[发明专利]铁锰镍白铜管的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种铁锰镍白铜管的制备方法。该铜管主要应用于电站、船舶、制冷、海水淡化等行业的热交换器上，作为换热管。

(二)背景技术

目前，随着电站、船舶、制冷、海水淡化等行业的发展，需要寻找一种高耐腐蚀性能和耐高冲刷性能的换热管材料。目前使用的换热管多为普通黄铜管和镍白铜管。普通黄铜管和普通镍白铜管都有其不足，现分述如下：

黄铜管：黄铜管成本比较低，但是耐腐蚀性能及加工性能没有白铜管好，一般三年左右便要维修更换一批。电站、船舶停产停航维修成本大，制冷停机维修影响大。

镍白铜管：镍白铜管耐腐蚀性能及耐冲刷性能较好，但在耐高腐蚀和耐高冲刷性能还是不够。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种耐高腐蚀和耐高冲刷性能好的铁锰镍白铜管的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种铁锰镍白铜管的制备方法，所述铁锰镍白铜管各元素的重量百分比为：

镍29-32％

锰1.5-2.5％

铁1.7-2.3％

混合稀土0.008％

余量为电解铜

各元素的总和为100％，

所述混合稀土由镧、铈和钇按镧∶铈∶钇＝2∶2∶1的重量比混合而成；

其制备方法包括以下工艺步骤：

步骤一、按配比取电解铜、镍、锰和铁置于低频电炉中，加热至1560～1610℃，边熔炼边振动，并加入混合稀土，采用水平连铸的方法铸造成φ160nn×250mm的实心坯锭，

步骤二、将铸造成的实心坯锭加热至1000-1050℃，挤压成φ83mm×11.5mm的毛坯管，

步骤三、将挤压后的毛坯管轧制成φ45mm×3.5mm，其轧制送进量为3-5mm/次，轧制速度140mm/分，

步骤四、将轧制后的毛坯管用拉伸模拉伸到φ40mm×3.2mm，然后刨皮到φ38mm，将刨皮后的毛坯管进行二道次拉伸，二道次拉伸后的尺寸为分别为φ35×2.65mm和φ32×2.4mm；二道次拉伸后的毛坯管进行中间退火，退火温度为800℃±5℃，退火速度为340mm/min±2mm/min，

步骤五、酸洗，去除表面氧化层，

步骤六、将酸洗后的毛坯进行多道次拉伸，多道次拉伸后的尺寸为分别为φ28×2.2mm，φ26×2mm，φ22×1.85mm和φ19×1.78mm，直至成品，

步骤七、校直、定尺、清洗后逐支进行涡流探伤，涡流探伤增益为31dB，相位为125Deg，滤波为15N，频率为5KHz，

步骤八、成品退火，退火温度为770℃±5℃，退火速度为180-200mm/min；

本发明拉伸模的结构有四部分组成：润滑锥、工作带、定径带和出口锥，各部分工艺要求如下：

润滑锥：润滑锥的锥角β＝40°，润滑锥的长度为定径带直径的0.6倍，

工作带：工作带的锥角α＝11～12°，

定径带：定径带的长度根据拉伸模直径确定，拉伸模直径在3～20mm，定径带长度控制在1～1.5mm，拉模直径在20.1～40mm，定径带长度控制在1.5～2.0mm，

出口锥：出口锥的锥角γ＝45～60°，出口锥的长度为定径带直径的0.2～0.5倍。

本发明具有如下特点：

材料中因为铁和锰的含量比BFe30-1-1(C71500)的含量高，高锰高铁可以大大提高铁锰镍白铜管的耐冲刷腐蚀性能和耐介质腐蚀寿命(见表一、表二)，但是，高锰高铁很难加入，且高锰高铁在合金中分布不均匀，晶粒较粗，易形成表面缺陷，造成冷加工的脆性，冷加工性能不好。本发明通过在熔炼中加入0.008％的镧、铈和钇混合稀土，添加镧在熔炼时起造渣的作用，可能提高铁锰镍白铜管的表面质量；添加铈可以细化晶粒，添加钇可以提高合金塑性(冷加工性能)。所以本发明的铜管耐冲刷腐蚀和耐介质腐蚀寿命的性能在同类牌号中是非常高的。

2、熔炼铸造：众所周知，镍的熔点比铜的熔点要高，为了保证坯锭结晶的均匀性，采用振动连铸的方式可以大大改善坯锭结晶的均匀性。

3、冷轧：冷轧时的塑性变形是由金属内部滑移而产生的。这样的变形条件就能够充分地利用金属的塑性，使得在不破坏金属完整性的情况下得到大的变形量。而且，经过冷轧的大变形量的加工，金属内部组织更加致密，这对于需要对铁锰镍白铜管进一步的加工材料，例如高效轧齿管的加工性能可以大的提高。