CN111043407B - 材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管的制造方法 - Google Patents
材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管的制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种材质为BFe10‑1‑1的小口径薄壁复合管制造方法，包括以下步骤：切断、热挤压、轧制、退火、开坯、退火、连续拉伸、退火、连续拉伸成内层管、连续拉伸成外层管、退火、复合拉伸、退火、矫直、激光环切与成品检验。本发明运用科学的热处理制度和变形工艺，制造出尺寸精度高、表面质量好、性能稳定且复合程度高的BFe10‑1‑1小口径薄壁复合铜镍合金管，为特种换热器的安全使用提供了保障。
Description
技术领域
本发明属于铜镍合金管制造技术领域，本发明尤其是涉及一种材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合铜镍合金管的制造方法。
背景技术
在铜镍合金管应用领域，由于其工作环境的特殊性，铜镍合金管制作的特种换热器受使用介质变化带来的腐蚀、开裂等原因造成特种设备突发性停机，产生巨大经济损失和安全事故；随着换热器，尤其是特种换热器的设计越来越复杂，要求越来越高，如核电、军工等领域对安全事故零容忍的要求，管材突发性失效问题急需解决。
鉴于此，目前国内比较有效的一个思路是采用复合管进行设备制造，其中一层管材若发生腐蚀、开裂等问题时，将在复合管间隙停止而无法得到继续扩展，安全性得到保障。目前国内尚没有同材料小口径薄壁复合铜镍合金管的生产，因此研发这种复合管有着深远的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种所得产品尺寸精度高、表面质量好、性能稳定且复合程度高的材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管的制造方法。
按照本发明提供的技术方案，所述材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管制造方法包括以下步骤：
（一）、将Φ180mm的锭坯进行切断；
（二）、将步骤（一）所得的锭坯采用铜材热挤压机进行热挤压，挤压至规格为Φ84×10mm的管坯，两端平头、去毛刺后矫直；挤压前管坯加热温度为750～850℃；并对工模具进行预热，其中挤压内衬300～400℃、穿孔针300～400℃、挤压垫200～300℃、挤压模200～300℃；挤压速度9～15mm/min，加压压力150～190Kgf，挤压后管材落入水槽中冷却；
（三）、将步骤（二）所得的管坯进行轧制，轧制成规格为Φ48×3mm的管坯；
（四）、将步骤（三）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在95~100min；
（五）、将步骤（四）所得的管坯进行开坯，开坯至规格为Φ25×0.9mm的管坯；
（六）、将步骤（五）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在83~86min；
（七）、将步骤（六）所得的管坯进行连续拉伸，得到Φ16×0.6mm的管坯，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（八）、将步骤（七）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在80~83min；
（九）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到（Φ6~8）×（0.2~0.3mm）的内层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到（Φ8~10）×（0.2~0.3mm）的外层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十一）、将步骤（十）所得的外层管进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在70~75min；
（十二）、将步骤（十一）所得的外层管套在步骤（九）所得的内层管上，然后进行复合拉伸，拉伸至规格为（Φ6~9）×（0.4~0.6mm）的复合管坯；
（十三）、将步骤（十二）所得的复合管坯进行退火处理，退火温度控制在680~710℃，退火时间控制在77~83min；
（十四）、将步骤（十三）所得的复合管坯进行矫直，得到复合管成品；
（十五）、将步骤（十四）所得的复合管成品进行激光环切精定尺寸；
（十六）、将步骤（十五）所得的复合管成品进行管间隙检测、室温拉伸试验与表面检验，合格后定切包装入库。
作为优选，步骤（十二）中，拉伸前对外层管的内外表面、内层管的外表面均涂覆拉伸油，且控制拉伸速度≤10m/min。
作为优选，所述步骤（十六）中复合后管间隙≤3μm；室温抗拉强度Rm≥290MPa，断后伸长率A≥30%。
本发明步骤（九）中所得的内层管复合前不进行退火处理，为硬态管，有利于复合时与外层管的贴合，复合后管间隙小。
本发明步骤（十五）中采用激光环切精定尺的方法，解决了成品热处理后内层管略长于外层管的技术难题。
本发明运用科学的热处理制度和变形工艺，制造出尺寸精度高、表面质量好、性能稳定且复合程度高的BFe10-1-1小口径薄壁复合铜镍合金管，为特种换热器的安全使用提供了保障。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管制造方法，其特征是该方法包括以下步骤：
（一）、将Φ180mm的锭坯进行切断；
