專利名稱：一種金屬管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬管的制備方法。
技術(shù)背景金屬管材在現(xiàn)代工業(yè)、國防、民用領(lǐng)域占有重要的地位，管材作為輸送管廣泛用于輸送 油、水、氣等各種流體；作為結(jié)構(gòu)管大量用于機(jī)械制造領(lǐng)域；同時，在國防工業(yè)中用于制造 各種武器及航空航天產(chǎn)品。隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，精密、薄壁、高性能管材的需求量迅 速增長，各國都投入了大量的人力、物力、財力開發(fā)新工藝、新設(shè)備的研究，金屬管材日益 向規(guī)?；?、多品種化、專業(yè)化方向發(fā)展。
金屬管的傳統(tǒng)工藝包括以下的基本工序管坯制備、管坯加熱、穿孔、軋管、定徑、精 整等，其主要的工藝流程為鑄錠、開坯、熱穿孔、冷軋。首先，管坯制備的費用較高，有 的甚至可以達(dá)到金屬管制備成本的70%。例如，傳統(tǒng)的無縫鋼管生產(chǎn)用坯一般采用鋼錠、連 鑄方坯或軋坯，生產(chǎn)周期長，而且生產(chǎn)過程中需要多次切頭，增加了金屬消耗，提高了生產(chǎn) 成本。其次，熱穿孔是傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中的第一道變形工序，穿孔過程中容易引起管內(nèi)裂紋、 硌傷、倒板劃傷、粘金屬、外裂紋等缺陷，這些缺陷在后序的冷軋、冷拔過程中無法消除并 不斷放大，這將使產(chǎn)品質(zhì)量甚至導(dǎo)致廢品，加大了生產(chǎn)的成本。 發(fā)明內(nèi)容針對以上問題，本發(fā)明提供一種金屬管的制備方法，目的在于減少制備金屬管的工藝步 驟，降低消耗，提高產(chǎn)品合格率。 本發(fā)明的方法包括以下步驟1、 將金屬液澆注到帶有型芯的鑄型中，制備金屬管坯，管坯的壁厚由型芯的直徑和鑄 型的內(nèi)徑?jīng)Q定；2、 在常溫條件下去除金屬管坯內(nèi)的型芯，去除金屬管坯內(nèi)外表面的氧化皮。3、 在惰性氣體條件下將金屬管坯加熱至該金屬管的合金塑性變形溫度范圍內(nèi)，保溫 l~3h。4、 在保溫結(jié)束后的金屬管坯表面涂覆至少1層潤滑劑，然后進(jìn)行熱擠壓，擠壓比為2~20。5、 將擠壓后的管坯按常規(guī)方法在常溫條件下進(jìn)行.切頭、矯直、酸洗去除氧化皮，獲得 成品金屬管。6、 當(dāng)金屬管需要進(jìn)一步冷軋時，采用冷軋設(shè)備將金屬管冷軋，獲得要求壁厚和內(nèi)徑的 金屬管。上述的型芯為粘土砂芯、水玻璃砂芯或樹脂砂芯。上述的潤滑劑為玻璃粉潤滑劑或石墨潤滑劑，每層潤滑劑的用量以覆蓋金屬管坯內(nèi)外表 面為準(zhǔn)。上述的惰性氣體為氮氣或氬氣。本發(fā)明的方法采用直接鑄造開孔結(jié)構(gòu)的金屬管坯，提高了材料的利用率，省去了熱穿孔 的步驟，避免了熱穿孔造成的材料損失，簡化了金屬管材的制備過程，節(jié)約了生產(chǎn)成本，制 備的金屬管材表觀質(zhì)量高。


圖1為本發(fā)明實施例4中的金屬管成品照片圖。
具體實施方式
本發(fā)明實施例中采用的熱擠壓設(shè)備為普通工業(yè)用熱擠壓設(shè)備。 本發(fā)明實施例中采用的石墨潤滑劑和玻璃粉潤滑劑為市購產(chǎn)品。 本發(fā)明實施例中采用的樹脂砂芯、水玻璃砂芯、粘土砂芯為鑄造行業(yè)常用的型芯。 實施例1采用砂型鑄造方式制備高溫合金金屬管坯，將圓柱型粘土砂芯置于鑄型中，向鑄型中澆 注金屬熔液，冷卻后形成外徑60mm，內(nèi)徑20mm，壁厚20mm，長度200mm的開孔結(jié)構(gòu)金 屬管坯，澆注溫度為1450"C;其中金屬管坯材質(zhì)為高溫合金K418。澆注完畢后，在常溫條件下去除金屬管坯內(nèi)的粘土砂芯，然后車削去除金屬管坯內(nèi)外表 面的氧化皮。將去除氧化皮的金屬管坯置于加熱爐中，在氮氣保護(hù)條件下，將金屬管坯加熱至1140 'C，保溫3h，然后在金屬管坯內(nèi)外表面涂覆1層玻璃粉潤滑劑，采用熱擠壓設(shè)備進(jìn)行熱擠壓， 擠壓比為3;然后采用常規(guī)方法進(jìn)行切頭、矯直，酸洗去除氧化皮后獲得金屬管成品，金屬 管外徑40mm,壁厚6mm，金屬管表面光潔。 實施例2采用砂型鑄造方式制備金屬管坯，將圓柱型樹脂砂芯置于鑄型中，向鑄型中澆注金屬熔 液，冷卻后形成外徑80mm，內(nèi)徑30mm,壁厚25mm，長度200mm的開孔結(jié)構(gòu)金屬管坯， 澆注溫度為1490"C:其中金屬管坯材質(zhì)為奧氏體不銹鋼。