銅管連鑄技術及行星軋制技術
電解銅熔煉及銅管坯水平連鑄一三輥行星軋制一多道次拉伸成形。與傳統(tǒng)擠壓加工技術的“棒料鑄造一棒料加熱及熱擠壓一軋制及拉伸成形”工藝相比,由于直接制備銅管坯,水平連鑄工藝可使生產(chǎn)效率大幅度提高:其次,三輥行星軋制一道次的加工變形量高達以上,相當于8道次普通軋制變形量,其生產(chǎn)效率也非常高,且該工藝為冷軋成形,不需要加熱。在軋制過程中,由于會產(chǎn)生 的變形量且高摩擦力會生成大量熱能,可使管坯溫度升高到700℃左右,因此,管料發(fā)生了動態(tài)再結晶、晶粒細化,軋制后的管料可以直接進行拉伸成形,不需要中間退火,顯著簡化了加工工藝。與擠壓工藝相比,鑄軋工藝連續(xù)性, 適合于自動化連續(xù)加工生產(chǎn)線。
銅管連鑄技術
由于連鑄工藝與傳統(tǒng)鑄造工藝相比具有許多而優(yōu)點了發(fā)展。其優(yōu)點有:
(1)可節(jié)約工序、縮短流程
與模鑄相比,連鑄工藝的生產(chǎn)流程大為縮短。連鑄工藝較大的特點是省去了模鑄的脫模、整模、鑄錠均熱和開坯等工序,從而使基建投資可節(jié)約40%、占地面積可減少30%、勞動力可節(jié)省75%、產(chǎn)品生產(chǎn)周期變短、生產(chǎn)效率得以提高。
(2)可提高金屬收得率
模鑄的切頭切尾損失達10%,20%,而連鑄的切頭切尾損失僅為1%,2%,因此,能提高金屬收得率、減少原材料的浪費、降低成本、提高產(chǎn)品競爭力。
(3)可降低能量消耗
連鑄工藝省掉了均熱爐的再加熱工序,可使能耗減少1/4,1/2,降低了產(chǎn)品成本。
(4)生產(chǎn)過程機械化和自動化程度高
傳統(tǒng)鑄造車間勞動環(huán)境惡劣、設備落后、體力勞動較多,采用連鑄后,由于設備的改進、操作水平的提高以及采用全程計算機自動化控制和管理,勞動環(huán)境了根本性的 。
(5)鑄坯品種多、質量好
采用連鑄工藝可以生產(chǎn)很多類金屬和合金,且生產(chǎn)的烈材品種多,由于金屬冷卻,使結晶致密、組織均勻,可以獲得質量好的鑄坯。
水平連鑄除了具有連鑄的特點之外,還有一些 的優(yōu)點:①對廠房高度的要求低、占地面積小、設備少且簡單易于維修:②易于安裝電磁攪拌:③可密封澆鑄,減少了液態(tài)金屬的氧 化。
工業(yè)純銅TP2銅管的水平連鑄工藝已經(jīng)取得了成熟的經(jīng)驗,自90年代中期應用以來已取得了長足的發(fā)展,并證明不但,而且產(chǎn)品質量也可以與擠壓加工相比擬,其產(chǎn)品質量一般比較穩(wěn)定,成品率和材料利用率都可達到90%以上。
銅管行星軋制技術
TP2銅管進行三輥行星軋制時,管坯進入軋制變形時由于三向壓應力的作用而產(chǎn)生了 的塑性變形,在塑性變形熱和摩擦熱的作用下,管料的溫度由進入軋輥初期的常溫而升高到700℃左右,發(fā)生了動態(tài)再結晶,形成了細小的晶粒,軋制后的管材可以直接進行多道次拉拔加工而不需要進行中間退火。
銅管多道次拉拔技術
在日本,浮動拉拔工藝發(fā)展速度很快,目前居世界地位。我國1985年以前僅在直拉銅管中采用捕獲式的游動芯頭來生產(chǎn)直徑D>15毫米的電站用管,全游動式盤拉還是空白。
由于近些年對、高表面光潔度、高清潔度銅管材的需求量不斷提高,而要提高表面質量、獲得的尺寸和指定的機械性能,游動芯頭拉拔技術可以說是較、較便利的方法。
浮動芯頭的拉拔,其特點是芯頭不固定,在變形區(qū)依靠其自身形狀和芯頭與管材接觸面間的作用力使之保持平衡。它的主要優(yōu)點是:拉拔力小,可以高速拉拔長管, 管材質量,提高道次加工率,減小工具消耗,需要的設備、工具比較簡易,大、中、小企業(yè)均可采用,是一種多、快、好、省的管材拉拔方法。
內螺紋銅管滾珠旋壓技術
被廣泛應用的內螺紋銅管滾珠旋壓工藝包括三個道次:減徑拉拔、旋壓螺紋起槽和定徑空拉成形。內螺紋管旋壓成形過程,銅管內部塞入一個軸向可以自由旋轉的、外表面帶有螺紋槽的芯頭,它通過連桿和可以繞銅管軸線自由旋轉的游動芯頭連接。在拉拔過程中,游動芯頭起到對螺紋芯頭軸向定位的作用。旋壓起槽后的銅管,經(jīng)較后的定徑空拉工序形成所要求規(guī)格的內螺紋銅管。
成形過程中,原管坯通常為退火態(tài)的光管,首先,經(jīng)過游動芯頭的減徑拉拔,但這里的游動芯頭由于受軸向力的作用而不同于通常的減賠減徑游動芯頭拉拔,要求拉拔力盡量小。退火管坯經(jīng)過減徑拉拔后發(fā)生加工硬化,屈服強度明顯提高,隨后進入滾珠旋壓道次。滾珠旋壓成形是整個工藝的核心,直接決定內螺紋管成齒質量。然而,滾珠旋壓成形過程復雜,管內表面放有和游動芯頭相連且處于浮動狀態(tài)的螺紋芯頭,管的外表面壓有高速旋轉的鋼球。實際上,鋼球是通過高速旋轉的鋼環(huán)摩擦而轉動,且鋼球和管坯存在相互摩擦力,在管的軸向還有端蓋軸向限位,所以鋼球的自轉軸可以是任意的,而公轉軸為管坯的軸線。鋼球旋轉對管坯產(chǎn)生周向的摩擦力矩,因此,管坯在拉拔過程中要發(fā)生輕微的扭轉。
另外,管坯軸向拉拔過程中,管內已成形齒和螺紋芯頭齒槽嚙合使芯頭發(fā)生高速旋轉,芯頭的旋轉方向由芯頭齒的旋向決定,旋轉速度由管的拉拔速度和螺旋升角控制。因此,螺紋芯頭的旋轉方向和鋼環(huán)的旋轉方向剛好存在相同和相反兩種,通常選擇相反的方式容易成形。由上可知,滾珠旋壓成形過程包括了旋壓、拉拔和擠壓過程,變形規(guī)律復雜,且鋼球和芯頭處于一種復雜的交互運動狀態(tài),因此有 通過計算機技術再現(xiàn)成形過程,對成形規(guī)律做系統(tǒng)理論的 ,優(yōu)化和改進工藝,提高產(chǎn)品質量。