CN110904357A - 一种异型铜管加工方法 - Google Patents

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    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Abstract

本发明公开了一种异型铜管加工方法，包括配料、炉前分析和熔炼、铸锭、挤压成型和退火处理；本发明的异型铜管通过多元素的混配，并与之相适应的熔炼、铸锭、挤压成型和退火处理，提高了异型铜管的强度、韧性、耐磨性能等优良的综合性能。

Description

一种异型铜管加工方法
技术领域
本发明涉及一种管材加工方法，尤其是一种异型铜管加工方法。
背景技术
目前在国内利用黄铜生产外径小、内径异性铜管主要采用机械加工方法制造，然而采用机械加工制造外圆内异型铜管，加工难度大、成材率和生产效率低，材料消耗大、成本高，这种外圆内异型铜管因其外径小、内径为异型，加工过程材料变形极不均匀，在生产工艺、设计等技术问题上都有较高的要求，但这些技术问题在国内尚属空白，该领域技术人员也在迫切寻找一种更好的制造发放来满足目前市场的需求。
目前，异型铜管由于具有良好的物理性能，是一种首选材料，有些专用异性铜管需要用黄铜棒切削加工，而棒材的加工比较单一、效率较低，产品成本较高，制品的加工质量不容易掌握；旧的加工工艺过程是：配料→熔炼→半连续铸锭→半成品→加热退火→挤压→拉伸→退火→成品，制备的铜管达不到欧盟标准；延伸率δ(％)≥10、抗拉强度(MPa)≥410，加工过程的热加工温度730-820℃，退火温度600-670℃，加工复杂，成本较高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种异型铜管加工方法，制成的异型铜管具有良好的高温机械性能，导电率高，机械性能和焊接性能、耐蚀性能和低温性能均好。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
异型铜管加工方法，包括配料、炉前分析和熔炼、铸锭、挤压成型和退火处理；具体包括以下内容：
(1)配料：按照异型铜管的化学成分配料为铜65.3-68.5％、铅2.5-3.0％、铝＜0.08％、铁＜0.15％、镍＜0.10％、钛2.0-3.0％、锌＜0.60％、钴＜0.02％、锡＜0.05、硅＜0.50％；锰余量；
(2)炉前分析和熔炼：采用中频感应炉进行熔炼，并在炉内底部铺设一层石灰、焦炭、铁矿石，其中石灰、焦炭、铁矿石的重量比为3-5:2-4:1，熔炼前通过采用化学仪器分析的方法，对材料进行精确的分析，使它们的成份含量达到标准；按照配料将原料加入中频感应炉进行熔炼，升温至1250℃-1350℃进行熔化，当原料完全熔化后，升温至1450℃-1480℃，加入相当于铜水质量2.5％-3.0％脱氧剂进行脱氧处理，结束脱氧后，控制铜水出炉温度为1450℃-1520℃；
(3)铸锭：将铜水倒入钢包，在温度为1350℃-1450℃下进行浇注，加入适量覆盖剂和保温聚渣剂覆盖液面，并镇静3-5min，扒渣处理，得到铸坯；
(4)挤压成型：将上述铸坯放置在挤压机上进行穿孔挤压加工得到金属毛坯，挤压温度630℃-720℃，再经过多道次拉拔并开槽处理，保证在拉制过程中内壁的齿状分布均匀有序，直至成品；
(5)退火处理：将异型铜管以25-35℃/min的速度升温至520℃-580℃，在520℃-580℃下保温20-30小时，以15-20℃/min的速度升温至650℃-680℃，在650℃-680℃下保温15-20小时，最后以30-40℃/min的速度降温至280℃-310℃，并在280℃-310℃下保温6-10小时，然后冷却至室温。
石灰、焦炭、铁矿石的重量比为4:3:1。
脱氧剂组成原料为30-40份氧化钙、20-30份碳化钙、20-30份氧化镁、10-20份碳酸钡。
覆盖剂组成原料为15-20份蛭石粉、12-15份硅灰石粉、25-30份凹凸棒土、20-30份焦炭。
保温聚渣剂组成原料为三氧化二铁25-30份、氧化镁8-12份、氧化硅10-15份和氧化钙5-8份。
所述的退火处理为异型铜管以30℃/min的速度升温至550℃，在550℃下保温25小时，以18℃/min的速度升温至660℃，在660℃下保温20小时，最后以35℃/min的速度降温至300℃，并在300℃下保温8小时。
本发明的有益效果：
1、本发明的异型铜管通过多元素的混配，并与之相适应的熔炼、铸锭、挤压成型和退火处理，提高了异型铜管的强度、韧性、耐磨性能等优良的综合性能。
