專利名稱：一種銅及銅合金管材制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域金屬加工領(lǐng)域，尤其涉及一種銅及銅合金管材的制備方法。
背景技術(shù)：
長度超過6m、直徑超過Φ219πιπι的超大、超長或超厚銅合金管材是潛艇艦船、海洋工程領(lǐng)域應(yīng)用極廣、市場極度稀缺的高端銅合金管。現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝流程圖可參見圖1。 現(xiàn)有生產(chǎn)工藝具有以下缺點(diǎn)一是受銅擠壓機(jī)裝備水平的限制，傳統(tǒng)擠壓機(jī)管材最大開坯能力為Φ250πιπι左右，所擠壓出的管坯長度一般不超過:3m。二是傳統(tǒng)穿孔擠壓技術(shù)將錠坯心部的坯料全部擠出，對擠制大規(guī)格空心薄壁管坯而言，僅穿孔工藝損失擠壓工序成材率 57. 76%(以250mm鑄錠擠壓Φ210Χ IOmm管坯為例)。三是傳統(tǒng)的擠壓工藝不能對大規(guī)格擠壓制品進(jìn)行有效的防氧化防護(hù)，擠壓后的制品需要進(jìn)行酸洗處理，造成金屬損失。四是傳統(tǒng)拉伸制頭是采用液壓碾頭法，每次碾頭長度均在坯料直徑兩倍左右，以直徑為Φ210πιπι的管坯為例，一次制頭長度為420mm，相當(dāng)于損失成材率14%。管坯一般需要經(jīng)過3-4道次的反復(fù)制頭-拉伸-切頭，僅制頭工藝損失成材率30-40%，最終制品長度往往只有3-細(xì)長。且管坯的規(guī)格越大，制頭損失越大，最終制品長度越短，無法生產(chǎn)市場極其稀缺的、長度達(dá)到 6_9m的超大銅合金管材。五是超大、超長或超厚銅合金管材要經(jīng)過反復(fù)制頭、拉伸、酸洗、退火，生產(chǎn)工藝流程長、成材率低、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種銅合金管材特別是長度達(dá)到6m-9m、直徑達(dá)到Φ 219-Φ424mmmm的超大、超長或超厚銅合金管材的制備方法。該制備方法能大大縮短工藝流程、降低生產(chǎn)成本、更好地滿足超大超長銅合金管材的市場需求。上述目的是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的
一種銅及銅合金管材制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟
(a)將鑄錠加熱后進(jìn)行一次正向擠壓；
(b)將步驟(a)得到的管坯進(jìn)行二次反向擠壓；
(c)將步驟(c)得到的管坯進(jìn)行預(yù)矯直后進(jìn)行多道次拉伸處理。根據(jù)上述制備方法，其特征在于，所述步驟(C)中的拉伸處理為擴(kuò)徑拉伸，并且使用內(nèi)部安裝有襯芯的夾鉗進(jìn)行免制頭拉伸。根據(jù)上述制備方法，其特征在于，所述步驟(C)中的拉伸處理為縮徑拉伸，并且使用內(nèi)部安裝有襯芯的夾鉗進(jìn)行免制頭拉伸。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用長徑比小于1.0的實(shí)心鑄錠為坯料，經(jīng)過反向和正向兩次擠壓后，得到超大、超長或超厚的二次擠壓管坯料。采用特殊的制頭方法對擠制管坯料進(jìn)行免制頭拉伸，與傳統(tǒng)制頭-拉伸工藝相比，可以縮短制頭周期，提高工效，減少制頭損失60-70 從而可以生產(chǎn)出長度達(dá)到6m-9m、直徑達(dá)到Φ219-Φ4Μπιπ ι的超大、超長或超厚的銅及銅合金管。本發(fā)明可以降低擠壓過程的穿孔損失100%、壓余損失45%左右，可以降低拉伸-制頭過程中的材料損失80%。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的工藝流程圖2-圖6是本發(fā)明的制備方法中二次擠壓示意圖； 圖7、圖8是本發(fā)明的制備方法中免制頭擴(kuò)徑拉伸示意圖； 圖9、圖10是本發(fā)明的制備方法中免制頭縮徑拉伸示意圖； 圖11是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的工藝流程圖； 圖12是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的工藝流程圖； 圖13是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的工藝流程圖； 圖14是本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的銅及銅合金管材制備方法包括以下步驟(a)將鑄錠加熱后進(jìn)行一次正向擠壓；(b)將步驟(a)得到的管坯進(jìn)行二次反向擠壓；(c)將步驟(c)得到的管坯進(jìn)行預(yù)矯直后進(jìn)行多道次拉伸處理。參照圖2-圖6對步驟(a)的一次正向擠壓進(jìn)行描述
