專利名稱：一種磁控管用銅管的制備工藝的制作方法
技術領域：
一種磁控管用銅管的制備工藝屬于有色金屬加工技術領域，屬于微波加熱設備的心臟部件磁控管用銅加工產品材料。
背景技術：
近年來隨著人們生活水平的不斷提高，微波爐正逐漸走入千家萬戶，微波爐的心臟部件是磁控管，磁控管中使用的銅管材，目前國內年需求量高達3000噸左右，但絕大部分都依賴進口。
磁控管所使用的銅管材，是一種技術含量要求極高的高純無氧銅管，根據產品的適用性，磁控管用銅管的關鍵特性及成分要求有1.特性材質，尺寸公差，性能，表面質量；2.其化學成分要求Cu≥99.99％、O≤0.000 5％、P≤0.0006％、S≤0.0015％、Fe≤0.0010％，并且不允許晶界處有因氫氣泡引起的氫脆或晶界分離現象。
尺寸允許偏差見表1表1 磁控管尺寸允許偏差mm
注根據壁厚不均度測算偏心率要求3.4 8～4.7％以內(國標普通管材偏心率8～10％)。
性能力學性能見表2表2 磁控管力學性能
產品表面無銹斑、劃傷、凹陷、油污等缺陷。
目前國內生產的銅管由于O含量不能保證≤0.0005％，氧含量過高造成在晶界處出現因氫氣泡引起氫脆或晶界分離現象；另外還由于P、Fe等雜質過高造成銅管在磁控管使用中發熱以及產品尺寸偏差過大對用戶最終裝機后的整機性能產生影響等缺陷。
發明內容
為了克服上述缺陷及增強本國工業及節約大量外匯，基于自己的工業基礎，研發出一種磁控管所用的銅加工管材。本發明主要解決現有生產銅管氧含量過高造成在晶界處出現因氫氣泡引起氫脆或晶界分離現象，本發明采用的工藝流程方法如下配料→熔煉→轉爐→脫氧→鑄造→檢測→加熱→擠壓→軋管→拉伸→扒皮→拉伸→精整→檢查入庫。
配料本技術方案選用優質原料即采用切除四邊的高純陰極銅作為配料進行雜質含量控制，并采用預熱裝置對其進行預熱干燥，消除配料上的水分，預熱溫度250～400℃，另外通入氮氣進行保護。
熔煉本技術方案采用熔煉爐進行熔煉。熔煉中通入氮氣或采用惰性氣體進行保護，熔煉溫度1170～1200℃；熔煉過程中為了減少因覆蓋吸潮對氧含量控制的影響，采用顆粒石墨或鍛燒木炭或煙灰進行溶液表面覆蓋，起到保溫、脫氧和隔絕空氣作用，防止氧的二次進入，覆蓋厚度100～200mm。
轉爐本技術方案采用將熔煉好的銅液轉入保溫爐進行保溫，為了使爐內形成還原性氣氛，本技術方案采用惰性氣體進行保護，排除保溫爐內的空氣，控制氧含量；為了減少因覆蓋吸潮對氧含量控制的影響，采用顆粒石墨或鍛燒木炭或煙灰進行溶液表面覆蓋，起到保溫、脫氧和隔絕空氣作用，有效防止二次氧的進入；覆蓋厚度150～250mm；轉爐溫度1130～1165℃；并采用對溶體進行靜置方法，增加擴散脫氧的靜置時間，達到擴散脫氧效果，靜置時間30～60min。
脫氧為了控制氧含量本技術方案在保溫爐內采用加入0.0002％P進行脫氧，P以Cu-P中間合金方式加入，確保鑄造的鑄錠中的含氧量0≤0.0005％；中間合金采用隔爐加入的方式減少雜質中P的含量。
鑄造本技術方案中的鑄造采用半連續振動進行鑄錠及對結晶器采用通水進行冷卻，有利于實現自下而上的方向性凝固，有利于排氣及有效防止鑄造過程中進氧，鑄造溫度1150～1170℃，鑄造速度70～135mm/min，結晶器的冷卻水壓20～80KPa。
檢測從鑄錠底部和澆口處取樣進行檢測，為了保證氧含量取樣的代表性，采用從底部500mm以上處扒皮取樣、澆口100mm以上處扒皮取樣，進行檢測。
加熱本技術方案采用加熱爐對鑄錠進行加熱，加熱溫度720～900℃，并采用N2氣體進行保護或N2+0.1～2％H2的氣體進行保護。
擠壓為了保證偏差要求，本技術方案采用擠壓機對加熱的鑄錠進行水封擠壓成管坯；管坯平均壁厚偏差控制±0.6mm，壁厚偏心率控制范圍≤7％。
