铜或铜合金管的制造方法技术

本发明专利技术公开一种铜或铜合金管的制造方法，包括ａ）去除管坯表层的氧化皮；ｂ）利用四辊行星轧机对去除表层氧化皮的管坯进行高速轧制；ｃ）利用二次冷却装置对高速轧制造后的管坯进行快速冷却；ｄ）利用直线拉拔设备对冷却后的管坯进行直线拉拔。本发明专利技术的制造方法由于采用的四辊行星轧机强度较大，在加工过程中轧制速度较快，是现有加工方法的３倍左右，从而产生较大的变形热，之后随即进行二次冷却，使粗大的铸造组织实现再结晶速度加快，结晶后的晶粒细小、均匀，在０．０１０～０．０４０ｍｍ之间，并且对管材的拉拔可以减少对管材表面的损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铜或铜合金管的加工方法，尤其涉及一种制造高精度铜或合金管的加工制造方法。
技术介绍
目前国内外制造铜及铜合金管材生产技术多采用挤压穿孔轧制法、水平连铸三辊行星轧机(PSW，planetenschragwalzwerk(德文))斜轧法及预热铸坯三辊行星轧机(PSW)斜轧法。如图1、图2所示，三辊行星轧机(PSW)包括箱体94、设置在箱体94内的转子93、及轧辊91，所述轧辊91按箭头M方向进行公转，按箭头N方向进行自转。上述三辊行星轧机的轧制原理是三个轧辊91互成120度角分布在工件92(管坯)周围，中间是芯棒95，三个轧辊91在公转的同时又自转，并且轧辊轴线又和轧制轴线有一定的歪斜角度α，角度α与三辊行星轧机偏心距成正比，如果偏心距较大，三辊则会产生干涉，因此需要较小的偏心距，即角度α较小。由于角度α的存在，轧辊91在对管坯进行轧制过程中会形成一个轴向分力，促使轧管前进，但由于轧辊91和轧制轴线之间的角度不可能太大，决定了其轧制速度较低，在20m/min以下，且可加工管坯的外径较小，在80mm左右，轧制后的管材外径在50mm以下，生产效率较低。中国第02138022.8号专利申请揭示一种温加工制造铜及铜合金管的方法，前者的步骤包括管坯预热、管坯轧制及轧件冷却，主要特征是在轧制前将管坯预热到环境温度与再结晶温度之间，然后再通过三辊(PSW)轧机进行轧制，以克服轧制变形的不均匀，但在实际操作中，对管坯进行预热并不能达到其真正目的，因此管坯在轧制过程中由于变形加工产生的热量，该管坯的温度实际上完全可以达到管坯重新再结晶所需要的温度，因此增加预热工艺对管坯再结晶并不能起到任何作用，反而会因为增加预热工艺而增加预热设备、考虑合适的预热方法而增加管坯的制造成本，浪费能源；对管坯进行预加热而产生的温度并不容易控制，而且预加热后到变形加工过程中热量还会散失，导致温度降低，因此预加热产生的温度并不能与加工过程中管坯变形产生热导致的温度叠加；另外，由于金属管坯是热传导的良性材料，在预加热过程中管坯头部温度远大于其他部位的温度，是实际操作中难以达到的技术，而且管坯在预加热之前已经进行过削除氧化皮的步骤，在预加热过程中由于温度升高，为防止管坯再次在高温下表面被氧化，则需要在预加热期间施以一定的保护气体对管坯进行保护，因此还需要再增加设备、原料与工艺，更进一步降低管坯的制作效率、增加管坯制造的成本。中国第03149757.8号专利申请揭示另外一种行星轧管机制造铜及铜合金管的方法，利用三辊(PSW)轧机对管坯进行轧制，使管坯在温度701-850℃，断面收缩率85-95％，轧制速度12-30m/min轧制成形，但上述方法存在轧件扭曲变形大，轧制速度偏低，轧管直径偏小等缺点。请参照图2所示，三个轧辊91和工件92在轧制过程中形成了一个近似三角形的截面，正是由于这种在特殊空间形成的不规则截面，使工件在转动时扭曲变形大，容易形成轧管的质量缺陷，并且轧制阻力较大，咬入线911和脱离线912的壁厚相差较大，均匀性较差，即使到圆整后，其壁厚(T)的差异性仍较大，Tmax-Tmin≥0.35mm，对以后工序的生产产生不利的影响，造成其精度较低。因此，传统的挤压穿孔轧制法工序多，中间还包括加热工序，制造成本高，而且成品率低，产品精度差，难以生产超长的管材。水平连铸三辊行星轧机(PSW)斜轧法及预热铸坯三辊行星轧机(PSW)斜轧法同时还存在轧制速度低，轧管规格偏小，无法生产大直径铜管及浪费能源等缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种制造过程简单、成品精度高的铜或铜合金管材的加工方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案本专利技术，包括a)去除管坯表层的氧化皮；b)利用四辊行星轧机对去除表层氧化皮的管坯进行高速轧制；c)对高速轧制造后的管坯进行快速冷却；d)利用直线拉拔设备对冷却后的管坯进行直线拉拔。