一種海洋工程用大口徑銅鎳合金管生產工藝的制作方法

本發明屬于金屬管加工技術領域，具體涉及一種大口徑銅鎳合金管的生產工藝。

背景技術：

大口徑薄壁無縫銅鎳合金管具有優異的抗海水腐蝕等有益性能而在海洋工程領域具有較好的應用前景。目前對于管徑大于324mm以上無縫薄壁銅鎳合金管的生產工藝還不完善，尤其是熱處理過程中，由于銅管管徑大剛度差，管體容易出現彎曲、橢圓等變形現象，在中間熱處理之后就需要到矯直機上進行整形，增加了工序，不僅增加了生產加工成本而且所生產出的銅管品質不佳。

銅管生產過程中熱處理是一項很重要的工序，熱處理是通過熱處理爐完成的。大口徑銅管在進入熱處理爐后，由于銅管口徑較大容易形成爐內氣壓負壓差，爐內容易出現空氣倒流的情形，銅合金管內壁先被氧化后在還原氣體氛圍中發生還原，最后在銅合金管內壁形成表層的銅箔，該過程也對銅合金管造成影響，是制約大口徑薄壁銅合金生產的重要因素之一。由于要滿足大口徑的進料要求，熱處理爐的爐膛就要設計得更大，外泄的熱能和保護氣氛更多，增加了能耗。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種海洋工程用大口徑銅鎳合金管生產工藝，管徑可達368～419mm，壁厚為3.5～5.5mm，能夠減少中間整形的次數，提高銅管的品質。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種海洋工程用大口徑銅鎳合金管生產工藝，包括如下步驟

1）熔鑄：采用半連續鑄造，制備出直徑為340mm的銅鎳合金鑄坯；

2）擠壓：將銅鎳合金鑄坯進行水封擠壓得壁厚為10～16mm、管徑為180～260mm的銅鎳合金擠壓管；

3）酸洗：去掉銅鎳合金擠壓管上的氧化皮；

4）一次拉伸：將銅鎳合金擠壓管作擴徑減壁拉伸，拉伸2～3道次，單道次擴徑比例為8～15%，道次減壁量為5～10%；

5）中間熱處理：將一次拉伸后的管坯送入熱處理爐進行中間熱處理，熱處理溫度750～880℃；

6）二次拉伸：將經過中間熱處理的銅鎳合金管再作擴徑減壁拉伸，拉伸2～3道次，獲得壁厚為4.5～8.0mm，管徑為324～419mm的銅鎳合金成品管；

7）成品熱處理：將二次拉伸后的銅鎳成品管送入熱處理爐進行成品熱處理，熱處理溫度700～850℃；

8）精整：對熱處理后的銅鎳合金成品管進行矯直、定尺。

中間熱處理和成品熱處理所采用的熱處理爐包括爐體，所述爐體的一端為進料口另一端為出料口，爐體上布置有保護氣體進氣管路和爐體爐膛保護氣氛溢流回收管路，爐體進料口前端設置有鎖氣室，所述鎖氣室和爐體相連通，銅管由所述鎖氣室再進入爐體的內腔。

優選地，所述鎖氣室也布置保護氣體進氣管路和爐體爐膛保護氣氛溢流回收管路，以便在鎖氣室內也通入保護氣體。

優選地，所述鎖氣室內設置有氣簾，避免空氣倒流進鎖氣室內部。

與現有技術相比，本發明的優點在于：提供了一種大口徑銅合金管的生產工藝，方法流程簡單，消除了大口徑銅合金管在熱處理過程中容易彎曲、橢圓的現象，同時能夠有效避免熱處理過程中空氣倒流的現象，消除大口徑銅合金管內壁形成銅箔的缺陷，提高熱處理后銅合金管的品質，確保管體強度。

本申請生產工藝能夠適用于大口徑薄壁銅管的制造，銅管的生產管徑可達368mm、419mm，壁厚為4.5～8.0mm。

附圖說明

圖1為本發明實施例中熱處理爐的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中鎖氣室的局部示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

