專利名稱：一種精密超長銅合金管的制造方法
技術領域：
本發明涉及金屬管材的制造，具體說是一種精密銅合全管的制造方法，特別適合于高精度超長銅合金冷凝管的生產。
背景技術：
目前國內外銅合金管材的生產大部分采用擠壓法，少數采用穿孔軋制法。實踐證明這兩種傳統的制備方法均存在著工序多，成材率低，管材制造成本高，產品精度差等不足，且難以生產出超長的管材。中國專利申請號為02138022.8名稱為“溫加工制造銅及銅合金管的方法”及申請號為03149757.8的“行星軋管機制造銅及銅合金管的方法”。前一申請它包括管坯預熱、管坯軋制和軋制件冷卻步驟，其特征在于首先對管坯進行表面加工，管坯預熱到環境溫度至再結晶溫度之間，管坯在再結晶溫度以上以高變形速率進行軋制，軋制件快速冷卻，且管坯預熱和管坯軋制步驟是在保護氣氛中進行的。它是利用預熱溫度和管坯面積縮減變形所產生熱量疊加使管坯在高于700℃溫度下進行軋制，基本克服了冷軋方法的缺陷，但同時帶來了疊加的軋制溫度不易控制和增加了軋前預熱及軋后保溫的工序。后一申請是利用行星軋管機對管坯進行軋制，其第一步是對管坯表面進行機加工，去掉管坯表面的鑄造缺陷，第二步是在保護氣氛下將第一步處理后的管坯導入行星軋管機，使管坯在701-850℃之間的溫度下以單道次斷面收縮率85-95％、以12-30m/min的軋制速度進行軋制成形，第三步是將上述軋制件通過乳化液浴槽快速冷卻。這是目前所知的最為先進的銅合金管材加工方法，它基本克服了上述溫軋法的主要缺陷，減少了能耗和工序。但是它初始軋制時依靠大變形所釋放的熱能使軋機溫度立即升高到701-800℃的溫度范圍，在操作上不易實現，同時對齒輪等設備的沖擊無法避免，影響設備壽命。
發明內容
本發明的目的是提供一種制造工序少、溫度易控制、產品精密度高、易于大規模生產，且生產中不易損傷設備、成本低的精密超長銅合金管的制造方法。
本發明的技術設計方案是以如下方式完成的，它包括對水平連鑄銅合金管坯進行表面機加工除雜，其特征在于將表面機加工除雜的管坯導入軋制設備，采用差溫旋軋方法使管坯從常溫靠小變形產生的熱能升溫至380-500℃，然后加大變形量使管坯溫度快速升至720-880℃范圍內軋制成形，然后在無氧環境下快速冷卻至50℃以下制成軋管，接著采用二聯拉和高速圓盤拉伸設備經多道次拉伸成成品規格，最后通過在線連續退火和渦流探傷制成盤管、直管、或蚊香盤管。
本發明主要基于運用塑性加工和形變熱處理原理，采用一種差溫旋軋的方法使管坯從常溫靠小變形產生的熱能緩慢升溫至380-500℃，然后加大變形量使管坯快速升溫至720-880℃進行軋制成形和快速冷卻，這樣不僅了有效地降低咬入階段對設備的沖擊，而且靠快速升溫來避開600-700℃的熱脆性區，提高產品的質量；對于通過調整軋輥結構和軋制參數使升溫分兩步的操作，本發明更易于操作和實現溫度控制；采用二聯拉和高速圓盤拉伸設備經多道次拉伸成成品規格，中間無須軟化退火處理；采用連續在線退火和渦流探傷，可將精度控制在0.05％以下。本發明的銅合金管制造方法，是現今最完善可行的加工制備方法，成品檢驗表明，管長達1000米以上，尺寸精度小于0.05％。管體金相組織為0.01-0.2mm的完全再結晶組織，抗拉強度為360MPa，探傷結果反映，每千米僅為0-2個缺陷點。所以，本發明具有制造工序少、溫度易控制、產品精密度高、易于大規模生產，生產中不易損傷設備、成本低的優點。
