CN100469517C - 铜镍合金无缝铜管的制备方法 - Google Patents

铜镍合金无缝铜管的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铜镍合金无缝铜管的制备方法，所述铜管材料中含铜92.9～93.6%，含镍6.4～7.1%。制备方法：按配比取电解铜和电解镍，置于低频电炉中，加热至1320～1340℃，铸成φ80×230mm实心坯锭；将实心坯锭加热至650～750℃进行热穿孔；将穿孔后的坯锭车光外表面；将光坯加热至650～750℃，进行挤压成毛坯管；将毛坯管进行拉伸、刨皮后进行冷轧；将冷轧、退火后的毛管坯进行多道位伸到成品尺寸；校直、定尺、清洗后逐支进行涡流探伤；成品退火，成品检验后包装入库。本发明材料中镍含量在6.4～7.1%，因此比高镍白铜成本低。因为镍含量低，具有比高镍白铜好的加工性能，又因为含镍元素，耐腐蚀性能比黄铜管好。综上所述，本发明的耐腐蚀性能和加工性能良好，成本较低。

Description

铜镍合金无缝铜管的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铜镍合金无缝铜管的制备方法。主要应用于电站、船舶、制冷等行业的热交换器作换热管。
背景技术
目前，随着电站、船舶、制冷行业的发展，需要寻找一种成本较低、耐腐蚀性能和加工性能良好的换热管材料。原来使用的换热管多为黄铜管、高镍白铜管或紫铜管。但黄铜管，高镍白铜管和紫铜管都有其不足，现分述如下：
1、黄铜管：黄铜管成本比较低，但是耐腐蚀性能及加工性能没有白铜管好，一般三年左右便要维修更换一批。电站、船舶停产停航维修成本大，制冷停机维修影响大。
2、高镍白铜管：耐腐蚀性能较好，但镍含量高，材料成本大，加工性能较差。随着有色金属材料价格大幅上升。电站，船舶，尤其是制冷行业对成本增加难以承受。
3、紫铜管：加工性能比较好，但是耐腐蚀性能比较差。
因此需要一种成本相对较低，耐腐蚀寿命和加工性能优良的取代材料。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种耐腐蚀性能、加工性能优良，成本较低的铜镍合金无缝铜管的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种铜镍合金无缝铜管的制备方法，其特征在于：所述铜管材料中含铜92.9～93.6％，含镍6.4～7.1％，其制备方法包括以下工艺步骤：
——按配比取电解铜和电解镍，置于低频电炉中，加热至1320～1340℃，铸成φ80×230mm实心坯锭；
——将实心坯锭加热至650～750℃进行热穿孔；
——将穿孔后的坯锭车光外表面；
——将光坯加热至650～750℃，进行挤压成毛坯管；
——将毛坯管先拉伸到φ38×3.9mm，再拉伸到φ36×3.6mm，然后进行中间退火，退火温度780℃±5℃，退火速度280mm±10mm/分钟；将退火后的毛坯管进行刨皮，除去退火的氧化层，刨皮后的尺寸为φ35.6×3.5mm，将刨皮后的毛坯管到轧机进行冷轧，轧机速度100～120mm/分钟，送进量4～6mm/次，冷轧后的毛坯管尺寸为φ25×1.5mm，冷轧后的毛坯管在光亮炉中进行退火，退火温度为780℃±5℃，速度为280mm±10mm/分钟；
——将冷轧、退火后的毛坯管先拉伸到φ22×1.2mm，再拉伸到φ19×1mm，即为成品尺寸；
——校直、定尺、清洗后逐支进行涡流探伤；
——成品退火，成品检验后包装入库，M(软态)状态退火温度为770℃±5℃，速度为200mm±10mm/分钟，Y2(半硬态)状态退火温度为690℃±5℃，速度为300mm±10mm/分钟。
本发明具有如下特点：
1、熔炼铸造：用熔炼振动连铸，保证坯锭结晶的均匀性。众所周知，镍的熔点比铜的熔点要高，为了保证坯锭结晶的均匀性，采用振动连铸的方式，可以大大改善坯锭结晶的均匀性。
2、冷轧：冷轧时的塑性变形是由金属内部滑移而产生的。这样的变形条件就能够充分的利用金属的塑性。使得在不破坏金属完整性的情况下得到大的变形量。而且，经过冷轧的大变形量的加工，金属内部组织更加致密，这对于需要对镍白铜管进一步的加工材料，列如高效轧齿管的加工性能可以大的提高。
3、拉伸：由于本发明材料中镍含量比较低，因此具有良好的塑性变形性能。这对拉伸的变形系数的提高有较大的作用，延伸系数可控制在1.2～1.4，根据这一延伸系数范围可制定合理的加工道次以及合理的配模工艺，铜管拉伸合理配模关键问题是优化拉伸模具模孔区的结构尺寸。
4、探伤：由于镍白铜管对涡流探伤的参数设定要求比黄铜管的要求相对比较高，因此选择合适的增益，相位，滤波，频率就是探伤质量的关键。
本发明材料中镍含量在6.4～7.1％，因此比高镍白铜成本低。因为镍含量低，具有比高镍白铜好的加工性能，又因为含镍元素，耐腐蚀性能比黄铜管好。综上所述，本发明的耐腐蚀性能和加工性能良好，成本较低。
具体实施方式
本发明为一种铜镍合金无缝铜管及其制备方法。材料采用电解铜和电解镍制造，铜含量92.9～93.6％，镍含量6.4～7.1％。具体制备方法如下：
1、熔铸铜镍成坯锭：取电解铜465kg、电解镍35kg，置于低频电炉中，加热至1320～1340℃，铸成φ80×230mm实心坯锭。
2、穿孔：将实心坯锭加热至650～750℃，在80t穿孔机中进行穿孔。
3、光坯：将穿孔坯锭在光坯车床上加工，车光外表面的氧化层，制成光坯。
4、挤压：将光坯加热至650～750℃，在400t挤压机上挤压成φ42×4.5mm毛坯管。
5、拉伸：将毛坯管先拉伸到φ38×3.9mm，再拉伸到φ36×3.6mm，然后进行中间退火，退火温度780℃，退火速度280mm/分钟。
6、冷轧：将退火后的毛坯管进行刨皮，除去退火的氧化层，刨皮后的尺寸为φ35.6×3.5mm，将刨皮后的毛坯管到轧机进行轧制。轧机速度100～120mm/分钟，送进量4～6mm/次。轧制后的管子尺寸为φ25×1.5mm。轧制后的毛坯管在光亮炉中进行退火，退火温度为780℃，速度为280mm/分钟。
7、拉伸：将退火后的毛坯管先拉伸到φ22×1.2mm，再拉伸到φ19×1mm，即为成品尺寸。
8、校直、定尺、清洗：将φ19×1mm毛坯铜进行矫直定尺锯切、打毛刺，内外表面清洗。
9、探伤：进行涡流探伤，选择增益为31dB、相位为128Deg、滤波为230N、频率为5KHz。
10、成品退火：将涡流探伤合格成品进行成品退火，消除加工应力：M(软态)状态退火温度为770℃，速度为200mm/分钟，Y2(半硬态)状态退火温度为690℃，速度为300mm/分钟。
11、成品检验、包装入库：将退火后的成品经过机械性能、硬度、扩口、压扁等试验确认合格后打包，入库。
本发明拉伸模的结构有四部分组成：润滑锥、工作带、定径带、出口锥，各工作区工艺要求如下：
1、润滑锥：本工艺的润滑锥角度β＝40°，润滑锥的长度为定径圆直径的0.6倍。
2、工作带：工作带的锥角α＝11～12°
3、定径带：定径带的长度根据拉模直径确定。拉模直径在3～20mm，定径带长度控制在1～1.5mm，拉模直径在20.1～40mm，定径带长度控制在1.5～2.0mm。
4、出口锥：出口锥的锥角γ＝45～60°，出口锥的长度为定径带直径的0.2～0.5倍。另外模子的过渡交接区要研磨得非常光滑，防止制品在通过定径带后，因弹性恢复或拉伸方向不正确而刮伤表面。

