一種可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及合金材料，特別是涉及一種可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管。
【背景技術】
[0002]現有的錫青銅材料為了實現易切肩性能而往往會添加鉛元素，隨著環保意識的明顯提高，含鉛元素的青銅合金已經不能滿足國內外高端市場的要求。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管，保留現有錫青銅的切肩等機械性能，同時滿足了對環保性能的要求。
[0004]為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下:
[0005]—種可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管，合金管的成分包含鋅(Zn)、錫(Sn)、硅(Si)、銅(Cu)，其中，合金管的各成分組成按重量百分比分別為:鋅(Zn):1-4.5%，錫(Zn):6-8%，硅(Si):0.5-1.5%，余量為銅(Cu)。
[0006]進一步地，合金管的各成分組成按重量百分比分別為:鋅:1.3-4.1%，錫:
6.2-7.8%，硅:0.7-1.3%，余量為銅。
[0007]進一步地，在本發明的一個優選實施例中，合金管的各成分組成按重量百分比分別為:鋅:2.8%，錫:7%，硅:1%，余量為銅。
[0008]—種上述可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管的制備方法，包含以下步驟:
[0009]步驟1:按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內，加熱完全熔化并保溫；
[0010]步驟2:用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在合金液體上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化，并保溫；
[0011]步驟3:采用斯派克直讀光譜儀對從工頻電爐內取出的樣品進行成分檢驗；
[0012]步驟4:進一步保溫，然后重新升溫到1300°C，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成空心合金管；
[0013]步驟5:擠壓前退火，用箱式退火爐對合金管進行退火處理；
[0014]步驟6:用光錠機對退火后的毛坯銅管進行表面加工，采用3000噸雙動擠壓機擠壓，得到擠壓后的合金管；
[0015]步驟7:用超聲波探傷儀對擠壓而成的合金管進行裂痕及氣孔探傷；
[0016]步驟8:用高精度車床對探傷完成后的合金管進行表面車削，以及對合金管兩端去毛刺后包裝入庫。
[0017]進一步地，步驟1中的加熱溫度為1250°C -1300°C，保溫溫度為1200°C。
[0018]進一步地，步驟2中的保溫時間為1.2-1.5小時。
[0019]進一步地，步驟4中的進一步保溫時間為40-60分鐘，振動裝置的振動頻率為1次/秒。
[0020]進一步地，步驟5中的退火溫度為150°C _180°C，退火時間為30-40分鐘。
[0021]進一步地，步驟6中的擠壓中合金錠的加熱溫度為100°C -150°C，擠壓溫度為450 °C，擠壓的速度為8mm/s。
[0022]本發明的可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管，將傳統鉛元素替換為硅元素，按照硅、錫、鋅、銅一定的成分配比，在適當的溫度下熔煉，通過連續鑄造毛坯錠，用擠壓機擠壓而生產出完全能夠取代含有鉛元素的錫青銅管材。本發明在不增加成本的情況下，不僅保留了現有錫青銅的切肩等機械性能，也滿足了對環保性能的要求。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0024]本發明提供的可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管，金管的成分包含鋅(Zn)、錫(Sn)、硅(Si)、銅(Cu)，其中，合金管的各成分組成按重量百分比分別為:鋅(Zn):1-4.5%，錫(Zn):6-8%，硅(Si):0.5-1.5%，余量為銅(Cu)。
[0025]本發明的可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管的制備方法，包含以下步驟:
[0026]步驟1:按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內，加熱到1250°C -1300°C完全fe化后保溫到1200 C。
[0027]步驟2:用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在合金液體上面覆蓋厚度為ll-13cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化，并保溫1.2-1.5小時。
[0028]步驟3:采用斯派克直讀光譜儀對從工頻電爐內取出的樣品進行三到五次成分檢驗，以確定合金液體的成分在規定范圍之內。
[0029]步驟4:進一步保溫40-60分鐘，然后重新升溫到1300°C，并開啟工頻電爐的震動裝置，震動裝置的振動頻率為1次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為?290mm、內徑為Φ 170mm、長度為500mm的空心合金管。
[0030]步驟5:擠壓前退火，用箱式退火爐對合金管進行退火處理，退火溫度為150°C _180°C，退火時間為30-40分鐘，以便于擠壓。
