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种紫铜方管材料制备工艺，工艺流程为：熔铸→铸锭锯切→水封挤压→锯切→矫直→轧制→链式拉拔机圆形拉拔→圆形过渡到方形管材空拉→方形管材空拉→定形拉拔→精整→光亮退火→包装。
熔铸：采用导电用紫铜放入无芯或有芯真空感应炉进行熔炼铸造锭坯，熔铸温度：1150～1180℃，铸造速度：2.5～3.5m/h；
水封挤压：铸锭锯切后，将加热的铸锭推入3150吨油压机挤压筒内，加热温度：720～880℃，挤压速度：35～50mm/s，挤压比：21，压余厚度：25～40mm，挤压工艺采用水封脱皮方式，挤压轴挤制的铸锭经模具出口流出，模具出口与充满水的水槽相连，挤出的管坯直接进入水槽内快速冷却，防止管坯表面氧化，在挤压的同时进行铸锭脱皮，脱皮厚度为0.5～1.5mm，待挤压完结后再从挤压筒内顶出挤压的铜皮、压余，落入废料箱；
轧制：经锯切和矫直后的管坯放入轧管机进行环形或孔形轧制，轧制送进量：6～14mm，正常轧制速度：120～145冲程/min，延伸系数：8～10。
链式拉拔机圆形拉拔：轧制后的管坯放在链式拉拔机上多道次进行拉拔，拉拔后的圆形管坯放入游动芯头进一步拉拔，保障圆形管坯拉拔后壁厚的均匀性，链式拉拔机上采用的拉伸模的模角：9°～12°，游动芯头的锥角：6°～9°，所述拉伸模与游动芯头的角度差为1°～3°。
圆形过渡到方形管材空拉：链式拉拔机圆形拉拔后的圆形管坯圆角R的半径达到4mm，圆形管坯外尺寸中心部分塌腰，将圆形管坯放入圆形过渡到方形管材拉伸模内进行空拉，依次经变形区、定径区、出口区后制得方形管坯，方形管坯的圆角R的半径受圆形过渡到方形管材拉伸模壁厚的影响大，圆形过渡到方形管材拉伸模的模角由圆形管坯的尺寸和圆形过渡到方形管材拉伸模的厚度确定，最小模角应当保证圆形管坯进入圆形过渡到方形管材拉伸模时，不刮伤管坯为准。
方形管材空拉：圆形过渡到方形管材空拉后的方形管坯放入方形拉拔拉伸模内进行方形管材空拉，依次经入口区、变形区、定径区、出口区后脱出，方形拉拔拉伸模的模角尺寸：5°～10°，方形管坯的圆角R的尺寸为：0.3-1mm，实现方形管坯的圆角R的半径过渡变小。
定形拉拔：定形拉拔游动芯头定位在方形拉拔拉伸模的定径带上，方形管材空拉后的方形管坯进入定形拉拔游动芯头上进行定形拉拔后，依次经螺纹区、定形区后制得方形管材，定形拉拔游动芯头的圆角R尺寸为：0.3-1mm，制得的方形管材不会塌腰，方形管材的外尺寸偏差和内尺寸偏差均为±0.10mm，方形管材的内圆角、外圆角的半径R≤1mm。
退火：精整后的方形管材放入网带式光亮退火炉进行光亮退火后制得成品，退火工艺的加热温度：360～700℃，辊速：200～500mm/min，保温时间：15-60min；
包装：按客户要求进行包装入库。
本发明的有益效果是：本发明改变了传统的最后一道次拉拔圆形管材过渡到方形管材的制备工艺，在轧制后先进行一道次整径拉拔，过渡到方形管材，整径空拉，最后成品上芯头定形拉拔。
本发明的材料采用导电用紫铜，挤压工艺中采用水封脱皮方式的处理方式，将模具出口和水槽相连，使挤出的管坯直接进入水槽内进行快速冷却，可以防止管坯表面氧化，与现有工艺中管坯必须采用酸洗去除管坯表面产生的氧化皮进行比较，减少了工艺处理过程，进一步保证了产品质量。
本发明在拉拔工序中采用多道次拉拔的处理方式，与现有工艺中最后一道次拉拔圆形管材过渡到方形管材工艺进行比较，实现了圆角R半径逐渐变小直至符合要求，避免了外尺寸中心部分塌腰，保证内尺寸符合要求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是圆形过渡到方形管材拉伸模结构示意图；
图2是图1的A-A向剖面结构示意图；
图3是方形拉拔拉模结构示意图；
图4是图3的B-B向剖面结构示意图；
图5是定形拉拔游动芯头结构示意图；
图6是图5的C向结构示意图；
