CN114101371B - 一种环状导带用大口径厚壁铜管加工工艺方法 - Google Patents

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Abstract

一种环状导带用大口径厚壁铜管加工工艺方法，工艺流程为：热挤压‑冷却‑切头尾‑拉伸‑锯切‑矫直‑成品退火‑表面清洗‑包装入库；本发明通过将铜管的加工流程和加工率这二方面设计与铜管成品热处理工艺组合，解决了特殊环状导带用途φ100mm以上大口径厚壁铜管的细晶、高延伸的难题，提高了管材的制备效率，降低了制造成本，管材晶粒度0.045mm～0.065mm，延伸率达到50％以上，可满足特定使用场景要求，本工艺所生产的铜管，外径达到φ100mm以上、紫铜管壁厚可达10mm以上、黄铜管壁厚可达8.5mm以上，在软状态(M或O60)下，管材在晶粒度0.045mm～0.065mm的同时，延伸率达到50％以上的高延伸，管材性能一致性好，满足了特殊环状导带管材的特定使用条件要求。

Description

一种环状导带用大口径厚壁铜管加工工艺方法
技术领域
本发明涉及有色金属冶炼以及加工领域，尤其涉及一种环状导带用大口径厚壁铜管加工工艺方法。
背景技术
环状导带用大口径厚壁铜管应用于特殊领域，我国传统生产环状导带用铜管通常采用铜饼—加热—锻造—退火的方法生产，产能低、大批量持续供货能力弱，制造周期长、铜材利用率低、成本过高。且随着新技术的发展，特殊环状导带用途铜管对后续加工性、表面质量要求很高，铜管的延伸率和晶粒度均有特殊要求，要达到此要求，使用传统铜饼—锻造制备管材制备方法难以满足要求。为此需要开发一种制备方法：满足环状导带用铜管材料的尺寸公差要求、力学性能要求、材料金相组织要求。
一般用途的软态紫铜管延伸率在41％以上，无晶粒度要求。为使铜管达到细晶、高延伸，须调整管材的工艺流程、加工率控制、和退火工艺，否则无法满足特殊环状导带用铜管后续加工和使用的特定要求。
鉴于上述原因，现研发出一种环状导带用大口径厚壁铜管加工工艺方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种环状导带用大口径厚壁铜管加工工艺方法，通过将铜管的加工流程和加工率这二方面设计与铜管成品热处理工艺组合，解决了特殊环状导带用途φ100mm以上大口径厚壁铜管的细晶、高延伸的难题，提高了管材的制备效率，降低了制造成本，管材晶粒度0.045mm～0.065mm，延伸率达到50％以上，管材内外表面光滑、清洁，无分层、针孔、裂纹、起皮、气泡、粗拉道和夹杂等缺陷，车制后呈现光滑、光亮新鲜金属表面，可满足特定使用场景要求，本工艺所生产的铜管，外径达到φ100mm以上、紫铜管壁厚可达10mm以上、黄铜管壁厚可达8.5mm以上，在软状态(M或O60)下，管材在晶粒度0.045mm～0.065mm的同时，延伸率达到50％以上的高延伸，管材性能一致性好，满足了特殊环状导带管材的特定使用条件要求。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种环状导带用大口径厚壁铜管加工工艺方法，工艺流程为：热挤压-冷却-切头尾-拉伸-锯切-矫直-成品退火-表面清洗-包装入库；
热挤压：由环形加热炉对410mm的大直径铸锭进行加热，在挤压机上进行铸锭管坯热挤压，挤压加工率≥85％；T2合金的挤压温度：830～870℃；H96合金的挤压温度：890～970℃；H90合金的挤压温度890～940℃；
冷却：为抑制热挤压管坯的晶粒度长大，对管坯采用后水封技术进行快速冷却，即热挤压后的管坯挤出后迅速进入冷水槽进行冷却，在改善管坯的内部组织、细化晶粒同时，为后续冷加工管材晶粒度的控制提供条件，避免管坯热挤压后氧化皮产生，保证了管坯质量；
切头尾：在圆盘锯上对冷却后的管坯进行头尾切除；
拉伸：在链式拉伸机上进行铜管的拉伸，控制管材冷加工率，T2合金管坯的冷加工率为27～35％，H90、H96合金的冷加工率为28～35％；
锯切：在带锯对拉伸后的管坯进行成品管的头尾切除；
矫直：在辊式矫直机进行成品管的头尾切除；
成品退火：在退火炉上对矫直后的管材进行成品退火，采用通过式氧网炉退火，
T2合金的退火温度650～670℃，加热时间33-35分钟,单层摆放；
H96合金的退火温度660～680℃，加热时间33-37分钟，固定支数单层摆放；
H90合金的退火温度750～790℃，加热时间35-40分钟，固定支数单层摆放；
表面清洗：成品铜管进行表面脱脂清洗，使用酸浓度在20～25％的硫酸进行表面氧化皮的清理；
包装入库：成品铜管经检验合格后包装入库。