Claims (2)

1、一种铜镍合金无缝铜管的制备方法，其特征在于：所述铜管材料中含铜92.9～93.6％，含镍6.4～7.1％，其制备方法包括以下工艺步骤：
——按配比取电解铜和电解镍，置于低频电炉中，加热至1320～1340℃，铸成φ80×230mm实心坯锭；
——将实心坯锭加热至650～750℃进行热穿孔；
——将穿孔后的坯锭车光外表面；
——将光坯加热至650～750℃，进行挤压成毛坯管；
——将毛坯管先拉伸到φ38×3.9mm，再拉伸到φ36×3.6mm，然后进行中间退火，退火温度780℃±5℃，退火速度280mm±10mm/分钟；将退火后的毛坯管进行刨皮，除去退火的氧化层，刨皮后的尺寸为φ35.6×3.5mm，将刨皮后的毛坯管到轧机进行冷轧，轧机速度100～120mm/分钟，送进量4～6mm/次，冷轧后的毛坯管尺寸为φ25×1.5mm，冷轧后的毛坯管在光亮炉中进行退火，退火温度为780℃±5℃，速度为280mm±10mm/分钟；
——将冷轧、退火后的毛坯管先拉伸到φ22×1.2mm，再拉伸到φ19×1mm，即为成品尺寸；
——校直、定尺、清洗后逐支进行涡流探伤；
——成品退火，成品检验后包装入库，软态状态退火温度为770℃±5℃，速度为200mm±10mm/分钟，半硬态状态退火温度为690℃±5℃，速度为300mm±10mm/分钟。
2、根据权利要求1所述的一种铜镍合金无缝铜管的制备方法，其特征在于：所述涡流探伤增益为31dB、相位为128Deg、滤波为230N、频率为5KHz。
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