CN112296122B - 高翅片白铜合金高效管制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高翅片白铜合金高效管制造工艺,包括以下步骤:熔铸、热挤压、第一次退火、轧制、开坯、打头及拉伸、第二次退火、空拉、轧制翅片、清洗、漂洗、吹扫以及烘干、消应力热处理、矫直、定尺、检验检测以及包装入库各步骤。本发明提高了BFe10‑1‑1铜合金管坯的塑性;降低了大变形伸拉过程中异物压入的概率;使得轧翅片时开裂情况大为减少;增加了不同成品性能要求的高效管制造选择性;本发明的工艺可行性高、成材率高。
Description
技术领域
本发明属于外表面强化型铜合金高效管制造技术领域,具体地说是一种高翅片白铜合金高效管制造工艺。
背景技术
BFe10-1-1铜合金高效管广泛应用在空调及换热器上,可大大提高换热效率,翅片高度越高,换热效率越高,设备越易紧凑化、大型化,但翅片高度/底壁厚超过2的高效管是高效管制造一道门槛,轧翅片后开裂概率高,尤其对于铜合金这种强度相对高、塑性相对低的材料,因此急需一种操作可行、成才率高的BFe10-1-1铜合金外表面强化型高翅片高效管制造工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种表面开裂情况少、成材率高的高翅片白铜合金高效管制造工艺。
按照本发明提供的技术方案,所述高翅片白铜合金高效管制造工艺包括以下步骤:
(一)、通过熔铸得到材质为BFe10-1-1、直径为180~183mm的锭坯;
(二)、对铜材热挤压机的工模具进行预热,其中挤压内衬温度控制在300~400℃、穿孔针温度控制在300~400℃、挤压垫温度控制在200~300℃、挤压模温度控制在200~300℃;将步骤(一)所得的锭坯切断,将锭坯加热温度至750~850℃并采用铜材热挤压机进行热挤压,挤压速度开展在9~15mm/min,加压压力150~190Kgf,挤压至外径及外径公差为84±1mm、壁厚及壁厚公差为10±0.8mm的管坯,挤压后管坯落入水槽中冷却,冷却后对管坯进行两端平头、去毛刺后矫直;
(三)、将步骤(二)所得的管坯进行退火处理,退火温度控制在720~750℃,退火时间控制在95~100min;
(四)、将步骤(三)所得的管坯进行轧制,轧制成外径及外径公差为48±0.8mm、壁厚及壁厚公差为3±0.08mm的管坯;
(五)、将步骤(四)所得的管坯进行开坯,开坯至外径及外径公差为25±0.06mm、壁厚及壁厚公差为1.5±0.03mm的管坯;
(六)、将步骤(五)所得的管坯进行打头、伸拉,得到外径21~21.5 mm、壁厚1.25~1.30mm的管坯;
(七)、将步骤(六)所得的管坯进行退火处理,退火温度控制在720~750℃,退火时间控制在85~90min;
(八)、将步骤(七)所得的管坯进行空拉,得到外径19~19.5 mm、壁厚1.28~1.33mm的管坯;
(九)、将步骤(八)所得的管坯进行轧制翅片,翅片高度控制在1.3~1.45mm,翅片轧制加工段底壁厚控制在0.6~0.65mm,翅片的齿密度控制在0.70~0.83 pcs/mm;
(十)、将步骤(九)所得的高效管进行清洗、漂洗、吹扫、烘干;
(十一)、将步骤(十)所得的高效管进行消应力热处理,热处理温度控制在550~720℃、保温时间控制在40~60min;
(十二)、矫直、定尺、检验检测、包装入库。
作为优选,将在步骤(一)中所使用的BFe10-1-1材料的各成分含量调整为:镍含量为9.0~9.5 wt%,锰含量为0.55~0.65 wt %,铁含量为1.0~1.5 wt %,铅含量不超过0.02 wt%,磷含量不超过0.005 wt %,硫含量不超过0.008 wt %,硅含量不超过0.05 wt %,锌含量不超过0.05 wt %,锡含量不超过0.005 wt %,余量为铜。
作为优选,步骤(九)中所述轧翅片,在保证翅片高度、加工段底壁厚及换热面积的前提下,增加齿密度、降低翅片高度,每降低0.01mm的翅片高度,则增加齿密度0.01pcs/mm。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
步骤(一)通过科学控制强化元素镍和锰,同时降低对轧翅片开裂影响较大的杂质元素,提高了BFe10-1-1铜合金管坯的塑性;
