专利名称：一种金属管的制备方法
技术领域：
本发明属于材料技术领域，特别涉及一种金属管的制备方法。
技术背景金属管材在现代工业、国防、民用领域占有重要的地位，管材作为输送管广泛用于输送 油、水、气等各种流体；作为结构管大量用于机械制造领域；同时，在国防工业中用于制造 各种武器及航空航天产品。随着现代工业的快速发展，精密、薄壁、高性能管材的需求量迅 速增长，各国都投入了大量的人力、物力、财力开发新工艺、新设备的研究，金属管材日益 向规模化、多品种化、专业化方向发展。
金属管的传统工艺包括以下的基本工序管坯制备、管坯加热、穿孔、轧管、定径、精 整等，其主要的工艺流程为铸锭、开坯、热穿孔、冷轧。首先，管坯制备的费用较高，有 的甚至可以达到金属管制备成本的70%。例如，传统的无缝钢管生产用坯一般采用钢锭、连 铸方坯或轧坯，生产周期长，而且生产过程中需要多次切头，增加了金属消耗，提高了生产 成本。其次，热穿孔是传统生产过程中的第一道变形工序，穿孔过程中容易引起管内裂纹、 硌伤、倒板划伤、粘金属、外裂纹等缺陷，这些缺陷在后序的冷轧、冷拔过程中无法消除并 不断放大，这将使产品质量甚至导致废品，加大了生产的成本。 发明内容针对以上问题，本发明提供一种金属管的制备方法，目的在于减少制备金属管的工艺步 骤，降低消耗，提高产品合格率。 本发明的方法包括以下步骤1、 将金属液浇注到带有型芯的铸型中，制备金属管坯，管坯的壁厚由型芯的直径和铸 型的内径决定；2、 在常温条件下去除金属管坯内的型芯，去除金属管坯内外表面的氧化皮。3、 在惰性气体条件下将金属管坯加热至该金属管的合金塑性变形温度范围内，保温 l~3h。4、 在保温结束后的金属管坯表面涂覆至少1层润滑剂，然后进行热挤压，挤压比为2~20。5、 将挤压后的管坯按常规方法在常温条件下进行.切头、矫直、酸洗去除氧化皮，获得 成品金属管。6、 当金属管需要进一步冷轧时，采用冷轧设备将金属管冷轧，获得要求壁厚和内径的 金属管。上述的型芯为粘土砂芯、水玻璃砂芯或树脂砂芯。上述的润滑剂为玻璃粉润滑剂或石墨润滑剂，每层润滑剂的用量以覆盖金属管坯内外表 面为准。上述的惰性气体为氮气或氩气。本发明的方法采用直接铸造开孔结构的金属管坯，提高了材料的利用率，省去了热穿孔 的步骤，避免了热穿孔造成的材料损失，简化了金属管材的制备过程，节约了生产成本，制 备的金属管材表观质量高。
图1为本发明实施例4中的金属管成品照片图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的热挤压设备为普通工业用热挤压设备。 本发明实施例中采用的石墨润滑剂和玻璃粉润滑剂为市购产品。 本发明实施例中采用的树脂砂芯、水玻璃砂芯、粘土砂芯为铸造行业常用的型芯。 实施例1采用砂型铸造方式制备高温合金金属管坯，将圆柱型粘土砂芯置于铸型中，向铸型中浇 注金属熔液，冷却后形成外径60mm，内径20mm，壁厚20mm，长度200mm的开孔结构金 属管坯，浇注温度为1450"C;其中金属管坯材质为高温合金K418。浇注完毕后，在常温条件下去除金属管坯内的粘土砂芯，然后车削去除金属管坯内外表 面的氧化皮。将去除氧化皮的金属管坯置于加热炉中，在氮气保护条件下，将金属管坯加热至1140 'C，保温3h，然后在金属管坯内外表面涂覆1层玻璃粉润滑剂，采用热挤压设备进行热挤压， 挤压比为3;然后采用常规方法进行切头、矫直，酸洗去除氧化皮后获得金属管成品，金属 管外径40mm,壁厚6mm，金属管表面光洁。 实施例2采用砂型铸造方式制备金属管坯，将圆柱型树脂砂芯置于铸型中，向铸型中浇注金属熔 液，冷却后形成外径80mm，内径30mm,壁厚25mm，长度200mm的开孔结构金属管坯， 浇注温度为1490"C:其中金属管坯材质为奥氏体不锈钢。