本发明的有益效果是：本发明通过将铜管的加工流程和加工率这二方面设计与铜管成品热处理工艺组合，解决了特殊环状导带用途φ100mm以上大口径厚壁铜管的细晶、高延伸的难题，提高了管材的制备效率，降低了制造成本，管材晶粒度0.045mm～0.065mm，延伸率达到50％以上，管材内外表面光滑、清洁，无分层、针孔、裂纹、起皮、气泡、粗拉道和夹杂等缺陷，车制后呈现光滑、光亮新鲜金属表面，可满足特定使用场景要求，本工艺所生产的铜管，外径达到φ100mm以上、紫铜管壁厚可达10mm以上、黄铜管壁厚可达8.5mm以上，在软状态(M或O60)下，管材在晶粒度0.045mm～0.065mm的同时，延伸率达到50％以上的高延伸，管材性能一致性好，满足了特殊环状导带管材的特定使用条件要求；本发明未详细说明处为现有常用技术。
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
用于要求后续加工的环状导带用铜管材产品，其综合性能为机加工前铜管要求软态，机加工后要求铜管软硬合适，表面光滑清洁、延伸率高且晶粒细化，其技术要求为：
牌号:T2
铜管规格：φ125×15mm
状态：软状态(M)
性能要求：抗拉强度Rm205MPa～240MPa、延伸率A≥50％；
晶粒度要求：0.045mm～0.065mm；
压扁：合格；
热挤压：由环形加热炉进行铸锭加热，在40MN挤压机上进行铸锭管坯热挤压，410mm的大直径铸锭，挤压温度控制830～870℃，挤压加工率≥85％；
冷却:为抑制热挤压管坯的晶粒度长大，对管坯采用后水封技术进行快速冷却，热挤压后的管坯挤出后迅速进入冷水槽进行冷却；
切头尾：在圆盘锯上进行头尾切除；
拉伸：在链式拉伸机上进行铜管的拉伸，控制管材冷加工率35％；
锯切：在带锯进行成品管的头尾切除；
矫直：在辊式矫直机进行成品管的头尾切除；
成品退火：在退火炉上对矫直后的管材进行成品退火，采用通过式氧网炉退火，退火温度650～670℃，加热时间33-35分钟,单层摆放；
表面清洗：成品铜管进行表面脱脂清洗，使用酸浓度在20～25％的硫酸进行表面氧化皮的清理；
包装入库：成品铜管经检验合格后包装入库。
该工艺制备的T2管材满足技术要求，优于普通用途T2管材标准要求(抗拉强度Rm≥200MPa、延伸率A≥41％，无晶粒度和压扁要求)。
实施例2
用于既要求后续加工的环状导带用铜管材产品，其综合性能为机加工前铜管要求软态，机加工后要求铜管软硬合适，表面光滑清洁、延伸率高且晶粒细化，其技术要求为：
牌号:H96
铜管规格：φ183×16.5mm
状态：软状态(M)
性能要求：抗拉强度Rm225MPa～280MPa、延伸率A≥50％；
晶粒度要求：0.045mm～0.065mm
压扁：合格
热挤压：由环形加热炉进行铸锭加热，在40MN挤压机上进行铸锭管坯热挤压，410mm的大直径铸锭，挤压温度控制890～970℃℃，挤压加工率≥85％；
冷却:为抑制热挤压管坯的晶粒度长大，对管坯采用后水封技术进行快速冷却，热挤压后的管坯挤出后迅速进入冷水槽进行冷却；
切头尾：在圆盘锯上进行头尾切除。
拉伸：在链式拉伸机上进行铜管的拉伸，控制管材冷加工率28％；
锯切：在带锯进行成品管的头尾切除；
矫直：在辊式矫直机进行成品管的矫直；
成品退火：在退火炉上对矫直后的管材进行成品退火，采用通过式氧网炉退火，退火温度660～680℃，加热时间33-37分钟，单层摆放；
表面清洗：成品铜管进行表面脱脂清洗，使用酸浓度在20～25％的硫酸进行表面氧化皮的清理；
包装入库：成品铜管经检验合格后包装入库。
该工艺制备的H96管材满足技术要求，优于普通用途H96管材标准要求(抗拉强度Rm≥205MPa、延伸率A≥42％，无晶粒度和压扁要求)。
实施例3
用于既要求后续加工的环状导带用铜管材产品，其综合性能为机加工前铜管要求软态，机加工后要求铜管软硬合适，表面光滑清洁、延伸率高且晶粒细化，其技术要求为：
牌号:H90
铜管规格：φ177×13.5mm
状态：软状态(M)
性能要求：抗拉强度Rm≤260MPa、延伸率A≥50％；
晶粒度要求：0.045mm～0.065mm；
压扁：合格
热挤压：由环形加热炉进行铸锭加热，在40MN挤压机上进行铸锭管坯热挤压，410mm的大直径铸锭，挤压温度控制890～940℃℃，挤压加工率≥85％；
冷却:为抑制热挤压管坯的晶粒度长大，对管坯采用后水封技术进行快速冷却，热挤压后的管坯挤出后迅速进入冷水槽进行冷却；
切头尾：在圆盘锯上进行头尾切除。
4)拉伸：在链式拉伸机上进行铜管的拉伸，控制管材冷加工率30％；
锯切：在带锯进行成品管的头尾切除；
矫直：在辊式矫直机进行成品管的矫直；
成品退火：在退火炉上对矫直后的管材进行成品退火，采用通过式氧网炉退火，退火温度750～790℃，加热时间35-40分钟,单层摆放；
表面清洗：成品铜管进行表面脱脂清洗，使用酸浓度在20～25％的硫酸进行表面氧化皮的清理；
包装入库：成品铜管经检验合格后包装入库。
该工艺制备的H90管材满足技术要求，优于普通用途H90管材标准(抗拉强度Rm≥220MPa、延伸率A≥42％，无晶粒度和压扁要求)。