澆注完畢后，在常溫條件下去除金屬管坯內(nèi)的樹脂砂芯，然后車削去除金屬管坯內(nèi)外表 面的氧化皮。將去除氧化皮的金屬管坯置于加熱爐中，在氮氣保護(hù)條件下，將金屬管坯加熱至1150'C，保溫3h,在金屬管坯內(nèi)外表面涂覆2層玻璃粉潤滑劑，采用熱擠壓設(shè)備進(jìn)行熱擠壓，擠 壓比為7;然后采用常規(guī)方法進(jìn)行切頭、矯直，酸洗去除氧化皮后獲得金屬管成品，金屬管 外徑40mm,壁厚6mm。 實施例3采用砂型鑄造方式制備金屬管坯，將圓柱型水玻璃砂芯置于鑄型中，向鑄型中澆注金屬 熔液，冷卻后形成外徑100mm，內(nèi)徑40mm，壁厚30mm，長度200mm的開孔結(jié)構(gòu)金屬管坯， 澆注溫度為75(TC;其中金屬管坯材質(zhì)為A356鋁合金。澆注完畢后，在常溫條件下去除金屬管坯內(nèi)的水玻璃砂芯，然后車削去除金屬管坯內(nèi)外 表面的氧化皮。 、將去除氧化皮的金屬管坯置于加熱爐中，在氮氣保護(hù)條件下，將金屬管坯加熱至250'C, 保溫lh，在金屬管坯內(nèi)外表面涂覆1層水基石墨潤滑劑，然后采用熱擠壓設(shè)備進(jìn)行熱擠壓， 擠壓比為ll，采用常規(guī)方法進(jìn)行切頭、矯直，酸洗去除氧化皮，再采用冷軋設(shè)備進(jìn)行冷軋至 外徑10mm，壁厚2mm，獲得金屬管成品。 實施例4采用砂型鑄造方式制備金屬管坯，將圓柱型樹脂砂芯置于鑄型中，向鑄型中澆注金屬熔 液，冷卻后形成外徑100mm，內(nèi)徑40mm，壁厚30mm,長度200mm的金屬管坯，澆注溫度 為700'C;其中金屬管坯材質(zhì)為AZ31鋁合金。澆注完畢后，在常溫條件下去除金屬管坯內(nèi)的樹脂砂芯，然后車削去除金屬管坯內(nèi)外表 面的氧化皮。將去除氧化皮的金屬管坯置于加熱爐中，在氬氣保護(hù)條件下，將金屬管坯加熱至350'C， 保溫lh;在金屬管坯內(nèi)外表面涂覆1層石墨潤滑劑，然后采用熱擠壓設(shè)備進(jìn)行熱擠壓，擠壓 比為4，采用常規(guī)方法進(jìn)行切頭、矯直，酸洗去除氧化皮，用冷軋設(shè)備將管坯材料冷軋，獲 得要求壁厚和內(nèi)徑的金屬管成品，如圖1所示。
權(quán)利要求
1、一種金屬管的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行(1)將金屬液澆注到帶有型芯的鑄型中，制備金屬管坯；(2)在常溫條件下去除金屬管坯內(nèi)的型芯，去除金屬管坯內(nèi)外表面的氧化皮；(3)在惰性氣體條件下將金屬管坯加熱至合金塑性變形溫度范圍內(nèi)，保溫1～3h；(4)在保溫結(jié)束后的金屬管坯表面涂覆至少1層潤滑劑，然后進(jìn)行熱擠壓，擠壓比為2～20；(5)將擠壓后的管坯進(jìn)行切頭、矯直、酸洗去除氧化皮，獲得成品金屬管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬管的制備方法，其特征在于所述的型芯為粘土砂芯、 水玻璃砂芯或樹脂砂芯。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬管的制備方法，其特征在于所述的潤滑劑為玻璃粉 潤滑劑或石墨潤滑劑。 .
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬管的制備方法，其特征在于所述的惰性氣體為氮氣或氬氣。
全文摘要
一種金屬管的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行(1)將金屬液澆注到帶有型芯的鑄型中，制備金屬管坯；(2)去除型芯和氧化皮；(3)在惰性氣體條件下加熱至合金塑性變形溫度范圍，保溫1～3h；(4)涂覆層潤滑劑，進(jìn)行熱擠壓；(5)切頭、矯直、酸洗去除氧化皮，獲得成品金屬管。本發(fā)明的方法采用直接鑄造開孔結(jié)構(gòu)的金屬管坯，提高了材料的利用率，簡化了金屬管材的制備過程，節(jié)約了生產(chǎn)成本，制備的金屬管材表觀質(zhì)量高。
文檔編號B21C37/06GK101623716SQ200910012848
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者正 劉, 楊 李, 毛萍莉, 峰 王, 賈瑩瑩 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)