軋管為了保證偏差要求，本技術方案采用軋管機對管坯進行軋制并對軋制后的管坯內表面進行鋸屑清除；管坯平均壁厚±0.15mm，壁厚偏心率0～5％。
拉伸本技術方案采用拉伸機對軋制后的管坯進行拉伸或多道次拉伸，拉伸加工率1.15～1.45；配套拉伸加工使用的拉模尺寸Φ1±0.01mm，游動芯頭尺寸小頭Φ2±0.01mm、大頭Φ3±0.05mm。
扒皮本技術方案采用扒皮模對拉伸后的管坯進行扒皮或多次扒皮加工，消除管坯表面缺陷，扒皮加工量0.1～0.2mm。
拉伸本技術方案采用對扒皮后的管坯再次進行拉伸；此項工序為多道次拉伸，但最后一次拉伸為成品拉伸加工；前面的拉伸加工率1.15～1.45，成品拉伸加工率1.25～1.45；配套拉伸加工使用的拉模尺寸Φ1±0.01mm，游動芯頭尺寸小頭Φ2±0.01mm、大頭Φ3±0.05mm。
精整采用矯直機對管材進行矯直，并采用鋸床切頭、尾。
檢查入庫按合同要求進行檢測合格后入庫。
由于采用了如上所述技術方案，本發明具有如下積極效果采用本技術方案制備出的磁控管用銅管材，其化學成分達到Cu≥99.99％、O≤0.0005％、P≤0.0006％、S≤0.0015％、Fe≤0.0010％，并且晶界處無因氫氣泡引起的氫脆或晶界分離現象；力學性能及尺寸偏差均能滿足用戶要求；替代進口為國家節約大量外匯。
圖1為一種磁控管用銅管的制備工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述實施例1磁控管用銅管Φ39±0.05×34.7±0.05mm1)配料選用切除四邊的高純陰極銅作為配料并采用預熱裝置對其進行預熱干燥，預熱溫度250℃，并通入氮氣進行保護。
2)熔煉采用熔煉爐進行熔煉。熔煉中采用惰性氣體進行保護，熔煉溫度1170℃；熔煉過程中為了減少因覆蓋吸潮對氧含量控制的影響，采用鍛燒木炭進行溶液表面覆蓋，起到保溫、脫氧和隔絕空氣作用，避免氧的二次進入，覆蓋厚度100mm。
3)轉爐將熔煉好的銅液轉入保溫爐進行保溫，為了使爐內形成還原性氣氛，采用惰性氣體進行保護，排除保溫爐內的空氣，控制氧含量；為了減少因覆蓋吸潮對氧含量控制的影響，采用顆粒石墨進行溶液表面覆蓋，起到保溫、脫氧和隔絕空氣作用，覆蓋厚度150mm；轉爐溫度1130℃；并采用對溶體進行靜置方法，達到擴散脫氧效果，靜置時間30min。
4)脫氧在保溫爐內采用加入0.0002％P進行脫氧，P以Cu-P中間合金方式加入，確保鑄造的鑄錠中的含氧量0≤0.0005％；中間合金采用隔爐加入的方式。
5)鑄造鑄錠采用半連續振動進行鑄造及對結晶器采用通水進行冷卻；有利于實現自下而上的方向性凝固，有利于排氣及有效防止鑄造過程中進氧，鑄造溫度1150℃，鑄造速度70mm/min，結晶器的冷卻水壓20KPa。
6)檢測從鑄錠底部和澆口取樣進行檢測，為了保證氧含量取樣的代表性，采用從底部500mm以上處扒皮取樣、澆口100mm以上處扒皮取樣，進行檢測。
7)加熱采用加熱爐對鑄錠進行加熱，加熱溫度720℃，并采用N2氣體進行保護。
8)擠壓采用擠壓機對加熱的鑄錠進行水封擠壓成管坯；管坯平均壁厚偏差控制±0.6mm，壁厚偏心率控制范圍≤7％。
9)軋管采用軋管機對管坯進行軋制并對軋后的管坯內表面進行鋸屑清除；控制管坯的尺寸公差，管坯平均壁厚±0.15mm，壁厚偏心率0～5％。
10)拉伸采用拉伸機對軋制后的管坯進行多道次拉伸，拉伸加工率1.15～1.45；配套拉伸加工使用的拉模尺寸Φ1±0.01mm，游動芯頭尺寸小頭Φ2±0.01mm、大頭Φ3±0.05mm。
11)扒皮采用扒皮模對拉伸后的管坯進行扒皮加工消除管坯表面缺陷，扒皮加工量0.1mm。
12)拉伸對扒皮后的管坯再次進行拉伸；此項工序為多道次拉伸，但最后一次拉伸為成品拉伸加工；前面的拉伸加工率1.15～1.45，成品拉伸加工率1.25；配套拉伸加工使用的拉模尺寸Φ39±0.01mm，游動芯頭尺寸小頭Φ34.7±0.01mm、大頭Φ38±0.04mm。