Claims (1)

1.一种环状导带用大口径厚壁铜管加工工艺方法，其特征在于：工艺流程为：热挤压-冷却-切头尾-拉伸-锯切-矫直-成品退火-表面清洗-包装入库；
热挤压：由环形加热炉对410mm的大直径铸锭进行加热，在挤压机上进行铸锭管坯热挤压，挤压加工率≥85％；T2合金的挤压温度：830～870℃；H96合金的挤压温度：890～970℃；H90合金的挤压温度890～940℃；
冷却：为抑制热挤压管坯的晶粒度长大，对管坯采用后水封技术进行快速冷却，即热挤压后的管坯挤出后迅速进入冷水槽进行冷却，在改善管坯的内部组织、细化晶粒同时，为后续冷加工管材晶粒度的控制提供条件，避免管坯热挤压后氧化皮产生，保证了管坯质量；
切头尾：在圆盘锯上对冷却后的管坯进行头尾切除；
拉伸：在链式拉伸机上进行铜管的拉伸，控制管材冷加工率，T2合金管坯的冷加工率为27～35％，H90、H96合金的冷加工率为28～35％；
锯切：在带锯对拉伸后的管坯进行成品管的头尾切除；
矫直：在辊式矫直机进行成品管的头尾切除；
成品退火：在退火炉上对矫直后的管材进行成品退火，采用通过式氧网炉退火，
T2合金的退火温度650～670℃，加热时间33-35分钟,单层摆放；
H96合金的退火温度660～680℃，加热时间33-37分钟，固定支数单层摆放；
H90合金的退火温度750～790℃，加热时间35-40分钟，固定支数单层摆放；
表面清洗：成品铜管进行表面脱脂清洗，使用酸浓度在20～25％的硫酸进行表面氧化皮的清理；
包装入库：成品铜管经检验合格后包装入库。
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