[发明专利]一种铜及铜合金管材制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的技术领域金属加工领域，尤其涉及一种铜及铜合金管材的制备方法。

背景技术

长度超过6m、直径超过Ф219mm的超大、超长或超厚铜合金管材是潜艇舰船、海洋工程领域应用极广、市场极度稀缺的高端铜合金管。现有的生产工艺流程图可参见图1。现有生产工艺具有以下缺点：一是受铜挤压机装备水平的限制，传统挤压机管材最大开坯能力为Ф250mm左右，所挤压出的管坯长度一般不超过3m。二是传统穿孔挤压技术将锭坯心部的坯料全部挤出，对挤制大规格空心薄壁管坯而言，仅穿孔工艺损失挤压工序成材率57.76%（以250mm铸锭挤压Ф210×10mm管坯为例）。三是传统的挤压工艺不能对大规格挤压制品进行有效的防氧化防护，挤压后的制品需要进行酸洗处理，造成金属损失。四是传统拉伸制头是采用液压碾头法，每次碾头长度均在坯料直径两倍左右，以直径为Ф210mm的管坯为例，一次制头长度为420mm，相当于损失成材率14%。管坯一般需要经过3-4道次的反复制头-拉伸-切头，仅制头工艺损失成材率30-40%，最终制品长度往往只有3-4m长。且管坯的规格越大，制头损失越大，最终制品长度越短，无法生产市场极其稀缺的、长度达到6-9m的超大铜合金管材。五是超大、超长或超厚铜合金管材要经过反复制头、拉伸、酸洗、退火，生产工艺流程长、成材率低、生产成本高、产品质量低。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种铜合金管材特别是长度达到6m-9m、直径达到Ф219-Ф424mmmm的超大、超长或超厚铜合金管材的制备方法。该制备方法能大大缩短工艺流程、降低生产成本、更好地满足超大超长铜合金管材的市场需求。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种铜及铜合金管材制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(a)将铸锭加热后进行一次正向挤压；

   (b)将步骤(a)得到的管坯进行二次反向挤压；

   (c)将步骤(c)得到的管坯进行预矫直后进行多道次拉伸处理。

   根据上述制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中的拉伸处理为扩径拉伸，并且使用内部安装有衬芯的夹钳进行免制头拉伸。

根据上述制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中的拉伸处理为缩径拉伸，并且使用内部安装有衬芯的夹钳进行免制头拉伸。

本发明的有益效果：本发明采用长径比小于1.0的实心铸锭为坯料，经过反向和正向两次挤压后，得到超大、超长或超厚的二次挤压管坯料。采用特殊的制头方法对挤制管坯料进行免制头拉伸，与传统制头-拉伸工艺相比，可以缩短制头周期，提高工效，减少制头损失60-70%,从而可以生产出长度达到6m-9m、直径达到Ф219-Ф424mmmm的超大、超长或超厚的铜及铜合金管。本发明可以降低挤压过程的穿孔损失100%、压余损失45%左右，可以降低拉伸-制头过程中的材料损失80%。

附图说明

图1是现有技术的工艺流程图；

图2-图6是本发明的制备方法中二次挤压示意图；

图7、图8是本发明的制备方法中免制头扩径拉伸示意图；

图9、图10是本发明的制备方法中免制头缩径拉伸示意图；

图11是本发明的第一个实施例的工艺流程图；

图12是本发明的第二个实施例的工艺流程图；

图13是本发明的第三个实施例的工艺流程图；

图14是本发明的第四个实施例的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的铜及铜合金管材制备方法包括以下步骤：(a)将铸锭加热后进行一次正向挤压；(b)将步骤(a)得到的管坯进行二次反向挤压；(c)将步骤(c)得到的管坯进行预矫直后进行多道次拉伸处理。

参照图2-图6对步骤(a)的一次正向挤压进行描述：

图中显示，当短铸锭3置放于由挤压筒1和堵板2组成的空间内后，挤压装置的主传动系统驱动反向挤压杆4、挤压垫5向右运动，并穿透短铸锭3形成一次挤压管坯料3a，图4显示挤压装置完成一次反向挤压过程。挤压装置完成一次反向挤压过程后，堵板工位移开，装有挤压模7的移动模架移至工作工位，见图5。随后，挤压装置的主传动系统继续驱动正向挤压杆6和反向挤压杆4、挤压垫5向右移动，此时，正向挤压杆起到传递主挤压力的作用，挤压模起到对二次挤压管坯料进行定径的作用，反向挤压杆对二次挤压管坯料的内径起到定径的作用，图6为挤压装置进行二次正向挤压过程。

步骤(c)中的拉伸处理可以是扩径或缩径处理。