专利名称：无缝黄铜管的生产方法
技术领域：
本发明涉及管材的生产方法，具体是无缝黄铜管的生产方法。
背景技术：
由黄铜所拉成的无缝黄铜管，具有重量轻、导热性好、低温强度高、坚固、耐腐蚀等特性，被广泛应用于水暖行业。现有的无缝黄铜管的生产工艺是熔铸实心铜锭一铜锭表面车皮一将去皮的铜锭挤压成毛坯管一毛坯管拉伸一毛坯管再拉伸一退火(退火温度为500°C，退火速度为 400mm/min)—出成品。这种工艺生产出来的无缝黄铜管，只经过两次拉伸，晶粒较大，平均晶粒尺寸O. 3-0. 6mm，使得无缝黄铜管的物理性能和表面质量较差，物理性能具体为抗拉强度较低、伸长率较差等，具体的，抗拉强度为295-5501^/ ^ ,伸长率为10-50%;铜管表面质量较差，需抛光的次数较多，一般需从180#砂轮一280#砂轮一400#砂轮一600#砂轮 —800#砂轮一布轮等多次抛光。由于现有无缝黄铜管存在着上述物理性能和表面质量较差的问题，导致多年来水暖产品成品率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种无缝黄铜管的生产方法，通过本方法生产的无缝黄铜管，具有较好的物理性能和表面质量。为了实现上述目的，本发明采用上述技术方案无缝黄铜管的生产方法，依次经过如下工序实现熔铸实心铜锭一脱皮挤压一第一次拉伸一第一次退火一第二次拉伸一第二次退火一第三次拉伸一第三次退火一第四次拉伸一第四次退火一成品铜管；其中上述脱皮挤压工序中，挤压机模具的挤压模筒与挤压模筒内的挤压垫之间留有间隙；上述第一次退火工序中，退火温度为580°C _560°C，退火速度为400-410mm/min上述第二次退火工序中，退火温度为560°C _540°C，退火速度为400-410mm/min上述第三次退火工序中，退火温度为540°C _520°C，退火速度为400-410mm/min上述第四次退火工序中，退火温度为520°C _480°C，退火速度为400-410mm/min。上述挤压模筒与挤压模筒内的挤压垫之间的间隙为I. 6mm-2. 0mm。上述熔铸实心铜锭工序中，引铸的石墨模具长度为300mm、引铸的拉速为 80-90mm/min，引铸的冷却水温为40_50°C。采用上述方案后，本发明无缝黄铜管的生产方法，熔铸实心铜锭先经过脱皮挤压工序，由于挤压机模具的挤压模筒与挤压模筒内的挤压垫之间留有间隙，工作时，挤压垫在挤压模筒中前行，挤压垫与挤压模筒之间的间隙被铜锭的表层补充，挤压完成后，铜锭表层被留在了挤压模筒内(可通过清理垫将其清出)，这样可将铜锭表面余留的杂质、轻微裂纹、氧化层等缺陷彻底去除，可使成品铜管的表面质量较好，铜管表面抛光从400#砂轮—600#砂轮一800#砂轮一布轮清光，只需抛3道砂轮就能清光；在铜管生产中，毛坯管每拉伸一次，退一次火就是细化晶粒的过程，铜管的晶粒越细化，其物理性能就好，本发明方法中，毛坯管经过多道拉伸和退火，将晶粒破碎(拉伸)、 结晶(退火)、再破碎(拉伸)、再结晶(退火)，经过4-5次的循环往复晶粒细化，使得毛坯管的平均晶粒尺寸为O. 15-0. 4_，最小晶粒度可达O. 15_，从而使成品铜管具有较好的物理性能，具体如下I、抗拉强度高抗拉强度达到300-625Rm/MPa，符合GB/T1527-2006标准。2、伸长率好伸长率达到12-60%，符合GB/T1527-2006标准。本发明方法中，在熔铸实心铜锭工序中将引铸的石墨模具长度设计为300mm、引铸的拉速设计为80-90mm/min，引铸的冷却水温设计为40_50°C，可大大提高铜锭的表面质量，用这样的铜锭来生产铜管，其表面不用车皮可直接进行挤压加工，可提高成材率约计 5%。与现有技术相比，通过本发明方法生产的无缝黄铜管，其物理性能和表面质量较好，能减少水暖行业在弯管、扩口、抛光生产加工中的废品，提高成品率约3 %-5 %，解决了水暖行业多年来因铜管物理性能差而成品率低的问题。