步骤(六)采用开坯后的硬态管坯进行伸拉,降低了大变形伸拉过程中异物压入的概率;
步骤(九)在换热面积的前提下,对齿密度与翅片高度的科学定量匹配,使得轧翅片时开裂情况大为减少;
步骤(九)轧翅片前的管坯运用空拉制造的半硬态管,使得步骤(十一)中高效管消应力热处理制度可以进行调节,增加了不同成品性能要求的高效管制造选择性;
本发明的工艺可行性高、成材率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种高翅片白铜合金高效管制造工艺包括以下步骤:
(一)、通过熔铸得到材质为BFe10-1-1、直径为181.32mm的锭坯,其中,BFe10-1-1材料的各成分含量调整为:镍含量为9.21wt%,锰含量为0.559 wt %,铁含量为1.23 wt %,铅含量为0.00562 wt %,磷含量为0.00355 wt %,硫含量为0.00476 wt %,硅含量为0.00199 wt %,锌含量为0.0228 wt %,锡含量为0.00197 wt %,余量为铜;
(二)、对铜材热挤压机的工模具进行预热,其中挤压内衬温度控制在300℃、穿孔针温度控制在300℃、挤压垫温度控制在200℃、挤压模温度控制在200℃;将步骤(一)所得的锭坯切断,将锭坯加热温度至750℃并采用铜材热挤压机进行热挤压,挤压速度开展在9mm/min,加压压力150Kgf,挤压至外径及外径公差为84±0.6mm、壁厚及壁厚公差为10±0.6mm的管坯,挤压后管坯落入水槽中冷却,冷却后对管坯进行两端平头、去毛刺后矫直;
(三)、将步骤(二)所得的管坯进行退火处理,退火温度控制在730℃,退火时间控制在100min;
(四)、将步骤(三)所得的管坯进行轧制,轧制成外径及外径公差为48±0.6mm、壁厚及壁厚公差为3±0.05mm的管坯;
(五)、将步骤(四)所得的管坯进行开坯,开坯至外径及外径公差为25±0.04mm、壁厚及壁厚公差为1.5±0.03mm的管坯;
(六)、将步骤(五)所得的管坯进行打头、伸拉,得到外径为21.01~21.04mm、壁厚为1.26~1.28mm的管坯;
(七)、将步骤(六)所得的管坯进行退火处理,退火温度控制在730℃,退火时间控制在90min;
(八)、将步骤(七)所得的管坯进行空拉,得到外径为19.02~19.05mm、壁厚为1.29~1.31mm的管坯;
(九)、将步骤(八)所得的管坯进行轧制翅片,翅片高度控制在1.35mm,翅片轧制加工段底壁厚控制在0.65mm,翅片的齿密度为0.80pcs/mm;
(十)、将步骤(九)所得的高效管进行清洗、漂洗、吹扫、烘干;
(十一)、将步骤(十)所得的高效管进行消应力热处理,热处理温度为550℃、保温时间为50min;
(十二)、矫直、定尺、检验检测、包装入库。
本实施例所制造的高翅片BFe10-1-1白铜合金高效管,其状态为半硬态,翅片高度与底壁厚的比值为2.077;无表面开裂情况,成材率高,达到了89%。
实施例2
一种高翅片白铜合金高效管制造工艺包括以下步骤:
(一)、通过熔铸得到材质为BFe10-1-1、直径为180.76mm的锭坯,其中,BFe10-1-1材料的各成分含量调整为:镍含量为9.25wt%,锰含量为0.610 wt %,铁含量为1.27 wt %,铅含量为0.00576 wt %,磷含量为0.00373 wt %,硫含量为0.00644 wt %,硅含量为0.001wt %,锌含量为0.0409 wt %,锡含量为0.00153 wt %,余量为铜;
(二)、对铜材热挤压机的工模具进行预热,其中挤压内衬温度控制在400℃、穿孔针温度控制在400℃、挤压垫温度控制在300℃、挤压模温度控制在300℃;将步骤(一)所得的锭坯切断,将锭坯加热温度至850℃并采用铜材热挤压机进行热挤压,挤压速度开展在15mm/min,加压压力190Kgf,挤压至外径及外径公差为84±0.5mm、壁厚及壁厚公差为10±0.6mm的管坯,挤压后管坯落入水槽中冷却,冷却后对管坯进行两端平头、去毛刺后矫直;
(三)、将步骤(二)所得的管坯进行退火处理,退火温度控制在750℃,退火时间控制在95min;
(四)、将步骤(三)所得的管坯进行轧制,轧制成外径及外径公差为48±0.5mm、壁厚及壁厚公差为3±0.04mm的管坯;
