专利名称：一种内圆外方铜管加工方法
技术领域：
本发明涉及一种内圆外方铜管加工方法，属于有色金属加工技术领域。
背景技术：
内圆外方铜管具有导电截面大、单位时间通过冷却介质流量多、散热性能好等特点，被原子能工业和电机工业用于制造各种电机和加速器的关键材料。内圆外方铜管一般米用以下五种传统工艺方法之一加工而成
A :铸锭一挤压管坯一轧制一中间退火一拉伸一退火；
B :铸淀一挤压管还一拉伸一退火；
C :铸锭一穿孔一轧制(拉伸)一退火；
D :铸管一轧制一中间退火一拉伸一退火；
E :铸管一拉伸一退火。传统的内圆外方铜管生产工艺存在投资规模大、成材率低、产品长度有限、生产效率低、能耗大等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种内圆外方铜管加工方法。本发明具有能耗低、成材率高、生产效率高、产品大长度的特点，且Cu+Ag彡99. 99%，O ( 5ppm，导电率彡101%IACS。为了达成上述目的，本发明的解决方案是
一种内圆外方铜管加工方法，包括如下步骤1)以高纯阴极铜为原料利用牵引机组离合式真空上引连铸无氧铜杆；2)采用连续挤压机组对步骤I)中的无氧铜杆进行加工形成内圆外方铜管坯；3)通过高精度拉伸机对步骤2)形成的内圆外方铜管坯进行拉伸；4)用保护气氛在线光亮退火设备对步骤3)拉伸后的内圆外方铜管进行退火；5)对步骤4)退火后的内圆外方铜管进行检验，包装。所述步骤I)中高纯阴极铜采用国家标准规定的一号阴极铜，铜含量不小于 99. 99%ο所述步骤I)中的高纯阴极铜原料先在1150°C ±10°C温度下熔化、保温，真空状态下采用铜液精炼技术，利用在线除气脱氧装置，铜液内充入惰性气体，并利用搅拌装置，达到除气、脱氧、高纯的效果后才能使用牵引机组离合式真空上引无氧铜杆，然后无氧铜杆进入收线装置；其中牵引机引杆速度500—1500mm/min,无氧铜杆直径Φ20 mm 30mm,结晶器水压O. 2 O. 4MPa，结晶器出水温度35°C 50°C，无氧铜杆Cu+Ag彡99. 99%，O ( 5ppm。所述真空状态通过采用木碳和石墨磷片覆盖来实现熔化时的真空。所述惰性气体采用氩气或氮气，采用石墨轴和转子作为搅拌装置，将氩气或氮气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀分散在铜液中；气源出口压力O. 5 IMPa，流量 O. 5 I. 5Nm3/h。所述步骤2)中将Φ20 mm 30mm无氧铜杆进行矫直后送入连续挤压机组的挤压轮槽中，挤压轮转速为4 7r/min，无氧铜杆经压实轮压实，靴座压紧压力30 40MPa，在摩擦力的作用下被连续送入挤压腔，坯料在腔体挡料块前面沿圆周运动，经过摩擦剪切变形区、镦粗变形区、粘着区、直角弯曲挤压区，最后进入腔体通过模具挤出内圆外方铜管坯； 坯料挤出速度5 10m/min ;在挤压过程中铜的温度达到500°C 750°C，腔体内压力达到 1000 1200MPa ;采用真空水冷装置，使坯料在高温挤出后进入真空管冷却、吹干至20°C 30°C，卷取。在整个变形过程中隔断了与氧的接触，避免吸氧，保证内圆外方铜管低含氧量， 提闻导电性能。所述步骤3)中高精度拉伸机的拉伸系数λ :1. 5 I. 7。所述步骤4)中退火温度300°C 400°C，退火时间2 6h。本发明的有益效果为1.低能耗、短流程；采用连续挤压技术生产内圆外方铜管，与传统的生产工艺相比省略了铸锭加热的工序，降低了能耗，缩短了生产流程，节约 50%以上的能源。2.生产效率高、成材率高；采用连续挤压技术生产内圆外方铜管，可以达到连续化生产，每卷内圆外方铜管可以达到3吨以上，实现大长度生产。连续挤压技术生产内圆外方铜管，避免了传统生产工艺中每根铜管都需要进行切头、切尾，产品的成材率达到90%以上。3.产品质量优异，产品的纯度高、含氧量低和导电率高，表面质量优异。 Cu+Ag 彡 99. 99%, O ( 5ppm，导电率彡 101%IACS。