图I为本发明中挤压机模具的结构示意图。
具体实施例方式本发明无缝黄铜管的生产方法，通过如下方案实现熔铸实心铜锭一脱皮挤压(得到毛坯管)一(毛坯管)第一次拉伸一第一次退火 —(毛坯管)第二次拉伸一第二次退火一(毛坯管)第三次拉伸一第三次退火一(毛坯管)第四次拉伸一第四次退火一成品铜管；其中本发明采用的熔铸实心铜锭工序为将保温炉中的铜金属熔体通过铜液流控装置直接导入通水冷却的结晶器中，将铜液凝固成具有一定强度的凝壳后，用牵引杆将己凝固的铜锭连续地拉出结晶器，当达到所需的长度时，被同步锯自动切断。此熔铸实心铜锭工序有关键的三点要得到有效的控制I.石墨模具的长度直接影响引铸铜棒的表面质量，原因是，铜液是通过石墨模具来进行冷却凝壳的，如石墨模具短了，冷却的时间就短了，表面凝壳的强度就差了，承受一定的牵引力后，被引出的铜锭表面会产生裂纹，如这些裂纹带入到下道工序将直接影响铜管的表面质量和物理性能，经过发明人的多次试验验证，将石墨模具的长度定为300mm ；2.拉铸速度与石墨模具长度有关联，石墨模具长拉速就可快，本发明中，将拉铸速度定为85-90mm/min，因为铜熔液通过300mm长的石墨模具冷却凝壳后，强度好承受的牵引力就大，85-90mm/min的拉铸速度提高了产量也保证了铜锭表面质量。3.发明人经过多次调试，发现在30-40°C水温时，被引出的铜锭表面有细小的裂纹，这就是冷却强度过大，铜锭中心的组织迅速结晶而产生的收缩应力大于表面凝壳能承受的拉应力所产生的收缩应力裂纹。而用45-55°C水温试产时，而因水温高，冷却强度差不得不降低拉速。因为冷却水温偏高时，被拉铸出来的铜棒表面凝壳很薄，铜棒内部未被凝固的铜液会突破凝壳产生拉漏的现象，发明人通过反复试验，得出引铸的冷却水温的最佳参数，即引铸的冷却水温为40_50°C。因此，上述熔铸实心铜锭工序中，各参数设计为引铸的石墨模具长度为300mm、 引铸的拉速为80-90mm/min，引铸的冷却水温为40_50°C。从而可大大提高铜锭的表面质量，用这样的铜锭来生产铜管，其表面不用车皮可直接进行挤压加工，可提高成材率约计5%。上述脱皮挤压工序中，如图I所示，挤压机模具包括挤压模筒I、挤压垫2、挤压轴 3、挤出模具4和穿孔针8，挤压垫2活动穿套于挤压模筒I中且二者的轴心线相一致，挤压模筒I的内壁与挤压垫2的周沿之间留有I. 6mm-2. Omm的间隙，以挤出成品铜管的方向为前，挤压轴3抵顶于挤压垫2的后端，穿孔针8依次穿过挤压轴3和挤压垫2且三者的轴心线相一致，通过驱动装置挤压轴3和穿孔针8都可同时前进或后退，挤出模具4安装于挤压模筒I的出口端(前端)，挤出模具4具有进料端和出成品端，进料端与挤压模筒I的出口端相承接，成品铜管由出成品端被挤出。工作时，挤压垫2和穿孔针8在挤压轴3的推动下在挤压模筒I中前行，穿孔针8 的前端穿过被挤铜锭5 (加热至680-740°C )直达挤压摸具4的中心，被挤铜锭5在挤压垫 2的推动作用下前行，由于挤压模筒I的内壁与挤压垫2的周沿之间留有I. 6mm-2. Omm的间隙，推动过程中，此间隙被铜锭的表层补充，挤压完成后，铜锭表层6被留在了挤压模筒I内 (可通过清理垫将其清出)，而(去除表层的)铜锭则由挤压模筒I的出口端被挤进挤出模具4的进料端，最后由挤出模具4的出成品端挤出成品铜管7。