(五)、将步骤(四)所得的管坯进行开坯,开坯至外径及外径公差为25±0.04mm、壁厚及壁厚公差为1.5±0.03mm的管坯;
(六)、将步骤(五)所得的管坯进行打头、伸拉,得到外径为21.46~21.49 mm、壁厚为1.27~1.29mm的管坯;
(七)、将步骤(六)所得的管坯进行退火处理,退火温度控制在730℃,退火时间控制在90min;
(八)、将步骤(七)所得的管坯进行空拉,得到外径为19.46~19.49mm、壁厚为1.29~1.32mm的管坯;
(九)、将步骤(八)所得的管坯进行轧制翅片,翅片高度控制在1.45mm,翅片轧制加工段底壁厚控制在0.6mm,翅片的齿密度控制在0.70pcs/mm;
(十)、将步骤(九)所得的高效管进行清洗、漂洗、吹扫、烘干;
(十一)、将步骤(十)所得的高效管进行消应力热处理,热处理温度为720℃、保温时间为50min;
(十二)、矫直、定尺、检验检测、包装入库。
本实例所制造的高翅片BFe10-1-1高效管,其状态为软态,翅片高度与底壁厚的比值为2.417;表面质量情况好,成材率高,达到了87%。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据本发明实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种高翅片白铜合金高效管制造工艺,其特征是该工艺包括以下步骤:
(一)、通过熔铸得到材质为BFe10-1-1、直径为180~183mm的锭坯;
(二)、对铜材热挤压机的工模具进行预热,其中挤压内衬温度控制在300~400℃、穿孔针温度控制在300~400℃、挤压垫温度控制在200~300℃、挤压模温度控制在200~300℃;将步骤(一)所得的锭坯切断,将锭坯加热温度至750~850℃并采用铜材热挤压机进行热挤压,挤压速度开展在9~15mm/min,加压压力150~190Kgf,挤压至外径及外径公差为84±1mm、壁厚及壁厚公差为10±0.8mm的管坯,挤压后管坯落入水槽中冷却,冷却后对管坯进行两端平头、去毛刺后矫直;
(三)、将步骤(二)所得的管坯进行退火处理,退火温度控制在720~750℃,退火时间控制在95~100min;
(四)、将步骤(三)所得的管坯进行轧制,轧制成外径及外径公差为48±0.8mm、壁厚及壁厚公差为3±0.08mm的管坯;
(五)、将步骤(四)所得的管坯进行开坯,开坯至外径及外径公差为25±0.06mm、壁厚及壁厚公差为1.5±0.03mm的管坯;
(六)、将步骤(五)所得的管坯进行打头、伸拉,得到外径21~21.5 mm、壁厚1.25~1.30mm的管坯;
(七)、将步骤(六)所得的管坯进行退火处理,退火温度控制在720~750℃,退火时间控制在85~90min;
(八)、将步骤(七)所得的管坯进行空拉,得到外径19~19.5 mm、壁厚1.28~1.33mm的管坯;
(九)、将步骤(八)所得的管坯进行轧制翅片,翅片高度控制在1.3~1.45mm,翅片轧制加工段底壁厚控制在0.6~0.65mm,翅片的齿密度控制在0.70~0.83 pcs/mm;
(十)、将步骤(九)所得的高效管进行清洗、漂洗、吹扫、烘干;
(十一)、将步骤(十)所得的高效管进行消应力热处理,热处理温度控制在550~720℃、保温时间控制在40~60min;
(十二)、矫直、定尺、检验检测、包装入库。
2.根据权利要求1所述的高翅片白铜合金高效管制造工艺,其特征是:将在步骤(一)中所使用的BFe10-1-1材料的各成分含量调整为:镍含量为9.0~9.5 wt%,锰含量为0.55~0.65wt %,铁含量为1.0~1.5 wt %,铅含量不超过0.02 wt %,磷含量不超过0.005 wt %,硫含量不超过0.008 wt %,硅含量不超过0.05 wt %,锌含量不超过0.05 wt %,锡含量不超过0.005 wt %,余量为铜。
3.根据权利要求1所述高翅片白铜合金高效管制造工艺,其特征在于,步骤(九)中所述轧制翅片,在保证翅片高度、加工段底壁厚及换热面积的前提下,增加齿密度、降低翅片高度,每降低0.01mm的翅片高度,则增加齿密度0.01pcs/mm。
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