（二）、将步骤（一）所得的锭坯采用2350US铜材热挤压机进行热挤压，挤压至规格为Φ84×10mm的管坯，两端平头、去毛刺后矫直；其中，挤压前管坯加热温度为800℃；并对工模具进行预热，其中挤压内衬350℃、穿孔针350℃、挤压垫250℃、挤压模250℃；挤压速度12mm/min，加压压力170Kgf，挤压后管材落入水槽中冷却；
（三）、将步骤（二）所得的管坯进行轧制，轧制成规格为Φ48×3mm的管坯；
（四）、将步骤（三）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720℃，退火时间控制在95min；
（五）、将步骤（四）所得的管坯进行开坯，开坯至规格为Φ25×0.9mm的管坯；
（六）、将步骤（五）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720℃，退火时间控制在84min；
（七）、将步骤（六）所得的管坯进行连续拉伸，得到Φ16×0.6mm的管坯，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（八）、将步骤（七）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720℃，退火时间控制在83min；
（九）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到Φ6×0.2mm的内层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下，得到Φ8×0.2mm的外层管；
（十一）、将步骤（十）所得的外层管进行退火处理，退火温度控制在720℃，退火时间控制在70min；
（十二）、将步骤（十一）所得的外层管套在步骤（九）所得的内层管上，然后进行复合拉伸，拉伸至规格为Φ6×0.4mm的复合管坯；
（十三）、将步骤（十二）所得的复合管坯进行退火处理，退火温度控制在680~710℃，退火时间控制在82min；
（十四）、将步骤（十三）所得的复合管坯进行矫直，得到复合管成品；
（十五）、将步骤（十四）所得的复合管成品进行激光环切精定尺寸；
（十六）、将步骤（十五）所得的复合管成品进行管间隙检测、室温拉伸试验与表面检验，合格后定切包装入库。
实施例1所制造的BFe10-1-1小口径薄壁复合铜管表面质量好，尺寸精度高，性能稳定，复合程度高。室温性能结果为：室温抗拉强度Rm=332～351MPa，断后伸长率A=42～47%；复合后管间隙0.6～0.9μm，均满足要求。
实施例2
一种材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管制造方法包括以下步骤：
（一）、将Φ180mm的锭坯进行切断；
（二）、将步骤（一）所得的锭坯采用2350US铜材热挤压机进行热挤压，挤压至规格为Φ84×10mm的管坯，两端平头、去毛刺后矫直；其中，挤压前管坯加热温度为800℃；并对工模具进行预热，其中挤压内衬300℃、穿孔针300℃、挤压垫200℃、挤压模200℃；挤压速度9mm/min，加压压力150Kgf，挤压后管材落入水槽中冷却；
（三）、将步骤（二）所得的管坯进行轧制，轧制成规格为Φ48×3mm的管坯；
（四）、将步骤（三）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在740℃，退火时间控制在95min；
（五）、将步骤（四）所得的管坯进行开坯，开坯至规格为Φ25×0.9mm的管坯；
（六）、将步骤（五）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在740℃，退火时间控制在84min；
（七）、将步骤（六）所得的管坯进行连续拉伸，得到Φ16×0.6mm的管坯，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（八）、将步骤（七）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在83min；
（九）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到Φ6.5×0.25mm的内层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到Φ9×0.25mm的外层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十一）、将步骤（十）所得的外层管进行退火处理，退火温度控制在740℃，退火时间控制在72min；
（十二）、将步骤（十一）所得的外层管套在步骤（九）所得的内层管上，然后进行复合拉伸，拉伸至规格为Φ7×0.5mm的复合管坯；
（十三）、将步骤（十二）所得的复合管坯进行退火处理，退火温度控制在700℃，退火时间控制在82min；
（十四）、将步骤（十三）所得的复合管坯进行矫直，得到复合管成品；
（十五）、将步骤（十四）所得的复合管成品进行激光环切精定尺寸；
（十六）、将步骤（十五）所得的复合管成品进行管间隙检测、室温拉伸试验与表面检验，合格后定切包装入库。
实施例2制造的BFe10-1-1小口径薄壁复合铜管表面质量好，尺寸精度高，性能稳定，复合程度高。室温性能结果为：室温抗拉强度Rm=318～345MPa，断后伸长率A=39.5～46.5%；复合后管间隙0.5～0.8μm，均满足要求。
实施例3
材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管制造方法包括以下步骤：
（一）、将Φ180mm的锭坯进行切断；
（二）、将步骤（一）所得的锭坯采用2350US铜材热挤压机进行热挤压，挤压至规格为Φ84×10mm的管坯，两端平头、去毛刺后矫直；其中，挤压前管坯加热温度为850℃；并对工模具进行预热，其中挤压内衬400℃、穿孔针400℃、挤压垫300℃、挤压模300℃；挤压速度15mm/min，加压压力190Kgf，挤压后管材落入水槽中冷却；