图I是本发明实施例生产的内圆外方铜管坯的规格图2是本发明实施例生产的内圆外方铜管的规格图。
具体实施例方式实施例I
本实施例的一种内圆外方铜管加工方法，包括如下步骤1)以国家标准规定的一号阴极铜，铜含量不小于99. 99%的高纯阴极铜为原料先在1150°C ± 10°C温度下熔化、保温，通过采用木碳和石墨磷片覆盖来实现熔化时的真空状态，采用铜液精炼技术，利用在线除气脱氧装置，铜液内充入惰性气体，惰性气体采用氩气或氮气，采用石墨轴和转子作为搅拌装置，将氩气或氮气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀分散在铜液中；气源出口压力 O. 5 IMPa，流量O. 5 I. 5Nm3/n。达到除气、脱氧、高纯的效果后才能使用牵引机组离合式真空上引无氧铜杆，然后无氧铜杆进入收线装置；其中牵引机引杆速度500— 1500mm/ min,无氧铜杆直径Φ20 mm 30mm,结晶器水压O. 2 O. 4MPa,结晶器出水温度35°C 50 0C，铜含量 Cu+Ag 彡 99. 99%, O ( 5ppm。2)将步骤I)中的Φ 20 mm 30mm无氧铜杆进行矫直后送入TJL400连续挤压机组的挤压轮槽中，本实施例生产内圆外方铜管坯如图I所示，规格为 39. 8X36. 8X Φ22. 5XR3mm。挤压轮转速为4 7r/min，无氧铜杆经压实轮压实，靴座压紧压力30 40MPa，在摩擦力的作用下被连续送入挤压腔，坯料在腔体挡料块前面沿圆周运动，经过摩擦剪切变形区、镦粗变形区、粘着区、直角弯曲挤压区，最后进入腔体通过模具挤出内圆外方铜管还；还料挤出速度5 10m/min ;在挤压过程中铜的温度达到500°C 750°C，腔体内压力达到1000 1200MPa ;采用真空水冷装置，使坯料在高温挤出后进入真空管冷却、吹干至20°C 30°C，卷取。在整个变形过程中隔断了与氧的接触，避免吸氧，保证内圆外方铜管低含氧量，提高导电性能。3)通过高精度拉伸机对步骤2)形成的内圆外方铜管坯进行拉伸；其拉伸系数入为I. 68，拉伸后的成品尺寸为25. 4X25. 4ΧΦ12. 5XR3mm，如图2所示。4)用保护气氛在线光亮退火设备对步骤3)拉伸后的内圆外方铜管进行退火，退火工艺 300 0C X6h。5)对步骤4)退火后的内圆外方铜管进行检验，检验合格的内圆外方铜管进行包装。本实施例生产的内圆外方铜管工艺具有如下特点1.低能耗、短流程；采用连续挤压技术生产内圆外方铜管，与传统的生产工艺相比省略了铸锭加热的工序，降低了能耗， 缩短了生产流程,节约50%以上的能源。2.生产效率高、成材率高；采用连续挤压技术生产内圆外方铜管，可以达到连续化生产，每卷内圆外方铜管可以达到3吨以上，实现大长度生产。连续挤压技术生产内圆外方铜管，避免了传统生产工艺中每根铜管都需要进行切头、切尾，产品的成材率达到90%以上。3.产品质量优异，产品的纯度高、含氧量低和导电率高，表面质量优异。Cu+Ag彡99. 97%, O彡5ppm，导电率彡101%IACS。
权利要求
