CN110899355A - 一种超长高导紫铜管的生产方法 - Google Patents

一种超长高导紫铜管的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超长高导紫铜管的生产方法，其步骤包括：（1）将牌号为TU00的无氧铜铸锭利用中频感应炉加热至750‑780℃（2）利用大吨位卧式双动挤压机制成管材生产所需的坯料管；（3）利用行星轧制法轧制成Ф110×6mm的半成品管；（4）利用液压拉伸机拉制成Ф65×6.5mm的拉伸管，并进行收卷；（5）利用凸轮式联合拉拔机拉制加工为尺寸为Ф46.2×6.20×100000 mm的成品管；（6）退火处理即得。本发明生产方法以“挤压‑轧制‑拉伸工艺”为核心，得到直径为46.2mm，壁厚为6.20mm，长度为100m，单重≥700kg，电导率≥58 MS/m的无氧铜管材，可以用于制作热核聚变内部场控制线圈或其它热交换效率要求高的工作场合的线圈，且可保证线圈导热、导电性能的稳定性和均匀性。

Description

一种超长高导紫铜管的生产方法
技术领域
本发明涉及一种超长高导紫铜管的生产方法，具体涉及一种材质为牌号TU00的无氧铜，长度100m，电导率≥58 MS/m的超长高导紫铜管的生产方法。
背景技术
紫铜管具有良好的导电、导热性能，通常被用于感应炉、热反应堆线圈制作等热交换效率要求高的工作场合。但处于该热交换效率要求高的工作场合中的线圈若含有焊接接头，会使线圈局部电阻过大，导致线圈工作的热均匀性降低。而现有的紫铜管生产方法无法满足其制品在长度及电导率方面的特殊要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种超长高导紫铜管的生产方法，保证紫铜管线圈导热、导电性能的稳定性和均匀性。
本发明采用以下技术方案：
一种超长高导紫铜管的生产方法，该紫铜管材质为牌号TU00的无氧铜，管材直径为46.2mm，壁厚为6.20mm，长度为100m，单重≥700kg，电导率≥58 MS/m；其生产方法具体如下：
（1）将所述牌号为TU00的无氧铜铸锭利用中频感应炉在氧含量＜10%的氮气气氛中加热至750-780℃；所述加热过程升温速率≥600℃/h；
（2）将加热后的无氧铜铸锭利用大吨位卧式双动挤压机制成管材生产所需的坯料管；
（3）在惰性气体保护下，利用行星轧制法将所述坯料管轧制成Ф110×6mm的半成品管；
（4）利用拉伸机将半成品管拉制成Ф65×6.5mm的拉伸管，并进行收卷；
（5）利用凸轮式联合拉拔机将收卷的拉伸管拉制加工为尺寸为Ф46.2×6.20×100000mm的成品管；
（6）对所述成品管进行退火处理即得。
作为本发明技术方案的优选，上述步骤（1）和步骤（2）中，无氧铜铸锭直径为440mm，单重＞900kg。
上述步骤（2）中，坯料管直径为165mm，壁厚为20mm，偏心率≤±5%。
上述步骤（4）中，拉伸机的拉伸吨位＞20吨，有效拉伸长度＞40m。
上述步骤（5）中，凸轮式联合拉拔机的拉伸吨位≥15吨。
上述步骤（6）中，退火过程的退火炉内气氛中氢气含量≥5%，其余为氮气。通过此方法可以减少因加热造成的管材表面吸氧，确保管材导电性能不降低。
更优选地，步骤（6）中退火过程为光亮退火，退火后缓冷段长度≥3m。缓冷段的存在，可以保证管材恢复再结晶组织的均匀性，防止因快速冷却造成管材表层出现明显的细晶区。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明生产方法以“挤压-轧制-拉伸工艺”为核心，得到超长、高单重、高导、大直径、厚壁的无氧紫铜管材，可以用于制作热核聚变内部场控制线圈，且可保证线圈导热、导电性能的稳定性和均匀性，为国际热核聚变实验堆计划研究过程提供了基础。
2、采用本发明生产方法得到的无氧铜管材可以用于制作感应炉或其它热交换效率要求高的工作场合的线圈，应用范围广。
2、本发明生产方法工艺流程短、操作简单，便于进行无氧紫铜管的工业化大生产。
附图说明
图1为采用本发明方法生产的超长高导紫铜管的微观组织金相图。
图2为采用本发明方法生产的超长高导紫铜管的应力轴向应变曲线。
图3为采用本发明方法生产的超长高导紫铜管的应力行程应变曲线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明。
实施例1
首先将牌号为TU00、直径为440mm、重量为921kg的无氧铜铸锭利用中频感应炉在氧含量为8%的氮气气氛中进行加热，加热升温速率为700℃/h，无氧铜铸锭温度达到780℃后利用5500吨卧式双动挤压机挤制得到Ф165×20mm，偏心率为4%的坯料管。然后在氮气保护下，利用160型行星轧机将该坯料管轧制成Ф110×6mm的半成品管；利用拉伸吨位为50吨、有效拉伸长度为80m的
液压拉伸机将半成品管拉制成Ф65×6.5mm的拉伸管，并将管材进行收卷；利用拉伸吨位为20吨的凸轮式联合拉拔机将收卷的拉伸管拉制加工成尺寸为Ф46.2×6.20×100000mm的成品管。最后利用氢气含量为6%、氮气含量为94%的光亮退火炉对成品管进行退火处理，得到超长高导紫铜管。其微观组织金相图、应力轴向应变曲线和应力行程应变曲线分别如图1、图2和图3所示。
从图1中可以看出，管材完全恢复再结晶组织特征明显，晶粒均匀，平均截距约为35μm，没有异常组织。
从图2-图3中可以看出，管材的抗拉强度、延伸率两方面性能优异，抗拉强度180MP、屈服强度≥98MP，断面收缩率大≥41%，完全可以满足其在热核聚变等特殊环境下的使用要求。
实施例2
首先将牌号为TU00、直径为440mm、重量为1070kg的无氧铜铸锭利用中频感应炉在氧含量为8%的氮气气氛中进行加热，加热升温速率为600℃/h，无氧铜铸锭温度达到750℃后利用5500吨卧式双动挤压机挤制得到Ф165×20mm，偏心率为5%的坯料管。然后在氮气保护下，利用160型行星轧机将该坯料管轧制成Ф110×6mm的半成品管；利用拉伸吨位为50吨、有效拉伸长度为80m的液压拉伸机将半成品管拉制成Ф65×6.5mm的拉伸管，并将管材进行收卷；利用拉伸吨位为20吨的凸轮式联合拉拔机将收卷的拉伸管拉制加工成尺寸为Ф46.2×6.20×100000mm的成品管。最后利用氢气含量为5%、氮气含量为95%的光亮退火炉对成品管进行退火处理，得到超长高导紫铜管。
实施例3
首先将牌号为TU00、直径为440mm、重量为820kg的无氧铜铸锭利用中频感应炉在氧含量为7%的氮气气氛中进行加热，加热升温速率为650℃/h，无氧铜铸锭温度达到760℃后利用5500吨卧式双动挤压机挤制得到Ф165×20mm，偏心率为6%的坯料管。然后在氮气保护下，利用160型行星轧机将该坯料管轧制成Ф110×6mm的半成品管；利用拉伸吨位为50吨、有效拉伸长度为80m的液压拉伸机将半成品管拉制成Ф65×6.5mm的拉伸管，并将管材进行收卷；利用拉伸吨位为15吨的凸轮式联合拉拔机将收卷的拉伸管拉制加工成尺寸为Ф46.2×6.20×100000mm的成品管。最后利用氢气含量为6%、氮气含量为94%的光亮退火炉对成品管进行退火处理，得到超长高导紫铜管。