實施例1

大口徑薄壁銅鎳合金管的制造工藝，包括如下步驟

1）熔鑄：采用半連續鑄造，制備出直徑為340mm的銅鎳合金圓鑄坯；

2）擠壓：將銅鎳合金圓鑄坯擠壓得壁厚為16mm、管徑為240mm的銅鎳合金擠壓管坯；

3）酸洗：去掉銅鎳合金擠壓管坯上的氧化皮；

4）一次拉伸：將銅鎳合金管坯作擴徑減壁拉伸，拉伸2～3道次，單道次擴徑比例介于8～15%，道次減壁量介于5～10%；

5）中間熱處理：將一次拉伸后的管坯送入熱處理爐進行中間熱處理，熱處理溫度800～850℃；

6）二次拉伸：將經中間熱處理后的銅鎳合金管坯再作擴徑減壁拉伸，拉伸2～3道次，獲得壁厚為5.5mm，管徑為368mm的銅鎳合金管坯；

7）成品熱處理：將二次拉伸后的管坯送入熱處理爐進行成品熱處理，熱處理溫度700～730℃；

8）精整：對銅鎳合金圓管進行矯直、定尺獲得大口徑薄壁銅管。

如圖1和圖2所示，本實施例中的熱處理爐包括爐體1，爐體1的一端為進料口，另一端為出料口，爐體1上布置有保護氣體進氣管路和爐體爐膛保護氣氛溢流回收管路。爐體1進料口前端設置有鎖氣室2，鎖氣室2和爐體相1連通，銅管由軌道先進入鎖氣室2再進入爐體1內腔。

鎖氣室2布置有保護氣體進氣管路和爐體爐膛保護氣氛溢流回收管路，且采用底部進氣、頂部爐體內溢出保護氣氛回收的方式。再來，鎖氣室周壁設置有保溫層2.1，從爐體1內溢出的熱能被聚集在鎖氣室2內，對銅管形成預熱作用，降低了熱能損失，提高熱利用率。鎖氣室2內設置有若干氣簾2.2，避免空氣倒流進鎖氣室內部。

熱處理爐通過在熱處理爐體前端設置鎖氣室，能夠有效避免熱處理過程中空氣倒流的現象，消除大口徑銅合金管熱處理過程中管內壁形成銅箔的缺陷，提高熱處理后銅合金管的品質，并且鎖氣室能夠對銅合金管預熱，減少銅合金管的變形，并提高熱效率。

實施例2

1）熔鑄：采用半連續鑄造，制備出直徑為340mm的銅鎳合金圓鑄坯；

2）擠壓：將銅鎳合金圓鑄坯進行水封擠壓得壁厚為10mm、管徑為260mm的銅鎳合金管坯；

3）酸洗：去掉銅鎳合金擠壓管坯上的氧化皮；

4）一次拉伸：將銅管坯作擴徑減壁拉伸，拉伸2～3道次，單道次擴徑比例介于10～15%，道次減壁量介于8～10%；

5）中間熱處理：將一次拉伸后的管坯送入熱處理爐進行中間熱處理，熱處理溫度800-850℃；

6）二次拉伸：將銅管坯再作擴徑減壁拉伸，拉伸2～3道次，獲得壁厚為3.5mm，管徑為419mm的銅合金成品管；

7）成品熱處理：將二次拉伸后的管坯送入熱處理爐進行成品熱處理，熱處理溫度750-780℃；

8）精整：對銅圓管進行矯直、定尺獲得大口徑薄壁銅管。

本實施例中間熱處理和成品熱處理均在與實施例1相同的熱處理爐中進行。

實施例3

1）熔鑄：采用半連續鑄造，制備出直徑為340mm的銅鎳合金鑄坯；

2）擠壓：將銅鎳合金鑄坯擠壓得壁厚為14mm、管徑為180mm的銅鎳合金管坯；

3）酸洗：去掉銅鎳合金管坯上的氧化皮；

4）一次拉伸：將銅鎳合金管坯作擴徑減壁拉伸，拉伸2～3道次，單道次擴徑比例介于6～12%；

5）中間熱處理：將一次拉伸后的管坯送入熱處理爐進行中間熱處理，熱處理溫度800-850℃；

6）二次拉伸：將銅鎳合金管坯再作擴徑減壁拉伸，拉伸2～3道次，獲得壁厚為5mm，管徑為324mm的銅鎳合金成品管；

7）成品熱處理：將二次拉伸后的管坯送入熱處理爐進行成品熱處理，熱處理溫度700-730℃；

8）精整：對銅圓管進行矯直、定尺獲得大口徑薄壁銅管。

本實施例中間熱處理和成品熱處理均在與實施例1相同的熱處理爐中進行。

除上述實施例外，本發明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術方案，均應落入本發明權利要求的保護范圍之內。