一种黄铜管材的短流程高效生产方法

摘要

本发明属于金属材料领域，涉及一种黄铜管材短流程高效生产方法。其特征是运用一种低能耗的热冷组合铸型连铸技术高效生产具有轴向取向组织、内外表面质量优良的黄铜管坯，在不进行表面刨皮处理情况下直接对管坯进行后续成形加工，成形加工过程中不需进行中间退火或仅需少量低温退火，高效生产黄铜管材。所述热冷组合铸型连铸的特点在于连铸结晶器由被加热的热型段和被循环水强制冷却的冷型段组合而成，通过控制管材凝固界面位置位于热型段和冷型段的交界处附近，实现高效制备高表面质量、具有轴向取向组织的管坯。本发明的优点是生产流程短、能耗低、成材率高、生产效率高。

主权项

一种黄铜管材短流程高效生产方法，其特征是连铸结晶器由被加热的热型段和被循环水强制冷却的冷型段组合而成，通过控制管材凝固界面位置位于热型段和冷型段的交界处附近，实现高效制备高表面质量、具有轴向取向组织的管坯；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Ф30～120mm，壁厚为3～30mm的黄铜管坯，其工艺为：根据黄铜的具体成分不同，黄铜的熔化温度为1000～1180℃，锌含量越高，熔化温度越低；由于熔炼时锌元素容易挥发而减少，熔化过程中应采用木炭充分覆盖，以减轻锌元素的挥发，同时，每隔1‑2小时对熔炼炉中的合金成分进行检测，不断补充锌元素，以保证合金的成分在合格的范围内；同样，根据黄铜的具体成分，其保温温度为1030～1200℃，热型温度1000～1180℃，采用电阻加热，加热功率3～5kW；冷型水冷铜套冷却水流量300～1000L/h，牵引速度50～500mm/min；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）黄铜直管生产过程，将步骤一中所述管坯直接进行多道次冷轧或三辊行星轧制，轧制总变形量50％～95％，冷轧单道次变形量≤25%，三辊行星轧制单道次变形量达95%；轧制过程中，当累积变形量达到90%时进行低温回复退火，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200～350℃，退火时间0.5～2h，退火保护气氛2%氢气+余量氮气，生产的黄铜直管直径Ф10～45mm，壁厚0.5～5mm；（2）黄铜盘管生产过程，将管坯进行总变形量≤70％的多道次冷轧或三辊行星轧制变形，轧后的管坯再经串连拉或三联拉进行一次盘拉前的精整，获得用于后续盘拉的盘管坯；精整后的盘管坯可进行低温回复退火，退火温度200～350℃，退火时间0.5～2h，退火保护气氛为2%氢气+余量氮气；采用盘拉机对盘管坯进行后续盘拉成形，后续盘拉平均道次延伸系数1.35～1.55，盘拉速度1～1000m/min，生产的铜盘管直径Ф4～30mm，壁厚0.3～2mm；步骤三：采用水平缠绕机将步骤二中盘拉后的管材进行复绕，黄铜直管则直接进入下一步骤；步骤四：黄铜直管采用辊底式连续光亮退火炉，黄铜盘管采用楼式退火炉进行退火，退火温度300～500℃，炉内气体保护气氛采用以氮气为主，含氢量≤3%的氮、氢混合气体，管内采用纯度较高的保护气体进行内吹扫，吹扫气体连续进气，起始吹扫温度200～350℃，气体压力为0.3～0.6 MPa；对半硬态产品，则冷加工黄铜应在270～350℃进行应力消除退火，以消除应力腐蚀开裂。