本发明中，熔铸实心铜锭工序的改进可保证熔铸生产过程中的铜锭表面质量，而挤压过程中铜锭被加热至680-740°C，这样铜锭表面在加热过程中会再次产生氧化，由于使用上述模具结构，可将铜锭表面余留的杂质、轻微裂纹、氧化层等缺陷彻底去除，可使成品铜管的表面质量较好，铜管表面抛光从400#砂轮一600#砂轮一800#砂轮一布轮清光，只需抛3道砂轮就能清光。上述第一次退火工序中，退火温度为580-560°C，退火速度为400mm/min-410mm/ min ；上述第二次退火工序中，退火温度为560 °C -540 °C,退火速度为400mm/ min-41Omm/miη ；上述第三次退火工序中，退火温度为540 °C -520 °C,退火速度为400mm/ min-41Omm/miη ；上述第四次退火工序中，退火温度为520 °C -480 °C,退火速度为400mm/ min-41Omm/miη η本发明方法中，毛坯管经过多道拉伸和退火，将晶粒破碎(拉伸)、结晶(退火)、 再破碎(拉伸)、再结晶(退火)，经过4-5次的循环往复晶粒细化，使得毛坯管的平均晶粒尺寸为O. 15-0. 4mm,最小晶粒度可达O. 15mm,从而使成品铜管具有较好的物理性能，具体如下I、抗拉强度高抗拉强度达到300_625Rm/MPa，符合GB/T1527-2006标准。2、伸长率好伸长率达到12-60%，符合GB/T1527-2006标准。与现有技术相比，通过本发明方法生产的无缝黄铜管，其物理性能和表面质量较好，能减少水暖行业在弯管、扩口、抛光生产加工中的废品，提高成品率约3% -5%，解决了水暖行业多年来因铜管物理性能差而成品率低的问题。
权利要求
1.无缝黄铜管的生产方法，其特征在于依次经过如下工序实现熔铸实心铜锭一脱皮挤压一第一次拉伸一第一次退火一第二次拉伸一第二次退火一第三次拉伸一第三次退火一第四次拉伸一第四次退火一成品铜管；其中上述脱皮挤压工序中，挤压机模具的挤压模筒与挤压模筒内的挤压垫之间留有间隙； 上述第一次退火工序中，退火温度为580°c -560°c，退火速度为400-410mm/min ；上述第二次退火工序中，退火温度为560°C _540°C，退火速度为400-410mm/min ；上述第三次退火工序中，退火温度为540°C _520°C，退火速度为400-410mm/min ；上述第四次退火工序中，退火温度为520°C _480°C，退火速度为400-410mm/min。
2.根据权利要求I所述的无缝黄铜管的生产方法，其特征在于上述挤压模筒与挤压模筒内的挤压垫之间的间隙为I. 6mm-2. 0mm。
3.根据权利要求I所述的无缝黄铜管的生产方法，其特征在于上述熔铸实心铜锭工序中，引铸的石墨模具长度为300mm、引铸的拉速为80-90mm/min，引铸的冷却水温为 40-50 O。
全文摘要
本发明公开了一种无缝黄铜管的生产方法，其将熔铸实心铜锭依次经过脱皮挤压工序和四道拉伸、退火工序而制成成品铜管；其中脱皮挤压工序中，挤压机模具的挤压模筒与挤压模筒内的挤压垫之间留有间隙。本发明方法中，熔铸实心铜锭先经过脱皮挤压工序，可将铜锭表面余留的杂质、轻微裂纹、氧化层等缺陷彻底去除，可使成品铜管的表面质量较好，且毛坯管经过多道拉伸和退火，使得毛坯管的平均晶粒尺寸为0.15-0.4mm，从而使成品铜管具有较好的物理性能。与现有技术相比，通过本发明方法生产的无缝黄铜管，其物理性能和表面质量较好，能减少水暖行业在弯管、扩口、抛光生产加工中的废品，提高成品率约3％-5％，解决了水暖行业多年来因铜管物理性能差而成品率低的问题。
文档编号C22F1/08GK102581061SQ20121006343
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者侯军海, 曾华文, 洪煌耀, 窦宜宏 申请人:泉州中宇卫浴科技实业有限公司