1.一种内圆外方铜管加工方法，其特征在于包括如下步骤1)以高纯阴极铜为原料利用牵引机组离合式真空上引连铸无氧铜杆；2)采用连续挤压机组对步骤I)中的无氧铜杆进行加工形成内圆外方铜管坯；3)通过高精度拉伸机对步骤2)形成的内圆外方铜管坯进行拉伸；4)用保护气氛在线光亮退火设备对步骤3)拉伸后的内圆外方铜管进行退火；5)对步骤4)退火后的内圆外方铜管进行检验，包装。
2.如权利要求I所述的一种内圆外方铜管加工方法，其特征在于所述步骤I)中高纯阴极铜米用国家标准规定的一号阴极铜，铜含量不小于99. 99%ο
3.如权利要求I或2所述的一种内圆外方铜管加工方法，其特征在于所述步骤I)中的高纯阴极铜原料先在1150°C ±10°C温度下熔化、保温，真空状态下采用铜液精炼技术， 利用在线除气脱氧装置，铜液内充入惰性气体，并利用搅拌装置，达到除气、脱氧、高纯的效果后才能使用牵引机组离合式真空上引无氧铜杆，然后无氧铜杆进入收线装置；其中牵引机引杆速度500—1500mm/min,无氧铜杆直径Φ20 mm 30mm,结晶器水压O. 2 O. 4MPa, 结晶器出水温度35°C 50°C，无氧铜杆Cu+Ag彡99. 99%，O ( 5ppm。
4.如权利要求3所述的一种内圆外方铜管加工方法，其特征在于所述真空状态通过采用木碳和石墨磷片覆盖来实现熔化时的真空。
5.如权利要求3所述的一种内圆外方铜管加工方法，其特征在于所述惰性气体采用氩气或氮气，采用石墨轴和转子作为搅拌装置，将氩气或氮气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀分散在铜液中；气源出口压力O. 5 IMPa，流量O. 5 I. 5Nm3/h。
6.如权利要求I所述的一种内圆外方铜管加工方法，其特征在于所述步骤2)中将 Φ 20 mm 30mm无氧铜杆进行矫直后送入连续挤压机组的挤压轮槽中，挤压轮转速为4 7r/min，无氧铜杆经压实轮压实，靴座压紧压力30 40MPa，在摩擦力的作用下被连续送入挤压腔，坯料在腔体挡料块前面沿圆周运动，经过摩擦剪切变形区、镦粗变形区、粘着区、直角弯曲挤压区，最后进入腔体通过模具挤出内圆外方铜管坯；坯料挤出速度5 10m/min ； 在挤压过程中铜的温度达到500°C 750°C，腔体内压力达到1000 1200MPa ;采用真空水冷装置，使坯料在高温挤出后进入真空管冷却、吹干至20°C 30°C，卷取。
7.如权利要求I所述的一种内圆外方铜管加工方法，其特征在于所述步骤3)中高精度拉伸机的拉伸系数λ :1. 5 I. 7。
8.如权利要求I所述的一种内圆外方铜管加工方法，其特征在于所述步骤4)中退火温度300°C 400°C，退火时间2 6h。
全文摘要
本发明公开了一种内圆外方铜管加工方法，包括如下步骤1)以高纯阴极铜为原料利用牵引机组离合式真空上引连铸无氧铜杆；2)采用连续挤压机组对步骤1)中的无氧铜杆进行加工形成内圆外方铜管坯；3)通过高精度拉伸机对步骤2)形成的内圆外方铜管坯进行拉伸；4)用光亮退火设备对步骤3)拉伸后的内圆外方铜管进行退火；5)对步骤4)退火后的内圆外方铜管进行检验，包装。本发明具有能耗低、成材率高、生产效率高、产品大长度的特点，且Cu+Ag≥99.99%，O≤5ppm，导电率≥101%IACS。
文档编号B21C37/06GK102581060SQ20121003800
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者姚幼甫, 徐高磊, 骆越峰 申请人:绍兴市力博电气有限公司