2、本发明制成的异型铜管导电率高，机械性能和焊接性能、耐蚀性能和低温性能均好，其抗拉强度可达到330Mpa，最小电导率为62Ms/m，最小断裂伸长率为13％。
具体实施方式
实施例1：异型铜管加工方法，具体包括以下内容：
(1)配料：按照异型铜管的化学成分配料为铜65.3％、铅2.5％、铝0.06％、铁0.10％、镍0.08％、钛2.0％、锌0.40％、钴0.01％、锡0.02％、硅0.30％；锰余量；
(2)炉前分析和熔炼：采用中频感应炉进行熔炼，并在炉内底部铺设一层石灰、焦炭、铁矿石，其中石灰、焦炭、铁矿石的重量比为4:3:1，熔炼前通过采用化学仪器分析的方法，对材料进行精确的分析，使它们的成份含量达到标准；按照配料将原料加入中频感应炉进行熔炼，升温至1250℃进行熔化，当原料完全熔化后，升温至1450℃，加入相当于铜水质量2.5％脱氧剂进行脱氧处理，结束脱氧后，控制铜水出炉温度为1450℃；
(3)铸锭：将铜水倒入钢包，在温度为1350℃下进行浇注，加入适量覆盖剂和保温聚渣剂覆盖液面，并镇静3min，扒渣处理，得到铸坯；
(4)挤压成型：将上述铸坯放置在挤压机上进行穿孔挤压加工得到金属毛坯，挤压温度630℃，再经过多道次拉拔并开槽处理，保证在拉制过程中内壁的齿状分布均匀有序，直至成品；
(5)退火处理：将异型铜管以25℃/min的速度升温至520℃，在520℃下保温20小时，以15℃/min的速度升温至650℃，在650℃下保温15小时，最后以30℃/min的速度降温至280℃，并在280℃下保温6小时，然后冷却至室温。
脱氧剂组成原料为35份氧化钙、25份碳化钙、25份氧化镁、15份碳酸钡；覆盖剂组成原料为18份蛭石粉、13份硅灰石粉、28份凹凸棒土、25份焦炭；保温聚渣剂组成原料为三氧化二铁28份、氧化镁10份、氧化硅12份和氧化钙6份。
实施例2：异型铜管加工方法，具体包括以下内容：
(1)配料：按照异型铜管的化学成分配料为铜67.5％、铅2.8％、铝0.05％、铁0.12％、镍0.05％、钛2.5％、锌0.30％、钴0.02％、锡0.03％、硅0.40％；锰余量；
(2)炉前分析和熔炼：采用中频感应炉进行熔炼，并在炉内底部铺设一层石灰、焦炭、铁矿石，其中石灰、焦炭、铁矿石的重量比为4:3:1，熔炼前通过采用化学仪器分析的方法，对材料进行精确的分析，使它们的成份含量达到标准；按照配料将原料加入中频感应炉进行熔炼，升温至1300℃进行熔化，当原料完全熔化后，升温至1460℃，加入相当于铜水质量2.8％脱氧剂进行脱氧处理，结束脱氧后，控制铜水出炉温度为1480℃；
(3)铸锭：将铜水倒入钢包，在温度为1400℃下进行浇注，加入适量覆盖剂和保温聚渣剂覆盖液面，并镇静5min，扒渣处理，得到铸坯；
(4)挤压成型：将上述铸坯放置在挤压机上进行穿孔挤压加工得到金属毛坯，挤压温度680℃，再经过多道次拉拔并开槽处理，保证在拉制过程中内壁的齿状分布均匀有序，直至成品；
(5)退火处理：将异型铜管以30℃/min的速度升温至550℃，在550℃下保温25小时，以18℃/min的速度升温至660℃，在660℃下保温20小时，最后以35℃/min的速度降温至300℃，并在300℃下保温8小时，然后冷却至室温。
脱氧剂、覆盖剂、保温聚渣剂的组成原料如同实施例1。
实施例3：异型铜管加工方法，具体包括以下内容：
(1)配料：按照异型铜管的化学成分配料为铜68.5％、铅3.0％、铝0.07％、铁0.13％、镍0.08％、钛3.0％、锌0.50％、钴0.015％、锡0.03％、硅0.45％；锰余量；
(2)炉前分析和熔炼：采用中频感应炉进行熔炼，并在炉内底部铺设一层石灰、焦炭、铁矿石，其中石灰、焦炭、铁矿石的重量比为4:3:1，熔炼前通过采用化学仪器分析的方法，对材料进行精确的分析，使它们的成份含量达到标准；按照配料将原料加入中频感应炉进行熔炼，升温至1350℃进行熔化，当原料完全熔化后，升温至1480℃，加入相当于铜水质量3.0％脱氧剂进行脱氧处理，结束脱氧后，控制铜水出炉温度为1520℃；
(3)铸锭：将铜水倒入钢包，在温度为1450℃下进行浇注，加入适量覆盖剂和保温聚渣剂覆盖液面，并镇静5min，扒渣处理，得到铸坯；
(4)挤压成型：将上述铸坯放置在挤压机上进行穿孔挤压加工得到金属毛坯，挤压温度720℃，再经过多道次拉拔并开槽处理，保证在拉制过程中内壁的齿状分布均匀有序，直至成品；
(5)退火处理：将异型铜管以35℃/min的速度升温至580℃，在580℃下保温30小时，以20℃/min的速度升温至680℃，在680℃下保温20小时，最后以40℃/min的速度降温至310℃，并在310℃下保温10小时，然后冷却至室温。
脱氧剂、覆盖剂、保温聚渣剂的组成原料如同实施例1。