圖中顯示，當(dāng)短鑄錠3置放于由擠壓筒1和堵板2組成的空間內(nèi)后，擠壓裝置的主傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)反向擠壓桿4、擠壓墊5向右運(yùn)動(dòng)，并穿透短鑄錠3形成一次擠壓管坯料3a，圖4顯示擠壓裝置完成一次反向擠壓過程。擠壓裝置完成一次反向擠壓過程后，堵板工位移開，裝有擠壓模7的移動(dòng)模架移至工作工位，見圖5。隨后，擠壓裝置的主傳動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)正向擠壓桿6和反向擠壓桿4、擠壓墊5向右移動(dòng)，此時(shí)，正向擠壓桿起到傳遞主擠壓力的作用， 擠壓模起到對二次擠壓管坯料進(jìn)行定徑的作用，反向擠壓桿對二次擠壓管坯料的內(nèi)徑起到定徑的作用，圖6為擠壓裝置進(jìn)行二次正向擠壓過程。步驟(C)中的拉伸處理可以是擴(kuò)徑或縮徑處理。參見圖7和圖8，其示出了擴(kuò)徑拉伸的過程擴(kuò)徑拉拔裝置包括芯桿9，安裝在芯桿 9前端的推管器8及擴(kuò)徑芯頭11，擴(kuò)徑芯頭11后端的拉拔模具12。在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下， 推管器8可在芯桿9上滑動(dòng)。擴(kuò)徑芯頭11固定安裝在芯桿9的拉拔端，而且擴(kuò)徑芯頭11 與芯桿9通過卡口固定連接。制頭裝置包括夾鉗13和設(shè)置在夾鉗13內(nèi)的襯芯14，且夾鉗 13和襯芯14形成一個(gè)環(huán)形的空腔，該空腔與拉拔后的管坯相適配。工作時(shí)，先將管坯10安裝在芯桿9上，將擴(kuò)徑芯頭11安裝在芯桿9的后端；芯桿9的前端安裝在推管器8的中心孔內(nèi)。在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，推管器8將管坯10強(qiáng)行推入擴(kuò)徑模具12進(jìn)行擴(kuò)徑；擴(kuò)徑后的管坯在制頭裝置的作用下進(jìn)行在線制頭和拉伸，完成擴(kuò)徑拉拔過程。參見圖9和圖10，其示出了縮徑拉伸處理的過程沿拉拔方向依次同軸設(shè)置有推管器8、芯桿9、拉拔模具15、環(huán)形夾料裝置16和可伸縮襯芯17。管坯10在推管器8的作用下，可在芯桿9上滑動(dòng)。環(huán)形夾料裝置16和襯芯17之間形成的環(huán)形空腔與待拉拔的管材相適配，保證咬料時(shí)管坯頭部不變形。參見圖10，超大、超長或者超厚銅及銅合金管材在進(jìn)行免制頭拉拔時(shí)，在驅(qū)動(dòng)裝置作用下，推管器8沿芯桿9運(yùn)動(dòng)，管坯10在推管器8的作用下強(qiáng)行推入拉拔模具15，利用拉拔模具15直接成型；當(dāng)管材從模具15成型伸出后在環(huán)形夾料裝置16的作用下進(jìn)行夾頭、拉伸；環(huán)形夾料裝置內(nèi)部的襯芯17保證了夾頭仍為空心， 而且不夾扁。實(shí)施例1
圖11是生產(chǎn)Τ2Φ219Χ3_Ι1Π1的銅管材的工藝流程圖。該工藝采用直徑為Φ310πιπι的 Τ2鑄錠，經(jīng)過感應(yīng)加熱、鑄錠經(jīng)過一次反向擠壓得到規(guī)格為Φ320 X 45 X 800mm—次擠壓管坯、一次擠壓管坯經(jīng)過二次正向水封擠壓，得到規(guī)格為i^42mmX6mm的二次擠壓管坯，管坯經(jīng)過預(yù)矯直，在1000KN的液壓拉伸機(jī)進(jìn)行三道次免制頭拉伸至成品尺寸，再經(jīng)過矯直、 探傷、檢驗(yàn)、裁切、去毛刺和管內(nèi)吹掃、管材清洗、成品光亮退火和性能檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品包裝入庫。實(shí)施例2
