一种锆合金管材制备方法及基于该方法制得的锆合金管材技术

本发明专利技术公开了一种锆合金管材制备方法，包括：将锆合金锆锭进行第一处理，制得棒坯；将所述棒坯加热到第一温度，并对其进行穿孔，制得荒管；将所述荒管进行第二处理，制得管材；对所述管材进行矫直，制得半成品锆合金管材；对所述半成品锆合金管材进行酸洗，制得成品锆合金管材。该方法工艺流程较简单，生产周期短，整体效率较挤压法要高10％；穿孔的成材率为90％，成材率高；生产工序较少，生产效率高；可大幅降低生产成本；生产设备和成材率满足工业规模化生产锆合金无缝管材的条件，可满足大规模工业生产需要。

【技术实现步骤摘要】
一种锆合金管材制备方法及基于该方法制得的锆合金管材
本专利技术属于锆合金制备
，特别涉及一种锆合金管材制备方法及基于该方法制得的锆合金管材。
技术介绍
锆金属是具有较强活性的高熔点金属，具有较高的价值，随着我国经济的发展，石油、化工、海洋等领域相继使用抗腐蚀性能较好的锆合金无缝管材，因此对锆合金无缝管材的需求逐年增加。现有技术中，制造锆合金管无缝管的方法主要采用挤压+冷轧法，该方法工艺技术容易掌握，但挤压法的工艺流程较多、特别是生产锭坯制作工序长，对锭坯要剥皮和钻中心导向孔、损失较大、一般挤压成材率仅为75％，生产率低，金属及工模具消耗较大，难以满足大规模工艺生产需要。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种锆合金管材制备方法及基于该方法制得的锆合金管材。以解决上述问题。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种锆合金管材制备方法，包括：将锆合金锆锭进行第一处理，制得棒坯；将所述棒坯加热到第一温度，并对其进行穿孔，制得荒管；将所述荒管进行第二处理，制得管材；对所述管材进行矫直，制得半成品锆合金管材；对所述半成品锆合金管材进行酸洗，制得成品锆合金管材。进一步地，所述第一处理包括：将所述锆合金锆锭热锻为粗棒坯；将所述粗棒坯切割、打磨并定心，制得棒坯。进一步地，所述棒坯直径为50mm～130mm。进一步地，所述棒坯长度为650mm～4500mm。进一步地，所述棒坯的定心孔范围为Φ18±0.5mm～Φ30±0.5mm。进一步地，所述第一温度的范围为700℃～980℃。进一步地，所述穿孔步骤使用轧机组进行，所述轧机组使用水冷顶头，所述轧机组对所述棒坯穿孔速度为0.2～0.5mm/s；具体所述穿孔步骤条件为：所述棒坯总直径压下率为9％～16％，顶前压下率2.5％～11％，外径椭圆度系数为1.13～1.20。进一步地，所述第二处理包括：将所述荒管清除内外表面缺陷，制得表面光滑荒管；对所述表面光滑荒管进行多次冷轧处理，每完成一次所述冷轧，进行一次脱脂与真空退火。进一步地，所述真空退火温度为650℃～750℃、时间为60min～210min、真空压强小于1×10-2Pa。进一步地，所述半成品锆合金管材直线度小于2.1mm/m。进一步地，所述酸洗壁厚去除量为0.05mm～0.30mm。根据本专利技术的另一个方面，提供一种锆合金管材，通过采用以上方案中任意一项所述的锆合金管材制备方法所制得。本专利技术旨在保护一种锆合金管材制备方法及基于该方法制得的锆合金管材，该制备方法包括：将锆合金锆锭进行第一处理，制得棒坯；将所述棒坯加热到第一温度，并对其进行穿孔，制得荒管；将所述荒管进行第二处理，制得管材；对所述管材进行矫直，制得半成品锆合金管材；对所述半成品锆合金管材进行酸洗，制得成品锆合金管材。该方法流程简单，成材率高，大幅度提高了生产效率并降低了成本，节省了大量的人力物力，提升了工作效率与原材料的利用率。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：工艺流程较简单，生产周期短，整体效率较挤压法要高10％；穿孔的成材率为90％，成材率高；生产工序较少，生产效率高；可大幅降低生产成本；生产设备和成材率满足工业规模化生产锆合金管的条件，可满足大规模工业生产需要。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例锆合金管材制备方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。图1是根据本专利技术第一实施例锆合金管材制备方法的流程图。如图1所示，在本专利技术第一实施例中，提供了一种锆合金管材制备方法，包括：S1：将锆合金锆锭进行第一处理，制得棒坯；S2：将棒坯加热到第一温度，并对其进行穿孔，制得荒管；S3：将荒管进行第二处理，制得管材；S4：对管材进行矫直，制得半成品锆合金管材；S5：对半成品锆合金管材进行酸洗，制得成品锆合金管材。在本实施例中还对成品锆合金管材进行检验，包括：水压检测、理化性能检验。本专利技术工艺流程较简单，生产周期短，整体效率较挤压法要高10％；成材率高；生产工序较少，生产效率高；可大幅降低生产成本；生产设备和成材率满足工业规模化生产锆合金管的条件，可满足大规模工业生产需要。步骤S2中，使用两辊斜轧机组进行穿孔，使用水冷顶头，轧机组对棒坯穿孔速度为0.2～0.5mm/s；具体所述穿孔步骤条件为：棒坯总直径压下率为9％～16％，顶前压下率2.5％～11％，外径椭圆度系数为1.13～1.20。穿孔后即制得荒管，荒管尺寸为Φ72mm～Φ125mm，壁厚为5mm～20mm，长度为1500mm～6000mm；穿孔机轧辊向同一方向旋转，轧辊轴线相对于轧制线倾斜，棒坯进入轧辊后，一方面被金属与轧辊之间的摩擦力带动，作反轧辊旋转方向的旋转，同时由于轧辊轴线对棒坯轴线有一倾角，管坯又沿轴向移动，故呈螺旋运动。表示螺旋运动的基本参数有：切向运动速度、轴向运动速度和管坯每半转的位移值。使用水冷顶头可以减小摩擦力，是穿孔操作更流畅，并且能降低摩擦所产生的高温、消除活性，还能使穿孔的表面更加平滑。成品锆合金管材成品管材外径为Φ20mm～Φ89.0mm(Φ表示直径)、壁厚为1.0mm～16mm。穿孔的成材率为90％，成材率高，可大幅降低生产成本。可选的，酸洗使用的酸液包括：硝酸、氢氟酸及水。硝酸与氢氟酸均溶于水，并且具有强氧化性、腐蚀性，能有效的清洁管材表面上的杂质与氧化层。可选的，第一处理包括：S11：将锆合金锆锭热锻为粗棒坯；S12：将粗棒坯切割、打磨并定心，制得棒坯。热锻温度的范围为950℃～1050℃,提高了锆合金的塑性、降低变形抗力、使之易于流动成形并获得良好的粗棒坯。此温度范围能有效的保证锻件质量、提高了热锻的生产率，没有选择过高温度也节约了能源的消耗。打磨操作用剥皮机车光坯料表面缺陷。打磨使粗棒坯表面光滑，方便定心操作，同时提高了定心的准确度。可选的，对粗棒坯切割方式包括但不限于水切割和带锯锯切。可选的，棒坯直径为50mm～130mm。可选的，棒坯长度为650mm～4500mm。可选的，棒坯的定心孔范围为Φ18±0.5mm～Φ30±0.5mm。可选的，定心操作采用卧式定心机定心。可选的，第一温度的范围为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锆合金管材制备方法，其特征在于，包括：/n将锆合金锆锭进行第一处理，制得棒坯；/n将所述棒坯加热到第一温度，并对其进行穿孔，制得荒管；/n将所述荒管进行第二处理，制得管材；/n对所述管材进行矫直，制得半成品锆合金管材；/n对所述半成品锆合金管材进行酸洗，制得成品锆合金管材。/n