Claims (6)

1.一种异型铜管加工方法，其特征在于，包括配料、炉前分析和熔炼、铸锭、挤压成型和退火处理；具体包括以下内容：
(1)配料：按照异型铜管的化学成分配料为铜65.3-68.5％、铅2.5-3.0％、铝＜0.08％、铁＜0.15％、镍＜0.10％、钛2.0-3.0％、锌＜0.60％、钴＜0.02％、锡＜0.05％、硅＜0.50％；锰余量；
(2)炉前分析和熔炼：采用中频感应炉进行熔炼，并在炉内底部铺设一层石灰、焦炭、铁矿石，其中石灰、焦炭、铁矿石的重量比为3-5:2-4:1，熔炼前通过采用化学仪器分析的方法，对材料进行精确的分析，使它们的成份含量达到标准；按照配料将原料加入中频感应炉进行熔炼，升温至1250℃-1350℃进行熔化，当原料完全熔化后，升温至1450℃-1480℃，加入相当于铜水质量2.5％-3.0％脱氧剂进行脱氧处理，结束脱氧后，控制铜水出炉温度为1450℃-1520℃；
(3)铸锭：将铜水倒入钢包，在温度为1350℃-1450℃下进行浇注，加入适量覆盖剂和保温聚渣剂覆盖液面，并镇静3-5min，扒渣处理，得到铸坯；
(4)挤压成型：将上述铸坯放置在挤压机上进行穿孔挤压加工得到金属毛坯，挤压温度630℃-720℃，再经过多道次拉拔并开槽处理，保证在拉制过程中内壁的齿状分布均匀有序，直至成品；
(5)退火处理：将异型铜管以25-35℃/min的速度升温至520℃-580℃，在520℃-580℃下保温20-30小时，以15-20℃/min的速度升温至650℃-680℃，在650℃-680℃下保温15-20小时，最后以30-40℃/min的速度降温至280℃-310℃，并在280℃-310℃下保温6-10小时，然后冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的异型铜管加工方法，其特征在于，所述的石灰、焦炭、铁矿石的重量比为4:3:1。
3.根据权利要求1所述的异型铜管加工方法，其特征在于，所述的脱氧剂组成原料为30-40份氧化钙、20-30份碳化钙、20-30份氧化镁、10-20份碳酸钡。
4.根据权利要求1所述的异型铜管加工方法，其特征在于，所述的覆盖剂组成原料为15-20份蛭石粉、12-15份硅灰石粉、25-30份凹凸棒土、20-30份焦炭。
5.根据权利要求1所述的异型铜管加工方法，其特征在于，所述的保温聚渣剂组成原料为三氧化二铁25-30份、氧化镁8-12份、氧化硅10-15份和氧化钙5-8份。
6.根据权利要求1所述的异型铜管加工方法，其特征在于，所述的退火处理为异型铜管以30℃/min的速度升温至550℃，在550℃下保温25小时，以18℃/min的速度升温至660℃，在660℃下保温20小时，最后以35℃/min的速度降温至300℃，并在300℃下保温8小时。
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