CN101579701B - 一种电子热管用铜管材料制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种电子热管用铜管材料制备工艺，是由：熔铸、挤压、锯切、矫直、轧制、盘拉、重卷、退火、拉拔、包装工序构成。此种工艺可以实现管材的连续拉伸，能极大提高生产效率，制备出直径小、精度高、成本低、工艺简便、满足客户适用性需求的电子热管用铜管材料；产品尺寸公差符合国标GB17791-2007或美标ASTM B111所规定的要求，硬态性能满足：Rm≥320Mpa、HV0.3：105～130。
Description
技术领域
本发明涉及一种有色金属材料加工工艺，尤其是一种电子热管用铜管材料制备工艺。
背景技术
电子热管由于具有极高的导热性、良好的等温性，冷热两侧的传热面积可任意改变，可远距离传热、可控制温度等优点，广泛应用于宇航、军工、冶金、化工、交通、机械以及电子等行业。电子热管用铜管材料按生产加工方式主要分为沟槽式和烧结式两种，本发明主要为烧结式电子热管提供铜管材料。采用现有的铜管加工工艺制备的铜管，无法满足客户还需采用1000℃左右加热铜管再加工成电子热管及经高温加热后铜管折弯不能起皱和表面光滑等要求，由于工艺难度大目前国内电子热管用铜管材料仍需大量进口。
发明内容
为克服上述不足，本发明提出一种电子热管用铜管材料制备工艺，改变了现有先拉拔后退火制备工艺，采用拉拔加工前先进行退火再进行带大加工率的拉拔加工方式，达到减少位错提高再结晶温度效果，制备的铜管材料可满足客户采用1000℃左右加热再加工成电子热管及高温加热后铜管折弯不起皱和表面光滑等要求；本工艺具有生产效率高、成本低、工艺简便等优点，并且还可提供满足客户特殊要求的电子热管用铜管材料，替代进口，满足宇航、军工、冶金、化工、交通、机械以及电子技术等行业电子热管用铜管材料需求。
本发明的技术方案：材料采用高纯无氧铜，生产工艺流程采用：熔铸、挤压、锯切、矫直、轧制、盘拉、重卷、退火、拉拔、包装等工序；其中重点在于：熔铸、退火及拉拔工序。
在本发明采用的主要工艺中：熔铸：使用真空感应炉(无芯或有芯)进行熔炼铸造锭坯，熔铸温度：1150～1250℃，铸造速度：2.5～3.5m/h；挤压：采用挤压机与配套芯棒进行对加热的锭坯进行挤压，挤压工艺采用水封脱皮方式，铸锭加热温度：720～880℃，挤压速度：35～50mm/s，挤压比：21，压余厚度：25～40mm，经挤压机配属的加热炉加热的铸锭被推入油压机挤压筒内，挤压轴挤制铸锭经模具出口流出，模具出口和一个充满水的水槽相连，挤出的管坯直接进入水槽内进行快速冷却，可以防止管坯表面氧化，以及细化挤制管坯的晶粒，挤制的同时进行铸锭脱皮；轧制：采用轧管机与配套芯棒对挤制的管坯进行轧制，轧制送进量：6～14mm，正常轧制速度：120～145冲程/min，延伸系数：8～10；盘拉：采用圆盘拉伸机对轧制的管坯进行多道次圆盘拉伸，拉伸过程中视道次采用不同的延伸系数，延伸系数控制在1.30～1.45之间，并且每道次根据不同的延伸系数采用不同规格的拉模及不同规格的游动芯头，在拉伸过程中使用外模油运动粘度：400～900mm2/s(40℃)、内模油运动粘度：2800～3600mm2/s(40℃)，拉伸模的模角：9°～12°，游动芯头的锥角：6°～9°，拉伸模与游动芯头的角度差为1°～3°；重卷：使用重卷机对盘拉的管坯进行重新卷曲，卷曲速度：300～400m/min，并在线进行涡流探伤；退火：采用光亮退火炉对重卷后的管坯进行光亮退火，退火工艺加热温度：360～600℃，辊速：100～240mm/min，保温时间：70～130min；拉拔：采用联合拉拔机对退火后的管坯进行最后一道次拉伸加工实施带大加工率的直条拉拔加工，延伸率控制在1.40～1.60之间，正常拉拔速度：10～100m/min，并在线进行涡流探伤，再经矫直辊矫直及锯切，确保加工后的铜管材料具有一定的硬度、强度、延展性、平直度以及满足客户的适用性要求；包装：按客户要求进行包装入库。
