CS254263B1

CS254263B1 - A method for producing copper alloy zinc alloy heat exchanger and condenser tubes

Info

Publication number: CS254263B1
Application number: CS84666A
Authority: CS
Inventors: Zbynek Hanus; Miroslav Holinka; Olga Holnova
Original assignee: Zbynek Hanus; Miroslav Holinka; Olga Holnova
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1984-01-30
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS233682B1; CS66684A1

Abstract

Řešení se týká způsobu zpracování mosazi určené zejména pro výrobu trubek kondenzátorů velkých elektrárenských bloků při dobré zpracovatelnosti za tepla i za studená. Způsob umožňuje zpracování slitiny za tepla v oblasti dvoufázové mikrostruktury alfa-beta, která snižuje hodnotu deformační pevnosti při určité teplotě a deformační rychlost a zmenšuje opotřebení nástrojů. Snižuje se možnost vzniku příčných trhlin ve výliscích, a tím i nutná předváha při lisování. Trubky se vyrábějí lisováním odlitých čepů při teplotách 750 až 850 °C v oblasti dvoufázové mikrostruktury alfa-beta s lisovacím poměrem 15 až 25 při přímém způsobu lisování a lisovacím poměrem 30 až 50 při nepřímém způsobu lisování.The present invention relates to a process for the treatment of brass, in particular for the production of condenser tubes for large power plant blocks, with good hot and cold processability. The process allows hot alloy processing in the two-phase microstructure alpha-beta, which reduces the strain strength at a certain temperature and strain rate and reduces tool wear. It reduces the possibility of transverse cracks in the moldings and thus the necessary pre-weighting during pressing. The tubes are produced by molding the cast pins at temperatures of 750 to 850 ° C in the biphasic alpha-beta microstructure with a compression ratio of 15 to 25 in a direct compression method and a compression ratio of 30 to 50 in an indirect compression method.

Description

Vynález se týká způsobu výroby výměníkových a kondenzátorových trubek ze slitiny mědi se zinkem, o složení v hmotnostní koncentraci 7 5 až 80 i mědi, 1,2 až 2,5 % hliníku, 0,2 ažBACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for the manufacture of heat exchangers and condenser tubes of copper-zinc alloy having a composition in a weight concentration of 75 to 80% copper, 1.2 to 2.5% aluminum, 0.2 to 2.5%.

1,2 % křemíku, 0,02 až 0,10 % arsenu, zbytek zinek.1.2% silicon, 0.02-0.10% arsenic, the rest zinc.

Doposud se k výrobě výměníkových a kondenzátorových trubek používají slitiny mědi, a to zejména mosazi, jejichž korozní odolnost, vysoký koeficient přestupu tepla, dobrá zpracovatelnost ze studená i přijatelná cena, umožnily využití jednotlivých typů mosazi pro trubky pracujíc! v chladicích médiích s širokým rozmezím složení i koncentrací složek. Pro výrobu těchto trubek se převážně používají mosazi typu CuZn32, CuZn30, CuZn29Snl a CuZn20A12, která je špičkovou mosazí z hlediska korozní odolnosti. Její nevýhodou je však obtížná zpracovatelnost při tváření za tepla a náchylnost k mezikrystalové korozi v určitých korozních prostředích. V současné době se pro výrobu kondenzátorových trubek používá mosazi o složení v hmotnostní koncentraci 70 % mědi, 1 % hliníku, 1 % cínu, 0,5 % manganu, zbytek zinek a obvyklé nečistoty, podle CSN 423 239, o níž se jednoznačně prokázalo, že v náročných provozních podmínkách podléhá intenzivnímu odzinkování.Until now, copper alloys, especially brass, have been used in the production of heat exchanger and condenser tubes, whose corrosion resistance, high heat transfer coefficient, good workability from cold as well as acceptable prices have made it possible to use individual types of brass for working pipes! in refrigerants with a wide range of composition and concentration components. Brass of the type CuZn32, CuZn30, CuZn29Snl and CuZn20A12, which are top brass in terms of corrosion resistance, are mainly used for the production of these tubes. However, it has the disadvantage of being difficult to process during hot forming and susceptible to intergranular corrosion in certain corrosive environments. At present, brass with a concentration of 70% copper, 1% aluminum, 1% tin, 0.5% manganese, zinc residue and common impurities, according to CSN 423 239, which has been clearly shown to be used, it is subject to intensive de-zincing under severe operating conditions.