图7是方形管材结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1
一种紫铜方管，成品规格为35×35×5mm，外尺寸偏差和内尺寸偏差均为±0.10mm，内圆角、外圆角的半径R≤1mm，制备工艺如下：
熔铸：采用导电用紫铜放入无芯或有芯真空感应炉进行熔炼铸造锭坯，熔铸温度：1170℃，铸造速度：2.8m/h，铸造成φ245mm规格的铸锭；
铸锭锯切：采用锯床对铸锭进行头尾锯切；
水封挤压：铸锭锯切后，将加热的铸锭推入3150吨油压机挤压筒内，加热温度：790℃，挤压速度：42mm/s，挤压比：21，压余厚度：30mm，挤压工艺采用水封脱皮方式，挤压轴挤制的铸锭经模具出口流出，模具出口与充满水的水槽相连，挤出的管坯直接进入水槽内快速冷却，防止管坯表面氧化，在挤压的同时进行铸锭脱皮，脱皮厚度为0.9mm，待挤压完结后再从挤压筒内顶出挤压的铜皮、压余，落入废料箱；
锯切：使用锯床对挤压管坯进行头尾切断；
矫直：在9419式卧式矫直机上进行矫直，直度符合轧制需要；
轧制：经锯切和矫直后的管坯放入轧管机进行环形或孔形轧制，轧制送进量：10mm，正常轧制速度：130冲程/min，延伸系数：9；
链式拉拔机圆形拉拔：轧制后的管坯放在链式拉拔机上多道次进行拉拔，拉拔后的圆形管坯放入游动芯头进一步拉拔，保障圆形管坯拉拔后壁厚的均匀性，链式拉拔机上采用的拉伸模的模角：11°，游动芯头的锥角：8°，所述拉伸模与游动芯头的角度差为2°；
圆形过渡到方形管材空拉：链式拉拔机圆形拉拔后的圆形管坯圆角R的半径达到4mm，圆形管坯外尺寸中心部分塌腰，将圆形管坯放入圆形过渡到方形管材拉伸模内进行空拉，依次经变形区、定径区、出口区后制得方形管坯，方形管坯的圆角R的半径受圆形过渡到方形管材拉伸模壁厚的影响大，圆形过渡到方形管材拉伸模的模角由圆形管坯的尺寸和圆形过渡到方形管材拉伸模的厚度确定，最小模角应当保证圆形管坯进入圆形过渡到方形管材拉伸模时，不刮伤管坯为准；
方形管材空拉：圆形过渡到方形管材空拉后的方形管坯放入方形拉拔拉伸模内进行方形管材空拉，依次经入口区、变形区、定径区、出口区后脱出，方形拉拔拉伸模的模角尺寸：8°，方形管坯的圆角R的尺寸为：0.8mm，实现方形管坯的圆角R的半径过渡变小；
定形拉拔：定形拉拔游动芯头定位在方形拉拔拉伸模的定径带上，方形管材空拉后的方形管坯进入定形拉拔游动芯头上进行定形拉拔后，依次经螺纹区、定形区后制得方形管材，定形拉拔游动芯头的圆角R尺寸为：0.7mm，制得的方形管材不会塌腰，方形管材的外尺寸偏差和内尺寸偏差均为±0.10mm，方形管材的内圆角、外圆角的半径R≤1mm；
精整：对拉伸后的方形管材进行锯切、清洗，确保加工后的方型管材具有一定的光洁度、平直度，以满足客户的适用性要求；
退火：精整后的方形管材放入网带式光亮退火炉进行光亮退火后制得成品，退火工艺的加热温度：420℃，辊速：300mm/min，保温时间：30min；
包装：按客户要求进行包装入库。
实施例2
一种紫铜方管，成品规格为25×25×4mm mm，外尺寸偏差和内尺寸偏差均为±0.10mm，内圆角、外圆角的半径R≤1mm，制备工艺如下：
熔铸：采用导电用紫铜放入无芯或有芯真空感应炉进行熔炼铸造锭坯，熔铸温度：1160℃，铸造速度：3.2m/h，铸造成φ245mm规格的铸锭；
铸锭锯切：采用锯床对铸锭进行头尾锯切；
水封挤压：铸锭锯切后，将加热的铸锭推入3150吨油压机挤压筒内，加热温度：840℃，挤压速度：43mm/s，挤压比：21，压余厚度：33mm，挤压工艺采用水封脱皮方式，挤压轴挤制的铸锭经模具出口流出，模具出口与充满水的水槽相连，挤出的管坯直接进入水槽内快速冷却，防止管坯表面氧化，在挤压的同时进行铸锭脱皮，脱皮厚度为1.2mm，待挤压完结后再从挤压筒内顶出挤压的铜皮、压余，落入废料箱；
锯切：使用锯床对挤压管坯进行头尾切断；