本发明有益效果；采用盘拉后进行直条拉拔加工可以大大提高了生产效率，满足客户需求，并且减少了工艺处理过程，更进一步降低了生产成本，替代进口电子热管用铜管；采用本工艺方法生产的直条产品的规格范围：φ4～φ25X0.3～2mm，其尺寸公差符合国标GB17791-2007或美标ASTM B111要求；硬态性能满足：Rm≥320Mpa、HV0.3：105～130。
具体实施方式
下面给出具体实施方式对本发明进一步说明：
实施例1
一种硬态热管材料直条管，规格φ6X0.30mm，外径允许偏差±0.03mm，壁厚允许偏差±0.02mm，Rm≥320Mpa，Hv：105-130，平直度＜12mm/3000mm；
1.熔铸：使用真空感应炉进行熔铸，熔炼温度：1150～1250℃，铸造速度：2.5～3.5m/h，铸造成φ245mm规格的铸锭。
2.挤压：使用挤压机进行水封脱皮与配套芯棒对铸锭挤压，挤压工艺为加热温度：740～880℃，挤压速度：35～50mm/s，挤压比：21，压余厚度：25～40mm，挤制成φ80X10mm的管坯。
3.锯切：使用锯床对挤压管坯进行头尾切断。
4.矫直：使用水平矫对锯切管坯进行矫直。
5.轧制：使用轧管机对矫直管坯进行轧制成φ39X1.8mm，送进量：12mm，正常轧制速度：120～145冲程/min，延伸系数：10.45。
6.盘拉：采用倒立式圆盘拉伸机对轧制管坯进行11道次圆盘拉伸，1道次延伸系数为1.40，2道次延伸系数为1.40，3道次延伸系数为1.39，4道次延伸系数为1.39，5道次延伸系数为1.39，6道次延伸系数为1.38，7道次延伸系数为1.39，8道次延伸系数为1.38，9道次延伸系数为1.36，10道次延伸系数为1.38，拉伸至φ8X0.34mm，不同规格的拉模及不同规格的游动芯头，并在拉伸过程中使用内外模油。
7.重卷：采用重卷机对盘拉管坯进行再次卷曲，卷曲速度：300～400m/min，并在线进行涡流探伤，卷宽：245mm，卷外径＜1100mm。
8.退火：采用光亮退火炉对重卷管坯进行光亮退火。退火工艺为：360～600℃，辊速：100～240mm/min，保温时间：70～130min。
9.拉拔：使用联合拉拔机对退火管坯进行最后一道次的拉伸加工实施带大加工率的直条拉拔加工，延伸系数：1.40～1.60，以保证拉拔加工后的铜管具有一定的硬度、强度、延展性，正常的拉伸速度：10～100m/s，并进行涡流探伤及水平矫矫直，最终保证管材的平直度符合客户要求。
10.包装：管材在联合拉拔机配属设备上直接进行定尺锯切，然后对管材两端在线打毛刺，管材落入储料架内并进行吹风清除锯屑后直接包装、入库发货。
实施例2
一种硬态热管材料直条管，规格φ6X0.30mm，外径允许偏差±0.03mm，壁厚允许偏差±0.02mm，Rm≥320Mpa，Hv：105-130，平直度＜12mm/3000mm；
1.熔铸：使用无芯真空感应炉进行熔铸，熔炼温度：1150～1250℃，铸造速度：2.5～3.5m/h，铸造成φ245mm规格的铸锭。
2.挤压：使用挤压机进行水封脱皮与配套芯棒对铸锭挤压，挤压工艺为加热温度：740～880℃，挤压速度：35～50mm/s，挤压比：21，压余厚度：25～40mm，挤制成φ80X10mm的管坯。
3.锯切：使用挤压机配属锯切设备对挤压管坯进行头尾切断。
4.矫直：使用水平矫对锯切管坯进行矫直。
5.轧制：使用轧管机对矫直管坯进行轧制成φ39X1.8mm，送进量：12mm，正常轧制速度：120～145冲程/min，延伸系数：10.45。
6.盘拉：采用倒立式圆盘拉机对轧制管坯进行11道次圆盘拉伸，1道次延伸系数为1.40，2道次延伸系数为1.40，3道次延伸系数为1.39，4道次延伸系数为1.39，5道次延伸系数为1.39，6道次延伸系数为1.38，7道次延伸系数为1.39，8道次延伸系数为1.38，9道次延伸系数为1.36，10道次延伸系数为1.38，拉伸至φ8X0.34mm，不同规格的拉模及不同规格的游动芯头，并在拉伸过程中使用内外模油。