Vyrobené trubky mají nízkou životnost a ovlivňují tak celkovou ekonomii i provozní spolehlivost celého energobloku. Dosud používaná mosaz o složení v hmotnostní koncentraci 78 % mědi, 2 % hliníku, 0,02 až 0,05 i arsenu, zbytek zinek, se zpracovává zatepla, výhradně v oblasti fáze alfa. Deformační pevnost jednofázové mosazi alfa je vysoká, což má za následek zvýšené nároky na tlakovou silu, spotřebu lisovacích nástrojů a výtěžnost při lisování.The manufactured tubes have a low lifetime and thus affect the overall economy and operational reliability of the whole energy block. The brass used up to now in a concentration of 78% copper, 2% aluminum, 0.02-0.05 and arsenic, the rest of the zinc, is heat treated, exclusively in the alpha phase. The deformation strength of the single-phase alpha brass is high, resulting in increased pressure force requirements, press tool consumption and press yield.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby výměníkových a kondenzátorových trubek ze slitiny mědi se zinkem o složení v hmotnostní koncentraci 75 až 80 % mědi, 1,2 až 2,5 % hliníku, 0,2 až 1,2 i křemíku, 0,02 až 0,10 i arsenu, nečistoty cín, mangan, železo v úhrnné koncentraci méně než 0,3 4 podle vynálezu, jehož podstatou je, že se odlité čepy lisují při teplotách 750 až 850 °C v oblasti dvoufázové mikrostruktury alfa-beta s lisovacím poměrem 15 až 25 při přímém způsobu lisování a s lisovacím poměrem 30 až 50 při nepřímém způsobu lisování, přičemž deformační pevnost za tepla dvoufázové alfa-beta mikrostruktury je podstatně nižší než jednorázové alfa mikrostruktury.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the method of production of heat exchanger and condenser tubes from copper alloy with zinc with a composition in the concentration of 75 to 80% copper, 1.2 to 2.5% aluminum, 0.2 to 1.2% silicon, 0.02 to 0%. , 10, arsenic, impurities tin, manganese, iron in total concentration less than 0.3 4 according to the invention, which is based on the fact that the cast pins are pressed at temperatures from 750 to 850 ° C in the area of alpha-beta two-phase microstructure with up to 25 in a direct compression method and with a compression ratio of 30 to 50 in an indirect compression method, wherein the hot deformation strength of the two-phase alpha-beta microstructure is substantially lower than the disposable alpha microstructures.

Z toho vyplývají zlepšení tvářitelnosti za tepla dovoluje pro daný rozměr odlitku a výlisku použit lis s menší lisovací silou a snížit teplotu lisováni o 40 až 50 °C. Toto snížení se opět projeví úsporou energie při ohřevu čepů před lisováním, prodloužením životnosti lisovacích nástrojů, a to zejména trnů a matric. Podstatně se snižuje možnost vzniku příčných trhlin ve výliscích, z důvodů překročení rychlosti lisování při vysoké teplotě. Snižuje se i nutná předváha při lisování.This results in an improvement of the thermoformability allowing a press with a lower pressing force to be used for a given size of the casting and the molding and to reduce the pressing temperature by 40 to 50 ° C. This reduction will again result in energy savings when heating the pins before pressing, extending the life of the pressing tools, especially the mandrels and dies. The possibility of transverse cracks in the moldings is considerably reduced due to exceeding the pressing speed at high temperature. The necessary overweight during pressing is also reduced.

Konkrétní posup výroby trubek podle vynálezu dokumentuje následující příklad provedení:The following process example illustrates a particular process for the production of pipes according to the invention:

Byly odlity čepy o složení v % hmot. 77,6 i mědi, 1,8 % hliníku, 0,85 % křemíku,Pins with a composition in% by weight were cast. 77.6% copper, 1.8% aluminum, 0.85% silicon,

0,045 t arsenu, 0,03 % cínu, 0,01 % manganu, 0,02 i železa, zbytek zinek. Tyto čepy byly lisovány při teplotě 755 °C a deformační rychlosti fí rovné 3,7 s ¹. Experimentálně byla _2 stanovena hodnota deformační pevnosti 50 N.mm0.045 t arsenic, 0.03% tin, 0.01% manganese, 0.02% iron, the rest zinc. These pins were pressed at a temperature of 755 ° C and a strain rate phi of 3.7 s ¹ . Experimentally, a value of 50 N.mm was determined

Při výrobě trubek ze slitiny o složení v % hmot. 77,9 % mědi, 1,9 % hliníku, 0,045 % arsenu, zbytek zinek, byly klasickým způsobem v oblasti jednofázové alfa mikrostruktury vylisovány trubky při teplotě 800 °C a deformační rychlosti fí rovné 3,7 s Experimentálně -2 byla stanovena hodnota deformační pevnosti 70 N.mmIn the manufacture of alloy tubes with a composition in wt. 77.9% of copper, 1.9% of aluminum, 0.045% of arsenic, the rest of the zinc were pressed in a classical way in the region of a single-phase alpha microstructure at 800 ° C and a strain rate phi of 3.7 s. strength 70 N.mm

Z výpočtu tlakových sil potřebných pro vylisování trubek vyplynulo snížení deformační pevnosti při způsobu podle vynálezu o 29 S oproti klasickému způsobu, což znamená úsporu v potřebné tlakové síle rovněž 29 %.The calculation of the compressive forces required for molding the tubes resulted in a 29 S reduction in the deformation strength of the method according to the invention compared to the conventional method, which also means a saving of 29% in the required compressive force.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A process for the production of heat exchangers and condenser tubes of copper-zinc alloy having a concentration of 75 to 80% by weight of copper, 1.2 to 2.5% of aluminum, 0.2 to 1.2% of silicon,

0.02 to 0.10 i of arsenic, impurities tin, manganese, iron in total concentration of less than 0.3%, by compression, characterized in that the cast pins are pressed at temperatures of 750 to 850 ° C in the region of the two-phase microstructure of alpha- beta, with a compression ratio of 15 to 25 in the direct compression method and a compression ratio of 30 to 50 in the indirect compression method.