矫直：在9419式卧式矫直机上进行矫直，直度符合轧制需要；
轧制：经锯切和矫直后的管坯放入轧管机进行环形或孔形轧制，轧制送进量：11mm，正常轧制速度：140冲程/min，延伸系数：8；
链式拉拔机圆形拉拔：轧制后的管坯放在链式拉拔机上多道次进行拉拔，拉拔后的圆形管坯放入游动芯头进一步拉拔，保障圆形管坯拉拔后壁厚的均匀性，链式拉拔机上采用的拉伸模的模角：10°，游动芯头的锥角：7°，所述拉伸模与游动芯头的角度差为1°；
圆形过渡到方形管材空拉：链式拉拔机圆形拉拔后的圆形管坯圆角R的半径达到4mm，圆形管坯外尺寸中心部分塌腰，将圆形管坯放入圆形过渡到方形管材拉伸模内进行空拉，依次经变形区、定径区、出口区后制得方形管坯，方形管坯的圆角R的半径受圆形过渡到方形管材拉伸模壁厚的影响大，圆形过渡到方形管材拉伸模的模角由圆形管坯的尺寸和圆形过渡到方形管材拉伸模的厚度确定，最小模角应当保证圆形管坯进入圆形过渡到方形管材拉伸模时，不刮伤管坯为准；
方形管材空拉；圆形过渡到方形管材空拉后的方形管坯放入方形拉拔拉伸模内进行方形管材空拉，依次经入口区、变形区、定径区、出口区后脱出，方形拉拔拉伸模的模角尺寸：9°，方形管坯的圆角R的尺寸为：0.7mm，实现方形管坯的圆角R的半径过渡变小；
定形拉拔：定形拉拔游动芯头定位在方形拉拔拉伸模的定径带上，方形管材空拉后的方形管坯进入定形拉拔游动芯头上进行定形拉拔后，依次经螺纹区、定形区后制得方形管材，定形拉拔游动芯头的圆角R尺寸为：0.5mm，制得的方形管材不会塌腰，方形管材的外尺寸偏差和内尺寸偏差均为±0.10mm，方形管材的内圆角、外圆角的半径R≤1mm；
精整：对拉伸后的方形管材进行锯切、清洗，确保加工后的方型管材具有一定的光洁度、平直度，以满足客户的适用性要求；
退火：精整后的方形管材放入网带式光亮退火炉进行光亮退火后制得成品，退火工艺的加热温度：460℃，辊速：400mm/min，保温时间：45min；
包装：按客户要求进行包装入库。
实施例3
一种紫铜方管，成品规格为45×45×6mm，外尺寸偏差和内尺寸偏差均为±0.10mm，内圆角、外圆角的半径R≤1mm，制备工艺如下：
熔铸：采用导电用紫铜放入无芯或有芯真空感应炉进行熔炼铸造锭坯，熔铸温度：1170℃，铸造速度：3.0m/h，铸造成φ245mm规格的铸锭；
铸锭锯切：采用锯床对铸锭进行头尾锯切；
水封挤压：铸锭锯切后，将加热的铸锭推入3150吨油压机挤压筒内，加热温度：830℃，挤压速度：42mm/s，挤压比：21，压余厚度：33mm，挤压工艺采用水封脱皮方式，挤压轴挤制的铸锭经模具出口流出，模具出口与充满水的水槽相连，挤出的管坯直接进入水槽内快速冷却，防止管坯表面氧化，在挤压的同时进行铸锭脱皮，脱皮厚度为0.8mm，待挤压完结后再从挤压筒内顶出挤压的铜皮、压余，落入废料箱；
锯切：使用锯床对挤压管坯进行头尾切断；
矫直：在9419式卧式矫直机上进行矫直，直度符合轧制需要；
轧制：经锯切和矫直后的管坯放入轧管机进行环形或孔形轧制，轧制送进量：8mm，正常轧制速度：130冲程/min，延伸系数：9；
链式拉拔机圆形拉拔：轧制后的管坯放在链式拉拔机上多道次进行拉拔，拉拔后的圆形管坯放入游动芯头进一步拉拔，保障圆形管坯拉拔后壁厚的均匀性，链式拉拔机上采用的拉伸模的模角：10°，游动芯头的锥角：7°，所述拉伸模与游动芯头的角度差为3°；
圆形过渡到方形管材空拉：链式拉拔机圆形拉拔后的圆形管坯圆角R的半径达到4mm，圆形管坯外尺寸中心部分塌腰，将圆形管坯放入圆形过渡到方形管材拉伸模内进行空拉，依次经变形区、定径区、出口区后制得方形管坯，方形管坯的圆角R的半径受圆形过渡到方形管材拉伸模壁厚的影响大，圆形过渡到方形管材拉伸模的模角由圆形管坯的尺寸和圆形过渡到方形管材拉伸模的厚度确定，最小模角应当保证圆形管坯进入圆形过渡到方形管材拉伸模时，不刮伤管坯为准；