圖12是生產(chǎn)ΒΡΘ10-1-1Φ324Χ4πιπι合金管材的工藝流程圖。該工藝采用直徑為Φ440mmB!^ 10-1-1合金的鑄錠，經(jīng)過感應(yīng)加熱、鑄錠經(jīng)過一次反向擠壓得到規(guī)格為 Φ450Χ45Χ820πιπι—次擠壓管坯、一次擠壓管坯經(jīng)過二次正向水封擠壓，得到規(guī)格為 Φ400 X IOmm的二次擠壓管坯，管坯經(jīng)過預(yù)矯直，在3000ΚΝ的液壓拉伸機(jī)進(jìn)行五道次免制頭拉伸至成品尺寸，再經(jīng)過矯直、探傷、檢驗(yàn)、裁切、去毛刺和管內(nèi)吹掃、管材清洗、成品光亮退火和性能檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品包裝入庫。實(shí)施例3
圖13是生產(chǎn)Bi^lO-I-I Φ419Χ4πιπ ι的銅合金管材的工藝流程圖，其采用了擴(kuò)徑和免制頭復(fù)合拉伸工藝。該工藝采用直徑為Φ440πιπιΒ ^10-1-1合金的鑄錠，經(jīng)過感應(yīng)加熱、鑄錠經(jīng)過一次反向擠壓得到規(guī)格為Φ450Χ45Χ800πιπι—次擠壓管坯、一次擠壓管坯經(jīng)過二次正向水封擠壓，得到規(guī)格為Φ400 X IOmm的二次擠壓管坯，管坯經(jīng)過預(yù)矯直，在3000ΚΝ的液壓拉伸機(jī)進(jìn)行四道次擴(kuò)徑拉伸和兩道次的免制頭拉伸至成品尺寸，再經(jīng)過矯直、探傷、檢驗(yàn)、裁切、去毛刺和管內(nèi)吹掃、管材清洗、成品光亮退火和性能檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品包裝入庫。實(shí)施例4
圖14是生產(chǎn)Bi^lO-I-I Φ 424 X 4mmmm的銅合金管材的工藝流程圖，其采用擴(kuò)徑和免制頭復(fù)合拉伸工藝。該工藝采用直徑為Φ440πιπι、長度為285mm的Bi^eIO-I-I合金鑄錠，經(jīng)過感應(yīng)加熱、鑄錠經(jīng)過一次反向擠壓得到規(guī)格為Φ450 X 45 X 750mm 一次擠壓管坯、一次擠壓管坯經(jīng)過二次正向水封擠壓，得到規(guī)格為Φ400Χ10πιπι的二次擠壓管坯，管坯經(jīng)過預(yù)矯直， 在3000ΚΝ的液壓拉伸機(jī)進(jìn)行四道次擴(kuò)徑拉伸和兩道次的免制頭拉伸至成品尺寸，再經(jīng)過矯直、探傷、檢驗(yàn)、裁切、去毛刺和管內(nèi)吹掃、管材清洗、成品光亮退火和性能檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品包裝入庫。
權(quán)利要求
1.一種銅及銅合金管材制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟 (a)將鑄錠加熱后進(jìn)行一次正向擠壓；(b)將步驟(a)得到的管坯進(jìn)行二次反向擠壓；(c)將步驟(c)得到的管坯進(jìn)行預(yù)矯直后進(jìn)行多道次拉伸處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)中的拉伸處理為擴(kuò)徑拉伸，并且使用內(nèi)部安裝有襯芯的夾鉗進(jìn)行免制頭拉伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)中的拉伸處理為縮徑拉伸，并且使用內(nèi)部安裝有襯芯的夾鉗進(jìn)行免制頭拉伸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅及銅合金管材制備方法，其包括以下步驟(a)將鑄錠加熱后進(jìn)行一次正向擠壓；(b)將步驟(a)得到的管坯進(jìn)行二次反向擠壓；(c)將步驟(b)得到的管坯進(jìn)行預(yù)矯直后進(jìn)行多道次拉伸處理。本發(fā)明采用長徑比小于1.0的實(shí)心鑄錠為坯料，經(jīng)過反向和正向兩次擠壓后，得到超大、超長或超厚的二次擠壓管坯料。采用特殊的制頭方法對擠制管坯料進(jìn)行免制頭拉伸，與傳統(tǒng)制頭-拉伸工藝相比，可以縮短制頭周期，提高工效，減少制頭損失60-70%,從而可以生產(chǎn)出長度達(dá)到6m-9m、直徑達(dá)到Ф219-Ф424mmmm的超大、超長或超厚的銅及銅合金管。
文檔編號B21C37/06GK102240696SQ20111012867
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者溫玉黨, 蘇玉長, 賀永東, 趙多平 申請人:金川集團(tuán)有限公司