浇注完毕后，在常温条件下去除金属管坯内的树脂砂芯，然后车削去除金属管坯内外表 面的氧化皮。将去除氧化皮的金属管坯置于加热炉中，在氮气保护条件下，将金属管坯加热至1150'C，保温3h,在金属管坯内外表面涂覆2层玻璃粉润滑剂，采用热挤压设备进行热挤压，挤 压比为7;然后采用常规方法进行切头、矫直，酸洗去除氧化皮后获得金属管成品，金属管 外径40mm,壁厚6mm。 实施例3采用砂型铸造方式制备金属管坯，将圆柱型水玻璃砂芯置于铸型中，向铸型中浇注金属 熔液，冷却后形成外径100mm，内径40mm，壁厚30mm，长度200mm的开孔结构金属管坯， 浇注温度为75(TC;其中金属管坯材质为A356铝合金。浇注完毕后，在常温条件下去除金属管坯内的水玻璃砂芯，然后车削去除金属管坯内外 表面的氧化皮。 、将去除氧化皮的金属管坯置于加热炉中，在氮气保护条件下，将金属管坯加热至250'C, 保温lh，在金属管坯内外表面涂覆1层水基石墨润滑剂，然后采用热挤压设备进行热挤压， 挤压比为ll，采用常规方法进行切头、矫直，酸洗去除氧化皮，再采用冷轧设备进行冷轧至 外径10mm，壁厚2mm，获得金属管成品。 实施例4采用砂型铸造方式制备金属管坯，将圆柱型树脂砂芯置于铸型中，向铸型中浇注金属熔 液，冷却后形成外径100mm，内径40mm，壁厚30mm,长度200mm的金属管坯，浇注温度 为700'C;其中金属管坯材质为AZ31铝合金。浇注完毕后，在常温条件下去除金属管坯内的树脂砂芯，然后车削去除金属管坯内外表 面的氧化皮。将去除氧化皮的金属管坯置于加热炉中，在氩气保护条件下，将金属管坯加热至350'C， 保温lh;在金属管坯内外表面涂覆1层石墨润滑剂，然后采用热挤压设备进行热挤压，挤压 比为4，采用常规方法进行切头、矫直，酸洗去除氧化皮，用冷轧设备将管坯材料冷轧，获 得要求壁厚和内径的金属管成品，如图1所示。
权利要求
1、一种金属管的制备方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将金属液浇注到带有型芯的铸型中，制备金属管坯；(2)在常温条件下去除金属管坯内的型芯，去除金属管坯内外表面的氧化皮；(3)在惰性气体条件下将金属管坯加热至合金塑性变形温度范围内，保温1～3h；(4)在保温结束后的金属管坯表面涂覆至少1层润滑剂，然后进行热挤压，挤压比为2～20；(5)将挤压后的管坯进行切头、矫直、酸洗去除氧化皮，获得成品金属管。
2、 根据权利要求1所述的一种金属管的制备方法，其特征在于所述的型芯为粘土砂芯、 水玻璃砂芯或树脂砂芯。
3、 根据权利要求1所述的一种金属管的制备方法，其特征在于所述的润滑剂为玻璃粉 润滑剂或石墨润滑剂。 .
4、 根据权利要求1所述的一种金属管的制备方法，其特征在于所述的惰性气体为氮气或氩气。
全文摘要
一种金属管的制备方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将金属液浇注到带有型芯的铸型中，制备金属管坯；(2)去除型芯和氧化皮；(3)在惰性气体条件下加热至合金塑性变形温度范围，保温1～3h；(4)涂覆层润滑剂，进行热挤压；(5)切头、矫直、酸洗去除氧化皮，获得成品金属管。本发明的方法采用直接铸造开孔结构的金属管坯，提高了材料的利用率，简化了金属管材的制备过程，节约了生产成本，制备的金属管材表观质量高。
文档编号B21C37/06GK101623716SQ200910012848
公开日2010年1月13日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者正 刘, 杨 李, 毛萍莉, 峰 王, 贾莹莹 申请人:沈阳工业大学