[0031]步驟6:用光錠機對退火后的毛坯合金管進行表面加工，加工為表面光潔直徑Φ 285mm、內徑Φ 175mm、長度500mm的空心合金管，采用3000噸雙動擠壓機擠壓:合金錠加熱溫度為100°C -150°C，擠壓溫度為450°C，擠壓速度為8mm/s ;經過多次擠壓后合金管直徑Φ270mm、公差為土 1mm，內徑Φ 190mm、公差為土 1mm。
[0032]步驟7:用超聲波探傷儀對擠壓而成的合金管進行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產品進行回爐。
[0033]步驟8:用高精度車床對探傷完成后的合金管進行表面車削，使合金管直徑Φ265mm、公差為±0.1mm，內徑Φ 195mm、公差為±0.1mm，切割為長度200mm后對合金管的兩端去毛刺并包裝入庫。
[0034]實施例一:
[0035]按質量百分比為:鋅(Zn):1%，錫(Sn):6%，硅(Si):0.5%，余量為銅(Cu)準備原料。
[0036]首先，按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內，加熱到1250°C完全熔化后保溫到 1200°C。
[0037]接著，用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在合金液體上面覆蓋厚度為11cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化，并保溫1.5小時。
[0038]接著，采用斯派克直讀光譜儀對從工頻電爐內取出的樣品進行三次成分檢驗，以確定合金液體的成分在規定范圍之內。
[0039]接著，進一步保溫60分鐘，然后重新升溫到1300°C，并開啟工頻電爐的震動裝置，震動裝置的振動頻率為1次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為Φ290mm、內徑為Φ 170mm、長度為500mm的空心合金管。
[0040]接著，擠壓前退火，用箱式退火爐對合金管進行退火處理，退火溫度為150°C，退火時間為40分鐘，以便于擠壓。
[0041]接著，用光錠機對退火后的毛坯合金管進行表面加工，加工為表面光潔直徑Φ285mm、內徑Φ 175mm、長度500mm的空心合金管，采用3000噸雙動擠壓機擠壓:合金錠加熱溫度為100°C，擠壓溫度為450°C，擠壓速度為8mm/s ;經過多次擠壓后合金管直徑Φ 270mm、公差為± 1_，內徑Φ 190mm、公差為±1_。
[0042]接著，用超聲波探傷儀對擠壓而成的合金管進行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產品進行回爐。
[0043]接著，用高精度車床對探傷完成后的合金棒進行表面車削，使合金管直徑Φ265mm、公差為±0.1mm，內徑Φ 195mm、公差為±0.1mm，切割為長度200mm后對合金管的兩端去毛刺并包裝入庫。
[0044]本發明的可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管的切削機械性能比現有的含鉛元素的錫青銅的切削機械性能提高13%，在不增加成本的情況下，能夠完全取代含鉛元素的錫青銅棒材，并且滿足了環保性能的要求。
[0045]實施例二:
[0046]按質量百分比為:鋅(Zn):1.3%，錫(Sn):6.2%，硅(Si):0.7%，余量為銅(Cu)
準備原料。
[0047]首先，按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內，加熱到1260°C完全熔化后保溫到 1200°C。
[0048]接著，用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在合金液體上面覆蓋厚度為12cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化，并保溫1.4小時。
[0049]接著，采用斯派克直讀光譜儀對從工頻電爐內取出的樣品進行四次成分檢驗，以確定合金液體的成分在規定范圍之內。
[0050]接著，進一步保溫55分鐘，然后重新升溫到1300°C，并開啟工頻電爐的震動裝置，震動裝置的振動頻率為1次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為Φ290mm、內徑為Φ 170mm、長度為500mm的空心合金管。
[0051 ] 接著，擠壓前退火，用箱式退火爐對合金管進行退火處理，退火溫度為160°C，退火時間為37分鐘，以便于擠壓。
[0052]接著，用光錠機對退火后的毛坯合金管進行表面加工，加工為表面光潔直徑Φ285πιπι、內徑Φ 175mm、長度500mm的空心合金管，采用3000噸雙動擠壓機擠壓:合金錠加熱溫度為120°C，擠壓溫度為450°C，擠壓速度為8mm/s ;經過多次擠壓后合金管直徑Φ270mm、公差為土 1mm，內徑Φ 190mm、公差為土 1mm。
[0053]接著，用超聲波探傷儀對擠壓而成的合金管進行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產品進行回爐。
[0054]接著，用高精度車床對探傷完成后的合金棒進行表面車削，使合金管直徑Φ265mm、公差為±0.1mm，內徑Φ 195mm、公差為±0.1mm，切割為長度200mm后對合金管的兩端去毛刺并包裝入庫。
[0055]本發明的可用于海洋工程的環保無鉛合金新材料合金管的切削機械性能比現有的含鉛元素的錫青銅的切削機械性能提高15%，在不增加成本的情況下，能夠完全取代含鉛元素的錫青銅棒材，并且滿足了環保性能的要求。
[0056]實施例三:
[0057]按質量百分比為