方形管材空拉：圆形过渡到方形管材空拉后的方形管坯放入方形拉拔拉伸模内进行方形管材空拉，依次经入口区、变形区、定径区、出口区后脱出，方形拉拔拉伸模的模角尺寸：7°，方形管坯的圆角R的尺寸为：0.9mm，实现方形管坯的圆角R的半径过渡变小；
定形拉拔：定形拉拔游动芯头定位在方形拉拔拉伸模的定径带上，方形管材空拉后的方形管坯进入定形拉拔游动芯头上进行定形拉拔后，依次经螺纹区、定形区后制得方形管材，定形拉拔游动芯头的圆角R尺寸为：0.6mm，制得的方形管材不会塌腰，方形管材的外尺寸偏差和内尺寸偏差均为±0.10mm，方形管材的内圆角、外圆角的半径R≤1mm；
精整：对拉伸后的方形管材进行锯切、清洗，确保加工后的方型管材具有一定的光洁度、平直度，以满足客户的适用性要求；
退火：精整后的方形管材放入网带式光亮退火炉进行光亮退火后制得成品，退火工艺的加热温度：600℃，辊速：400mm/min，保温时间：50min；
包装：按客户要求进行包装入库。

Claims (3)

1.一种紫铜方管材料制备工艺，其特征在于：工艺流程为：熔铸→铸锭锯切→水封挤压→锯切→矫直→轧制→链式拉拔机圆形拉拔→圆形过渡到方形管材空拉→方形管材空拉→定形拉拔→精整→光亮退火→包装；
熔铸：采用导电用紫铜放入无芯或有芯真空感应炉进行熔炼铸造锭坯，熔铸温度：1150～1180℃，铸造速度：2.5～3.5m/h；
水封挤压：铸锭锯切后，将加热的铸锭推入3150吨油压机挤压筒内，加热温度：720～880℃，挤压速度：35～50mm/s，挤压比：21，压余厚度：25～40mm，挤压工艺采用水封脱皮方式，挤压轴挤制的铸锭经模具出口流出，模具出口与充满水的水槽相连，挤出的管坯直接进入水槽内快速冷却，防止管坯表面氧化，在挤压的同时进行铸锭脱皮，脱皮厚度为0.5～1.5mm，待挤压完结后再从挤压筒内顶出挤压的铜皮、压余，落入废料箱；
轧制：经锯切和矫直后的管坯放入轧管机进行环形或孔形轧制，轧制送进量：6～14mm，正常轧制速度：120～145冲程/min，延伸系数：8～10；
链式拉拔机圆形拉拔：轧制后的管坯放在链式拉拔机上多道次进行拉拔，拉拔后的圆形管坯放入游动芯头进一步拉拔，保障圆形管坯拉拔后壁厚的均匀性，链式拉拔机上采用的拉伸模的模角：9°～12°，游动芯头的锥角：6°～9°，所述拉伸模与游动芯头的角度差为1°～3°；
圆形过渡到方形管材空拉：链式拉拔机圆形拉拔后的圆形管坯圆角R的半径达到4mm，圆形管坯外尺寸中心部分塌腰，将圆形管坯放入圆形过渡到方形管材拉伸模内进行空拉，依次经变形区、定径区、出口区后制得方形管坯，方形管坯的圆角R的半径受圆形过渡到方形管材拉伸模壁厚的影响大，圆形过渡到方形管材拉伸模的模角由圆形管坯的尺寸和圆形过渡到方形管材拉伸模的厚度确定，最小模角应当保证圆形管坯进入圆形过渡到方形管材拉伸模时，不刮伤管坯为准；
方形管材空拉：圆形过渡到方形管材空拉后的方形管坯放入方形拉拔拉伸模内进行方形管材空拉，依次经入口区、变形区、定径区、出口区后脱出，方形拉拔拉伸模的模角尺寸：5°～10°，方形管坯的圆角R的尺寸为：0.3-1mm，实现方形管坯的圆角R的半径过渡变小。
2.根据权利要求1所述的一种紫铜方管材料制备工艺，其特征在于：
定形拉拔：定形拉拔游动芯头定位在方形拉拔拉伸模的定径带上，方形管材空拉后的方形管坯进入定形拉拔游动芯头上进行定形拉拔后，依次经螺纹区、定形区后制得方形管材，定形拉拔游动芯头的圆角R尺寸为：0.3-1mm，制得的方形管材不会塌腰，方形管材的外尺寸偏差和内尺寸偏差均为±0.10mm，方形管材的内圆角、外圆角的半径R≤1mm。
3.根据权利要求1所述的一种紫铜方管材料制备工艺，其特征在于：
退火：精整后的方形管材放入网带式光亮退火炉进行光亮退火后制得成品，退火工艺的加热温度：360～700℃，辊速：200～500mm/min，保温时间：15-60min；
包装：按客户要求进行包装入库。
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