[发明专利]一种白铜合金管材短流程高效生产方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种白铜管材短流程高效制备方法，尤其是一种薄壁白铜直管、盘管的短流程制备方法。

背景技术

国内外白铜合金管材的生产主要采用“半连铸实心铸锭—热挤压管坯—冷轧—拉拔”的制管工艺（简称挤轧拉法），由于冷轧、拉伸道次多，加上扒皮、酸洗、中间退火等工艺，其总加工工序多达二十多个道次[见：郭莉，李耀群，冷凝管生产技术，P.30～32，冶金工业出版社，2007]，导致工艺流程长、能耗大、成材率低、成本高等一系列问题。

采用先进的短流程工艺生产白铜合金管材成为近年来研究开发的重点和方向。目前研究主要集中在采用连铸的方法直接制备白铜管坯，取代传统的“半连铸实心铸锭－热挤压管坯”的制坯工艺，结合后续的加工成形，以生产不同规格的白铜直管和盘管。

其中“铸轧拉法”（水平连铸空心管坯－表面铣面、内表面刷铣－行星轧制/冷轧－盘拉或直拉的生产工艺，简称铸轧拉法）的特点是采用普通水平连铸工艺制备管坯。由于连铸管坯的内外表面易产生橘皮、偏析瘤、微裂纹、褶皱等缺陷，因此对管坯进行后续加工成形前须进行内外表面铣面，一方面增加了工序，降低了成材率，另一方面管坯内表面缺陷（如内表面褶皱）只能采用钢丝刷进行刷铣（抛光），难以有效消除，被带入后续加工工序，严重影响产品的质量。此外，普通水平连铸管坯组织为发达的径向柱状晶组织，致密度较低，不利于后续冷加工（轧制、拉拔）的轴向延伸变形。

采用“连续定向凝固制备小直径薄壁管坯—直拉或盘拉”的生产方法[见：谢建新等，铜及铜合金精密管材短流程制备工艺，中国发明专利，ZL200710065281.9，2009-06-10]，可制备具有连续柱状晶组织的高质量管材，但所制备管材的直径和壁厚较小，连铸速度较慢，只适合于小批量生产高品质的白铜管材，难以满足大规模工业生产需要。

本发明申请人等发明的热冷组合铸型水平连铸[见：谢建新等，一种白铜管材热冷组合铸型水平连铸工艺与设备，中国发明专利，申请号201010501407.4，申请日 2010-10-09]是新近开发的一种大直径白铜管材高效连铸新工艺，该工艺可实现较大直径（如直径Ф50mm以上）和壁厚较大（如5mm以上）管材的连铸，连铸管材内外表面质量高，可不进行铣面直接进行冷加工成形；管材具有轴向取向度高的柱状晶组织，十分有利于后续冷加工（如轧制、拉拔）的轴向延伸变形。

因此，热冷组合铸型水平连铸为白铜管材的短流程、高效制备提供了崭新的途径，以该发明专利为基础，可以开发铜合金管材的短流程高效生产方法。

发明内容

本发明的目的是针对白铜管材现有生产方法的工艺流程长，成材率低等问题，为高效生产优质白铜管材，提高成材率，降低生产成本，提供一种运用热冷组合铸型连铸工艺并结合特定的成形加工工艺和退火工艺的白铜管材短流程高效生产方法。

一种白铜合金管材短流程高效生产方法，具体步骤如下：

步骤一：采用热冷组合铸型水平连铸制备直径为Ф50～120mm，壁厚为3～20mm的BFe10白铜管坯；

步骤二：根据两类直管类和盘管类管材产品的不同，采用两种不同的后续加工工艺：（1）白铜直管生产过程，可将步骤一中所述管坯直接进行冷轧，总变形量50％～90％，单道次变形量≤20%～25%；轧制过程可不进行中间退火，也可进行低温退火，使管材消除加工硬化的同时保持沿轴向取向的组织以有利于后续继续加工，退火温度300～550℃，退火时间1～2h；按上述工艺可生产的白铜冷轧直管直径Ф15～45mm，壁厚0.5～2.5mm，成品直管长度≤15m。（2）白铜盘管生产过程，将管坯进行总变形量≤50％～70％的冷轧变形，单道次变形量≤20%～25%，轧制过程可不进行中间退火，轧制完成后进行低温回复退火，以保证管材既有良好的冷加工性能又保持取向组织，退火温度300～550℃，退火时间1～2h，退火保护气氛2%H₂+余量N₂，退火后的盘管坯需经串连拉或三联拉进行一次盘拉前的精整，后续盘拉过程，平均道次延伸系数1.2～1.5，盘拉速度1～1000m/min，可生产白铜盘管直径Ф5～50mm，壁厚0.5～3mm，卷重400～700Kg。