（三）、将步骤（二）所得的管坯进行轧制，轧制成规格为Φ48×3mm的管坯；
（四）、将步骤（三）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在750℃，退火时间控制在95min；
（五）、将步骤（四）所得的管坯进行开坯，开坯至规格为Φ25×0.9mm的管坯；
（六）、将步骤（五）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在750℃，退火时间控制在84min；
（七）、将步骤（六）所得的管坯进行连续拉伸，得到Φ16×0.6mm的管坯，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（八）、将步骤（七）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在750℃，退火时间控制在83min；
（九）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到Φ7.5×0.3mm的内层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到Φ10×0.3mm的外层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十一）、将步骤（十）所得的外层管进行退火处理，退火温度控制在750℃，退火时间控制在75min；
（十二）、将步骤（十一）所得的外层管套在步骤（九）所得的内层管上，然后进行复合拉伸，拉伸至规格为Φ9×0.6mm的复合管坯；
（十三）、将步骤（十二）所得的复合管坯进行退火处理，退火温度控制在710℃，退火时间控制在83min；
（十四）、将步骤（十三）所得的复合管坯进行矫直，得到复合管成品；
（十五）、将步骤（十四）所得的复合管成品进行激光环切精定尺寸；
（十六）、将步骤（十五）所得的复合管成品进行管间隙检测、室温拉伸试验与表面检验，合格后定切包装入库。
实施例3所制造的BFe10-1-1小口径薄壁复合铜管表面质量好，尺寸精度高，性能稳定，复合程度高。室温性能结果为：室温抗拉强度Rm=324～351MPa，断后伸长率A=39～46%；复合后管间隙0.6～0.9μm，均满足要求。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管制造方法，其特征是该方法包括以下步骤：
（一）、将Φ180mm的锭坯进行切断；
（二）、将步骤（一）所得的锭坯采用铜材热挤压机进行热挤压，挤压至规格为Φ84×10mm的管坯，两端平头、去毛刺后矫直；挤压前管坯加热温度为750～850℃；并对工模具进行预热，其中挤压内衬300～400℃、穿孔针300～400℃、挤压垫200～300℃、挤压模200～300℃；挤压速度9～15mm/min，加压压力150～190Kgf，挤压后管材落入水槽中冷却；
（三）、将步骤（二）所得的管坯进行轧制，轧制成规格为Φ48×3mm的管坯；
（四）、将步骤（三）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在95~100min；
（五）、将步骤（四）所得的管坯进行开坯，开坯至规格为Φ25×0.9mm的管坯；
（六）、将步骤（五）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在83~86min；
（七）、将步骤（六）所得的管坯进行连续拉伸，得到Φ16×0.6mm的管坯，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（八）、将步骤（七）所得的管坯进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在80~83min；
（九）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到（Φ6~8）×（0.2~0.3mm）的内层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十）、将步骤（八）所得管坯的一半数量进行连续拉伸，得到（Φ8~10）×（0.2~0.3mm）的外层管，每次拉伸的延伸系数超控制在1.4以下；
（十一）、将步骤（十）所得的外层管进行退火处理，退火温度控制在720~750℃，退火时间控制在70~75min；
（十二）、将步骤（十一）所得的外层管套在步骤（九）所得的内层管上，然后进行复合拉伸，拉伸至规格为（Φ6~9）×（0.4~0.6mm）的复合管坯；
（十三）、将步骤（十二）所得的复合管坯进行退火处理，退火温度控制在680~710℃，退火时间控制在77~83min；
（十四）、将步骤（十三）所得的复合管坯进行矫直，得到复合管成品；
（十五）、将步骤（十四）所得的复合管成品进行激光环切精定尺寸；
（十六）、将步骤（十五）所得的复合管成品进行管间隙检测、室温拉伸试验与表面检验，合格后定切包装入库。
2.根据权利要求1所述的材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管制造方法，其特征是：步骤（十二）中，拉伸前对外层管的内外表面、内层管的外表面均涂覆拉伸油，且控制拉伸速度≤10m/min。
3.根据权利要求1所述的材质为BFe10-1-1的小口径薄壁复合管制造方法，其特征是：所述步骤（十六）中复合后管间隙≤3μm；室温抗拉强度Rm≥290MPa，断后伸长率A≥30%。
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