13)精整采用矯直機對管材進行矯直，并采用鋸床切頭、尾。
14)檢查入庫按合同要求進行檢測合格后入庫。
實施例2磁控管用銅管Φ39±0.05×35±0.04mm1)配料選用切除四邊的高純陰極銅作為配料并采用預熱裝置對其進行預熱干燥，預熱溫度400℃，并通入氮氣進行保護。
2)熔煉采用熔煉爐進行熔煉。熔煉中采用惰性氣體進行保護，熔煉溫度1200℃；熔煉過程中為了減少因覆蓋吸潮對氧含量控制的影響，采用煙灰進行溶液表面覆蓋，起到保溫、脫氧和隔絕空氣作用，覆蓋厚度200mm。
3)轉爐將熔煉好的銅液轉入保溫爐進行保溫，為了使爐內形成還原性氣氛，采用惰性氣體進行保護，排除保溫爐內的空氣，控制氧含量；為了減少因覆蓋吸潮對氧含量控制的影響，采用煙灰進行溶液表面覆蓋，起到保溫、脫氧和隔絕空氣作用，覆蓋厚度250mm；轉爐溫度1140℃；并采用對溶體進行靜置方法，達到擴散脫氧效果，靜置時間60min。
4)脫氧在保溫爐內采用加入0.0002％P進行脫氧，P以Cu-P中間合金方式加入，確保鑄造的鑄錠中的含氧量0≤0.0005％；中間合金采用隔爐加入的方式。
5)鑄造鑄錠采用半連續振動進行鑄造及對結晶器采用通水進行冷卻；有利于實現自下而上的方向性凝固，有利于排氣及有效防止鑄造過程中進氧，鑄造溫度1170℃，鑄造速度135mm/min，結晶器的冷卻水壓80KPa。
6)檢測從鑄錠底部和澆口取樣進行檢測，為了保證氧含量取樣的代表性，采用從底部500mm以上處扒皮取樣、澆口100mm以上處扒皮取樣，進行檢測。
7)加熱采用加熱爐對鑄錠進行加熱，加熱溫度900℃，并采用N2+0.1～0.2％H2的氣體進行保護。
8)擠壓采用擠壓機對加熱的鑄錠進行水封擠壓成管坯；管坯平均壁厚偏差控制±0.6mm，壁厚偏心率控制范圍≤7％。
9)軋管采用軋管機對管坯進行軋制并對軋后的管坯內表面進行鋸屑清除；控制管坯的尺寸公差，管坯平均壁厚±0.15mm，壁厚偏心率0～5％。
10)拉伸采用拉伸機對軋制后的管坯進行多道次拉伸，拉伸加工率1.15～1.45；配套拉伸加工使用的拉模尺寸Φ1±0.01mm，游動芯頭尺寸小頭Φ2±0.01mm、大頭Φ3±0.05mm。
11)扒皮采用扒皮模對拉伸后的管坯進行2次扒皮加工，消除管坯表面缺陷，每次扒皮加工量0.1mm。
12)拉伸對扒皮后的管坯再次進行拉伸；此項工序為多道次拉伸，但最后一次拉伸為成品拉伸加工；前面的拉伸加工率1.15～1.45，成品拉伸加工率1.45；配套拉伸加工使用的拉模尺寸Φ39±0.01mm，游動芯頭尺寸小頭Φ35.02±0.01mm、大頭Φ38±0.04mm。
13)精整采用矯直機對管材進行矯直，并采用鋸床切頭、尾。
14)檢查入庫按合同要求進行檢測合格后入庫。
權利要求
1.一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是其制備如下工藝步驟配料→熔煉→轉爐→脫氧→鑄造→檢測→加熱→擠壓→軋管→拉伸→扒皮→拉伸→精整→檢查入庫；制備出的磁控管用銅管，其化學成分達到Cu≥99.99％、O≤0.0005％、P≤0.0006％、S≤0.0015％、Fe≤0.0010％，并且晶界處無因氫氣泡引起的氫脆或晶界分離現象；力學性能及尺寸偏差均能滿足用戶要求。
2.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是配料選用切除四邊的高純陰極銅作為配料并采用預熱裝置對其進行預熱干燥，預熱溫度250～400℃，并通入氮氣進行保護。