优选的，在所述步骤b)中，对管坯进行轧制的速度为20-60m/min。优选的，所述轧制的速度为45m/min。优选的，在步骤b)中，管坯在轧制过程中的变量大于或者等于90％。优选的，在步骤b)中，管坯的温度在瞬间升高到700℃或者以上。优选的，在步骤c)中中采用的是二次冷却装置，且所述管坯的冷却速度为160-200℃/s。优选的，经过步骤c)的冷却之后，所述管坯的晶粒度保持在0.01-0.04mm范围内。优选的，所述步骤a)去除表面氧化皮采用刮屑法实现。优选的，所述步骤a)去除表面氧化皮采用上下布置的两个铣刀进行双面旋转铣面方法实现。优选的，所述管坯的外径范围为80-240mm之间。相对于现有技术，本专利技术的优点在于本专利技术由于采用的四辊行星轧机没有设置中间齿轮，且太阳轮直接与固定到轧辊轴上的行星轮相咬合，因此四辊行星轧机的强度较大，并且四辊行星轧机比三辊行星轧机多一个支撑点，四辊行星轧机利用扩垫片对轧辊进行轴向调节，因此强度大大增加，无论对铸造管坯和挤压管坯都可以进行轧制，因此本方法的适用范围较广；而且由于强度大，制造的工件精确度较高，轧制后管坯的壁厚均匀性比三辊行星轧机的轧制管坯的壁厚均匀提高了25％左右，有利于后续加工；另外本专利技术加工方法中，省略了对管坯进行预加热的步骤，由于采用的四辊行星轧机强度较大，所以在加工过程中轧制速度可以较快，能够达到现有加工方法的3倍左右，从而产生较大的变形热，可以使管坯达到再结晶的温度，使粗大的铸造组织实现再结晶速度加快，结晶后的晶粒细小、均匀，在0.010～0.040mm之间，而且还略去了预加热需要的设备、步骤、以及在预加热过程中所需要的对管坯进行防氧化保护的设备及措施，因此不仅工艺流程简单，效率高，而且成本也低。另外，相对于现有技术，由于本专利技术加工方法中采用的轧辊多，减少了轧制过程工件的扭曲程度，提高了轧制管坯的表面质量，表面平滑光亮度提高50％，而且四辊行星轧机的轧辊较多，因此轧制后面积缩减比也较大，达到90％以上；在轧制步骤后对软态管坯进行直线拉拔的加工方式，从而又避免了铜管的擦伤表面的现象；而且本专利技术方法的效率较高，可以降低能源消耗和人力资源，较大幅度的降低了成本。附图说明以下参照附图，本专利技术的具体实施方式进行详细的说明。图1是现有三辊行星轧机的平面示意图。图2是图1的工作原理示意图。图3是本专利技术采用的四辊行星轧机的平面示意图。图4是图3的剖面示意图。图5为图4的工作原理示意图。具体实施例方式请同时参照图3、图4所示，应用于本专利技术的四辊行星轧机100包括箱体7、设置在箱体7内的转子6、固定到转子6上且在圆周上均匀分布的四个行星轧辊2，所述轧辊2在沿箭头A方向自转的同时随着转子6进行沿箭头B公转。轧制过程中，工件1位于四个轧辊2之间，而且每个轧辊2的轧辊轴线11都与工件1的轧制轴线12之间具有偏心距E，偏心距E是由一定偏角决定的，根据公式N＝F×E(其中N为扭矩，F为力，E为偏心距)，在轧制力一定的情况下，偏心距E越大，扭矩则越大。为了显示清楚，图4中只示出了四个轧辊2中的两个，电机驱动(未图示)带动齿轮8转动，齿轮8和固定在转子上的齿轮相啮合，带动转子6转动，又因为行星轧辊2固定到转子6上，因此轧辊2随着转子6进行公转。电机驱动(图中未示出)带动齿轮10转动，齿轮10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜或铜合金管的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：ａ）去除管坯表层的氧化皮；ｂ）利用四辊行星轧机对去除表层氧化皮后的管坯进行高速轧制；ｃ）对高速轧制造后的管坯进行快速冷却；ｄ）利用直线拉拔设备对冷却后的管材进行直线拉拔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王智斌，张习刚，瑞德格泰科，
申请(专利权)人：金龙精密铜管集团股份有限公司，考克斯技术有限两合公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]