具體實施例方式本發明的具體實施步驟如下第一步，優先采用動態合金化加入裝置和控制技術、電磁連鑄技術牽引出成分均勻、內外表觀質量好的空心鑄坯；第二步，采用車或銑磨等機械加工方法，控制加工切削深度在0.15-0.40mm范圍內，通過鑄坯表面機加工使表面呈無氧化光亮態。由于銑加工效率高于車加工，故最好采用銑加工，還可隨即收集回用。第三步，運用差溫旋軋技術，在保護氣氛下利用自身變形熱經兩步升溫實現大變形軋制成形，快速冷卻后得到管材軋制件。且優先采用中國專利號為02285366.9的軋管機和中國專利號為02237667.4的專用軋輥及中國專利申請號為02123463.9的軋制芯棒。鑄坯的軋制步驟是，在保護氣氛下將表面除雜后的管坯導入行星軋機，使之在常溫下咬入，在斷面收縮率小于20％的范圍內逐步加大變形量，利用變形產生的熱量逐步升溫至380-500℃，然后加大變形量使管坯溫度快速升至720-880℃范圍內軋制成形，隨即在無氧環境下迅速冷卻至50℃以下，然后成卷后進入下一工序。本工序值得說明的是，單道次變形量達80％以上，通過調整軋制設備及配套設施的相關參數，完全可以高成功率地軋制出合格產品。而且有效降低咬入階段對設備的沖擊，并且靠快速升溫來避開600-700℃熱脆性區，使制品的品質水平得到提高；第四步，將軋制管經二聯拉和高速圓盤拉伸設備2-15道次拉伸成尺寸精度控制在0.05％以下的高精度銅合金管材；采用二聯拉和高速圓盤拉伸，中間不須退火處理，直接將軋制管進行多道次拉伸成所需規格；第五步，通過在線連續退火調整管材軟硬狀態，通過渦流探傷控制管材品質，最后利用精整、蚊香盤或矯直、切割設備制成盤管、直管或蚊香盤管，包裝后供給用戶。具體操作時，可根據產品供貨狀態，可調整為渦流探傷+精整成盤+輥底式光亮退火或不需退火處理步驟。
權利要求
1.一種精密超長銅合金管的制造方法，它包括對水平連鑄銅合金管坯進行表面機加工除雜，其特征在于將表面機加工除雜的管坯導入軋制設備，采用差溫旋軋方法使管坯從常溫靠小變形產生的熱能升溫至380-500℃，然后加大變形量使管坯溫度快速升至720-880℃范圍內軋制成形，然后在無氧環境下快速冷卻至50℃以下制成軋管，接著采用二聯拉和高速圓盤拉伸設備經多道次拉伸成成品規格，最后通過在線連續退火和渦流探傷制成盤管、直管、或蚊香盤管。
全文摘要
本發明公開了一種精密超長銅合金管的制造方法，它包括對水平連鑄銅合金管坯進行表面機加工除雜，其特征在于將表面機加工除雜的管坯導入軋制設備，采用差溫旋軋方法使管坯從常溫靠小變形產生的熱能升溫至380℃－500℃，然后加大變形量使管坯溫度快速升至720℃－880℃范圍內軋制成形，然后在無氧環境下快速冷卻至50℃以下制成軋管，接著采用二聯拉和高速圓盤拉伸設備經多道次拉伸成成品規格，最后通過在線連續退火和渦流探傷制成盤管、直管、或蚊香盤管。本發明采用一種差溫旋軋的方法，具有制造工序少、溫度易控制、產品精密度高、易于大規模生產，且生產中不易損傷設備、成本低的優點。
文檔編號B21B23/00GK1583306SQ200410010338
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月15日 優先權日2004年6月15日
發明者李長杰, 周永利, 張金利, 范震, 張習剛, 馬宗理, 郭宏林, 王智斌, 熊雙奎, 楊振勝, 龐景森, 王彥子, 時文峰, 琚現超, 張占峰 申請人:河南金龍精密銅管股份有限公司