外方内圆铜管的制作方法与流程

文档序号:12329023阅读:1469来源:国知局

本发明涉及一种外方内圆铜管的制作方法,属于有色金属加工技术领域。



背景技术:

外方内圆铜管具有导电截面大、单位时间通过冷却介质流量多、散热性能好的特点,是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,外方内圆铜管一般用以下传统工艺方法加工而成:铸锭一挤压管一拉伸一退火,传统的外方内圆铜管生产工艺存在投资规模大、成材率低、产品长度有限、能耗大等缺点。



技术实现要素:

本发明提供一种外方内圆铜管的制作方法,可通过此方法实现外方内圆铜管生产时降低能耗、缩短流程,有效提高生产效率,提高产品质量,其技术方案如下面所描述:

本发明的目的在于提供一种外方内圆铜管的制作方法,包括如下步骤:

(1)以高纯阴极铜为原料先在1150℃±10℃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,结晶器水压0.2~0.4MPa,结晶器出水温度35℃~50℃,铜锭 Cu+Ag≥99.95%,在真空熔铸炉内熔铸为铜锭;

(2)将铜锭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47转/分钟,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外方内圆无氧铜管坯,坯料挤出速度5~10米/分钟,在挤压过程中铜的温度达到500℃~750℃,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冷却,整个变形过程中保证外方内圆铜管外形,并提高其导电性能;

(3)通过高精度拉伸机对步骤(2)形成的外方内圆铜管坯进行拉伸,高精度拉伸机的拉伸系数为:1.5~1.7;

(4)用保护气体对步骤(3)拉伸后的内圆外方铜管进行退火,退火温度300℃~400℃,退火时间26小时;

(5)对步骤(4)退火后的外方内圆铜管进行检验,包装。

所述步骤(1)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%。

所述步骤(1)中的真空状态是通过采用木碳和石墨磷片覆盖来实现熔化时的真空。

所述步骤(1)中的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0.5MPa,流量1.5Nm3/H。

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外方内圆铜管,与传统的生产工艺相比,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外方内圆铜管,可以达到连续化生产,每次外方内圆铜管可以达到3吨以上,实现大长度生产,连续挤压技术生产外方内圆铜管,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≥99.95%,导电率≥101%IACS。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步的描述。

实施例如下:

本发明包括如下步骤:

(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℃温度下熔化、保温,通过木碳和石墨磷片覆盖来实现熔化时的真空,在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,如氩气或氮气,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0.5MPa,流量1.5Nm3/H,以此来达到除气、脱氧、高纯的效果,结晶器水压0.2MPa,结晶器出水温度35℃,在真空熔铸炉内熔铸为铜锭,铜锭中Cu+Ag≥99.95%;

(2)采用连续挤压机组对步骤(1)中的铜锭进行加工形成外方 内圆铜管坯,将铜锭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47转/分钟,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外方内圆无氧铜管坯;坯料挤出速度5米/分钟;在挤压过程中铜的温度达到500℃,腔体内压力达到1000Mpa;采用真空水冷装置,使坯料在高温挤出后冷却,通过冷却在整个变形过程中保证外方内圆铜管外形,提高导电性能;采用连续挤压技术生产外方内圆铜管,与传统的生产工艺相比,降低了能耗,缩短了生产流程,节约50%以上的能源,并且可以连续化生产,每批次外方内圆铜管可以达到3吨以上,实现大长度生产,连续挤压技术生产外方内圆铜管,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)通过高精度拉伸机对步骤(2)形成的外方内圆铜管坯进行拉伸,高精度拉伸机的拉伸系数为1.5;

(4)用保护气体对步骤(3)拉伸后的内圆外方铜管进行退火,退火温度300℃,退火时间26h;通过以上步骤所得到的产品质量优异,产品的纯度高、含氧量低和导电率高,表面质量优异,并且外方内圆铜管中Cu+Ag≥99.95%,导电率≥101%IACS;

(5)对步骤(4)退火后的外方内圆铜管进行检验,包装。

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