7.重卷：采用重卷机对盘拉管坯进行再次卷曲，卷曲速度：300～400m/min，并在线进行涡流探伤，卷宽：245mm，卷外径＜1100mm。
8.退火：采用光亮退火炉对重卷管坯进行光亮退火。退火工艺为：360～600℃，辊速：100～240mm/min，保温时间：70～130min。
9.拉拔：使用联合拉拔机对退火管坯进行最后一道次的拉伸加工实施带大加工率的直条拉拔加工，延伸系数：1.40～1.60，以保证拉伸后铜管具有一定的硬度、强度、延展性，正常的拉伸速度：10～100m/s，并进行涡流探伤及水平矫14辊矫直，最终保证管材的平直度符合客户要求。
10.包装：管材在联合拉拔机配属设备上直接进行定尺锯切，然后对管材两端在线打毛刺，管材落入储料架内并进行吹风清除锯屑后直接包装、入库发货。
实施例3
一种硬态热管材料直条管，规格φ6X0.30mm，外径允许偏差±0.03mm，壁厚允许偏差±0.02mm，Rm≥320Mpa，Hv：105-130，平直度＜12mm/3000mm。
1.熔铸：使用有芯真空感应炉进行熔铸，熔炼温度：1150～1250℃，铸造速度：2.5～3.5m/h，铸造成φ245mm规格的铸锭。
2.挤压：使用挤压机进行水封脱皮与配套芯棒对铸锭挤压，挤压工艺为加热温度：740～880℃，挤压速度：35～50mm/s，挤压比：21，压余厚度：25～40mm，挤制成φ80X10mm的管坯。
3.锯切：使用挤压机配属锯切设备对挤压管坯进行头尾切断。
4.矫直：使用水平矫对锯切管坯进行矫直。
5.轧制：使用轧管机对矫直管坯进行轧制成φ39X1.8mm，送进量：12mm，正常轧制速度：120～145冲程/min，延伸系数：10.45。
6.盘拉：采用倒立式圆盘拉机对轧制管坯进行11道次圆盘拉伸，1道次延伸系数为1.40，2道次延伸系数为1.40，3道次延伸系数为1.39，4道次延伸系数为1.39，5道次延伸系数为1.39，6道次延伸系数为1.38，7道次延伸系数为1.39，8道次延伸系数为1.38，9道次延伸系数为1.36，10道次延伸系数为1.38，拉伸至φ8X0.34mm，不同规格的拉模及不同规格的游动芯头，并在拉伸过程中使用内外模油。
7.重卷：采用重卷机对盘拉管坯进行再次卷曲，卷曲速度：300～400m/min，并在线进行涡流探伤，卷宽：245mm，卷外径＜1100mm。
8.退火：采用光亮退火炉对重卷管坯进行光亮退火。退火工艺为：360～600℃，辊速：100～240mm/min，保温时间：70～130min。
9.拉拔：使用联合拉拔机对退火管坯进行最后一道次的拉伸加工实施带大加工率的直条拉拔加工，延伸系数：1.40～1.60，以保证拉伸后铜管具有一定的硬度、强度、延展性，正常的拉伸速度：10～100m/s，并进行涡流探伤及水平矫14辊矫直，最终保证管材的平直度符合客户要求。
10.包装：管材在联合拉拔机配属设备上直接进行定尺锯切，然后对管材两端在线打毛刺，管材落入储料架内并进行吹风清除锯屑后直接包装、入库发货。
Claims (1)
1.一种电子热管用铜管材料制备工艺，是由：熔铸、挤压、锯切、矫直、轧.制、盘拉、重卷、退火、拉拔、包装工序构成；采用先进行光亮退火加工后进行带大加工率的拉拔加工方式进行制备电子热管用铜管管坯，可以满足用户后续1000℃左右烧结加工后不起皱和表面光滑的适用性要求，其尺寸公差符合国标GB17791-2007或美标ASTM B111要求；硬态性能满足：Rm≥320Mpa、HV0.3：105～130；其特征在于：熔铸、退火、拉拔工序；
所述的熔铸：使用真空感应炉进行熔铸，熔炼温度：1150～1250℃，铸造速度：2.5～3.5m/h；
所述的退火：采用光亮退火炉对重卷后的管坯进行光亮退火，退火工艺加热温度：360～600℃，辊速：100～240mm/min，保温时间：70～130min；
所述的拉拔：使用联合拉拔机对退火后的管坯进行最后一道次拉伸加工实施带大加工率的直条拉拔加工，延伸系数控制在：1.40～1.60之间。
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