銅管加工技術的發(fā)展
1、擠壓法
擠壓法生產銅管的工藝流程是:半連鑄圓坯一擠壓一冷軋一拉拔一盤拉~纏繞~退火。其中,半連鑄圓坯和擠壓這兩道工序是決定銅管成品率與產品質量的關鍵環(huán)節(jié)。 的圓坯和合理的擠壓工藝是獲得 銅管的前提。由于擠壓的變形特點對鑄坯的質量要求比較嚴格,因此圓坯上的任何缺陷都會帶到銅管上,而且有缺陷的地方往往會造成應力集中,通過塑性變形,缺陷會加深、加長。
擠壓法是銅管加工中應用較早的加工方法,經過一百的發(fā)展,技術己經非常成熟,隨著反向擠壓法以及水封脫皮擠壓技術在擠壓機上的應用,擠出的管材晶粒組織 加均勻細小、管坯質量 高,內外表面光亮無氧 化,不需要進行酸洗,使得擠軋法成為銅管較普遍和應用較廣泛的生產工藝。國內銅加工企業(yè)中,采用擠壓法生產的銅管單根管坯重量己達500公斤,擠壓機較大生產噸位為5000噸,水壓機己被油壓機所替代,擠壓前主要采用火焰爐和電感應加熱兩種形式加熱鑄坯,制品擠壓后均采用水封擠壓方法,避免了擠壓制品氧 化,取消了擠壓制品和坯料的酸洗工序;高速、長行程、環(huán)孔型皮爾格式兩輥冷軋管機是冷軋管工序中主體設備,國產LG-75IB型冷軋管機行程可達1023mm、機架速度可達150次/分;管材盤拉工序多采用倒立式連續(xù)落料盤拉機,拉伸卷筒直徑為2200mm,主要技術裝備國內均能制造。
擠壓法生產銅管存在以下缺點:
(1)國內企業(yè)多采用“感應熔煉一立式半連續(xù)鑄造”工藝生產鑄坯,當鑄坯質量不高時,如果擠壓時脫皮不好,就會將各種鑄造缺陷帶入后道工序,降低產品質量,影響下道工序加工;而 企業(yè)多采用立式連續(xù)鑄造,由于設定同一工藝參數生產,鑄坯質量比較穩(wěn)定,成品質量;
(2)紫銅管擠壓溫度高達850~900℃,經長時間擠壓生產后擠壓筒內襯磨損較大,影響擠出管坯表面質量和尺寸精度,尤其使管坯產生較大的偏心度。
(3)廠房占地面積大,建設周期長,設備投資及維護費用高,能源消耗較大;
(4)由于設備和廠房的原因,生產的銅管長度受到限制;
(5)金屬利用率低,擠壓的壓余、脫皮、穿孔等幾何廢料較多,造成產品成品率低,綜合成品率僅在68%左右。
2、鑄軋法
鑄軋法是生產銅管的一種新工藝,其工藝流程為:水平連鑄管坯~三輥行星軋制~二聯(lián)拉~盤拉~纏繞~退火。鑄軋法是芬蘭奧托昆普公司于20世紀80年代研制 的銅管生產工藝,1992年韓國的LUCKY金屬公司在 上采用該技術進行銅管工業(yè)化生產。1994年我國河南金龍集團成為我國一 個引進這種工藝的企業(yè),經過十幾年的 和 ,取得了一系列的成果。鑄軋法這種生產銅管的工藝在我國了廣泛的應用,大約有60%以上的空調制冷銅管是使用此方法生產的。實踐表明:鑄軋法與擠壓法相比,具有工藝流程短.、、能耗低、成本低、建設投資少等明顯優(yōu)點,銅管成品率可達80~85%,電能平均消耗為800度/噸,產品單位加工費用比擠壓法低500元/噸,生產線建設投資比擠壓法節(jié)省40%。
水平連鑄管坯與三輥行星軋制是鑄軋法的兩道關鍵工序。其中水平連鑄這道工序直接決定較終產品的質量, 對此道工序加以嚴格控制才能生產出 滿足用戶需求的銅管。水平連鑄管坯可以.直接進行行星軋制加工,軋制過程中變形量高達90%以上且變形,大量變形能轉化為熱量使管坯溫度上升到700℃左右,達到銅的再結晶溫度,銅管因此發(fā)生動態(tài)再結晶,而且再結晶時間很短,因此形成了細小的均勻晶粒,可以直接用于拉拔加工。
鑄軋法工藝生產銅管的缺點是:
(1)銅管水平連鑄時,由于管坯是水平方向放置的,重力的作用使管坯上部和下部與結晶器接觸面積不同,所以銅管上下冷卻不均,這是水平連鑄本身特點引起的缺陷;
(2)由于工藝控制方面的原因,常常出現裂紋、氣孔、縮孔等缺陷,這些缺陷是造成后續(xù)軋制和拉拔中斷管和拉裂等缺陷的直接原因。
(3)水平連鑄石墨模具的 換頻率比較高,且 換模具的時間長、操作復雜;
(4)管坯外表面需經過銑面去除表面缺陷,降低生產效率。
3、上引連鑄法
上引連鑄法生產銅管的工藝流程是:上引連鑄管坯一冷軋一拉拔一盤拉。上引法連鑄設備具有以下持點:設計、結構緊湊、布局合理、占地面積小,投資少、生產效益高;操作方便、勞動強度低、工藝性能穩(wěn)定、節(jié)省能源、資源、 ,生產適應性強,可以生產各種類型不同規(guī)格的銅及銅合金桿、管坯和型材等。
上引法連鑄設備建設周期短,投產后兩年內就可以回收全部投資。使用這種方法生產的建筑用水道管、光面空調管、毛細水箱管等產品,由于廉,在市場上具有競爭優(yōu)越。在我國中小型銅加工企業(yè)中被廣泛采用,這種上引連鑄機己經能夠生產較大直徑φ120mm的管坯,目前我國制造的上引鑄管機可同時拉12條管材,而且管材規(guī)格可以各不相同,年生產能力可達5000噸。