【技术特征摘要】
1.一种锆合金管材制备方法，其特征在于，包括：
将锆合金锆锭进行第一处理，制得棒坯；
将所述棒坯加热到第一温度，并对其进行穿孔，制得荒管；
将所述荒管进行第二处理，制得管材；
对所述管材进行矫直，制得半成品锆合金管材；
对所述半成品锆合金管材进行酸洗，制得成品锆合金管材。


2.根据权利要求1所述的锆合金管材制备方法，其特征在于，所述第一处理包括：
将所述锆合金锆锭热锻为粗棒坯；
将所述粗棒坯切割、打磨并定心，制得棒坯。


3.根据权利要求2所述的锆合金管材制备方法，其特征在于，所述棒坯直径为50mm～130mm。


4.根据权利要求2所述的锆合金管材制备方法，其特征在于，所述棒坯长度为650mm～4500mm。


5.根据权利要求2所述的锆合金管材制备方法，其特征在于，所述棒坯的定心孔范围为Φ18±0.5mm～Φ30±0.5mm。


6.根据权利要求1所述的锆合金管材制备方法，其特征在于，所述第一温度的范围为700℃～980℃。


7.根据权利要求1所述的锆合金管材制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙阳平，薛艳丽，赵林科，成亚辉，罗晓东，李小影，党文尧，
申请(专利权)人：国核宝钛锆业股份公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61