Claims (7)

1.一种超长高导紫铜管的生产方法，其特征在于，该紫铜管材质为牌号TU00的无氧铜，管材直径为46.2mm，壁厚为6.20mm，长度为100m，单重≥700kg，电导率≥58MS/m；其生产方法步骤如下：
（1）将牌号为TU00的无氧铜铸锭利用中频感应炉在氧含量＜10%的氮气气氛中加热至750-780℃；所述加热过程升温速率≥600℃/h；
（2）将加热后的无氧铜铸锭利用大吨位卧式双动挤压机制成管材生产所需的坯料管；
（3）在惰性气体保护下，利用行星轧制法将所述坯料管轧制成Ф110×6mm的半成品管；
（4）利用拉伸机将半成品管拉制成Ф65×6.5mm的拉伸管，并进行收卷；
（5）利用凸轮式联合拉拔机将收卷的拉伸管拉制加工为尺寸为Ф46.2×6.20×100000mm的成品管；
（6）对所述成品管进行退火处理即得。
2.根据权利要求1所述的一种超长高导紫铜管的生产方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中，所述无氧铜铸锭直径为440mm，单重＞900kg。
3.根据权利要求1所述的一种超长高导紫铜管的生产方法，其特征在于，步骤（2）中，所述坯料管直径为165mm，壁厚为20mm，偏心率≤±5%。
4.根据权利要求1所述的一种超长高导紫铜管的生产方法，其特征在于，步骤（4）中，所述拉伸机的拉伸吨位＞20吨，有效拉伸长度＞40m。
5.根据权利要求1所述的一种超长高导紫铜管的生产方法，其特征在于，步骤（5）中，所述凸轮式联合拉拔机的拉伸吨位≥15吨。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种超长高导紫铜管的生产方法，其特征在于，步骤（6）中，所述退火过程的退火炉内气氛中氢气含量≥5%，其余为氮气。
7.根据权利要求6所述的一种超长高导紫铜管的生产方法，其特征在于，步骤（6）中，所述退火过程为光亮退火，退火后缓冷段长度≥3m。
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