3.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是熔煉采用熔煉爐進行熔煉；熔煉中通入氮氣或采用惰性氣體進行保護，熔煉溫度1170～1200℃；熔煉過程中為了減少因覆蓋吸潮對氧含量控制的影響，采用顆粒石墨或鍛燒木炭或煙灰進行溶液表面覆蓋，起到保溫、脫氧和隔絕空氣作用，覆蓋厚度100～200mm。
4.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是轉爐將熔煉好的銅液轉入保溫爐進行保溫，為了使爐內形成還原性氣氛，采用惰性氣體進行保護，排除保溫爐內的空氣，控制氧含量；為了減少因覆蓋吸潮對氧含量控制的影響，采用顆粒石墨或鍛燒木炭或煙灰進行溶液表面覆蓋，起到保溫、脫氧和隔絕空氣作用，覆蓋厚度150～250mm；轉爐溫度1130～1165℃；并采用對溶體進行靜置方法，達到擴散脫氧效果，靜置時間30～60min。
5.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是脫氧在保溫爐內采用加入0.0002％P進行脫氧，P以Cu-P中間合金方式加入，確保鑄造的鑄錠中的含氧量O≤0.0005％；中間合金采用隔爐加入的方式。
6.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是鑄造鑄錠采用半連續振動進行鑄造及對結晶器采用通水進行冷卻，有利于實現自下而上的方向性凝固，有利于排氣及有效防止鑄造過程中進氧，鑄造溫度1150～1170℃，鑄造速度70～135mm/min，結晶器的冷卻水壓20～80KPa。
7.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是加熱采用加熱爐對鑄錠進行加熱，加熱溫度720～900℃，并采用N2氣體進行保護或N2+0.1～2％H2的氣體進行保護。
8.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是拉伸采用拉伸機對軋制后的管坯進行拉伸或多道次拉伸，拉伸加工率1.15～1.45；配套拉伸加工使用的拉模尺寸Φ1±0.01mm，游動芯頭尺寸小頭Φ2±0.01mm、大頭Φ3±0.05mm。
9.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是扒皮采用扒皮模對拉伸后的管坯進行扒皮加工或多次扒皮加工，消除管坯表面缺陷；扒皮加工量0.1～0.2mm。
10.根據權利要求1所述的一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是拉伸對扒皮后的管坯再次進行拉伸；此項工序為多道次拉伸，但最后一次拉伸為成品拉伸加工；前面的拉伸加工率1.15～1.45，成品拉伸加工率1.25～1.45；配套拉伸加工使用的拉模尺寸Φ1±0.01mm，游動芯頭尺寸小頭Φ2±0.01mm、大頭Φ3±0.05mm。
全文摘要
一種磁控管用銅管的制備工藝，其特征是其制備工藝步驟如下配料→熔煉→轉爐→脫氧→鑄造→檢測→加熱→擠壓→軋管→拉伸→扒皮→拉伸→精整→檢查入庫；制備出的磁控管用銅管的化學成分達到Cu≥99.99％、O≤0.0005％、P≤0.0006％、S≤0.0015％、Fe≤0.0010％，并且晶界處無因氫氣泡引起的氫脆或晶界分離現象；力學性能及尺寸偏差均能滿足用戶要求，完全可以替代進口材料，該工藝具有很強的使用價值。
文檔編號B21C1/16GK101070568SQ20071005457
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月18日 優先權日2007年6月18日
發明者郭慧穩, 游金閣, 盧燕, 董亞政, 劉富良, 王華星, 李建濤, 曹利, 朱迎利, 費波, 李永強, 雷雨, 王保國, 王慶彥, 王聯軍 申請人:中鋁洛陽銅業有限公司