專利名稱：制管方法與制管設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的制管方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求15前序部分的制管設(shè)備。
從4,876,870號美國專利中可以知道有一種制造非鐵金屬管的方法。使用這種方法時，連續(xù)鑄坯是使用例如行星軋機進行冷加工的，由于受變形阻力的影響，加工材料的溫度上升到再結(jié)晶范圍。在所述專利文件中，冷加工一般指的是，加工中的坯材在加工開始時是常溫，但隨著加工的進行，溫度上升，高于一般的冷加工的溫度，即達到材料的再結(jié)晶范圍。3,735,617號美國專利披露了一種適于實施現(xiàn)有技術(shù)方法的行星軋機。這種軋機里，安裝了三個互相形成120°角的錐形軋輥。這些軋輥既圍繞自身的軸線又圍繞行星軋機座的中心旋轉(zhuǎn)。在所述軋機中，軋輥的主要錐形是向軋制材料行進方向變細的。還已知相應(yīng)的行星軋機，特別是用于軋制鋼管的軋機，軋輥的安裝方向與軋制材料行進方向相反，即軋輥的錐形是向軋制材料行進的相反方向變細的。4,510,787號美國專利介紹了制造空心鉆桿的方法，其中的一種可能就是使用的向軋制材料行進相反方向變細的錐形軋輥。
使用現(xiàn)有技術(shù)的這種方法制造銅管是極為成功的。然而，如果產(chǎn)量增加，現(xiàn)時的這種方法，特別是它用的設(shè)備就有些缺點了。產(chǎn)量增加要求提高軋制速度?，F(xiàn)行滾軋機的結(jié)構(gòu)，特別是軋輥頭的結(jié)構(gòu)，不適于提高軋制速度和軋機旋轉(zhuǎn)速度。這尤其是由于受到離心力影響的緣故。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種能經(jīng)濟地提高產(chǎn)量的方法。本發(fā)明的另一目的是創(chuàng)制一種既能避免以前的缺點又能提高產(chǎn)量的設(shè)備。
本發(fā)明是根據(jù)觀察了解到銅的工作阻力在再結(jié)晶后減少到只剩很小一部分而想出的。上述這種現(xiàn)象使得設(shè)備對管坯進一步加工能比第一加工步驟明顯地經(jīng)濟得多。
本發(fā)明具有權(quán)利要求書中陳述的特征。
根據(jù)本發(fā)明的方法具有若干顯著的優(yōu)點。把加工過程分為兩步尤其能使第一加工步驟后的管坯的壁厚大于使用現(xiàn)有技術(shù)的方法所產(chǎn)生的壁厚，從而可以增加產(chǎn)量。在第一加工步驟中，工件再結(jié)晶并軟化，在緊接第一加工步驟之后的第二加工步驟中，對管坯的加工就只需加工機械作少量一點功了。此外，本發(fā)明還能使第二加工步驟的加工狀況極為多樣化。第二加工步驟可以用一個或多個軋輥進行?？梢赃\用行星軋機、拉力減徑機或者定徑軋機。在第二加工步驟中，除了縮小管坯直徑外，還可以擴大管坯直徑。通過調(diào)整管坯溫度可以獲得加工步驟的最佳狀況。
在本發(fā)明使用的機器中，錐形軋輥一般指的是在軋制表面上第一端的直徑大于第二端的直徑的滾軋機的軋輥。錐形軋輥的真正形狀不一定是錐形的，也不一定是截頭錐形的，而是可以根據(jù)具體的實施例變化的。行星軋機一般指的是軋輥既圍繞自身的軸線又圍繞要軋制的坯材旋轉(zhuǎn)的軋機。
下面參照附圖對本發(fā)明作更詳細的說明，附圖中

圖1-現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的簡圖；圖2-根據(jù)本發(fā)明方法的簡圖；圖3-根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的詳圖。
圖1示出的是現(xiàn)有技術(shù)軋制管坯1的一種方案。在現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備中，管坯1主要是用下文稱之為錐形軋輥的多個行星式錐形軋輥部件2在一個加工步驟中軋制的。每個錐形軋輥2都圍繞自身的旋轉(zhuǎn)軸線3旋轉(zhuǎn)，此外，這些軋輥通常還圍繞與管坯中心軸線4平行的行星基座的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。軋制時，通常使用位于管坯內(nèi)的心軸5。在附圖中，管坯的移動方向以箭頭6表示。為了清楚起見，錐形軋輥2的移動及其傳動機構(gòu)沒有繪出。某些使用錐形軋輥的常用軋制設(shè)備披露于例如美國的3,735,617和GB2019281A等文件中。
圖2簡要示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，顯示的是沿圖1的A-A線剖開的截面圖。因此，例如連鑄管坯1被運到實施根據(jù)本發(fā)明的一個加工步驟。在本方法的第一加工步驟F1，管坯被加工，從而，至少在被加工處，被加工的管坯的溫度，主要由于變形阻力的影響上升到再結(jié)晶范圍或接近這一范圍。第一步驟F1由第一軋機裝置進行。第一軋機裝置至少有一個軋輥2，優(yōu)選地有多個軋輥2。在圖2的實施例里，這些錐形軋輥2圍繞自身的軸線3旋轉(zhuǎn)，并且圍繞行星座的中心旋轉(zhuǎn)，例如，該座通常位于管坯1的中心軸線4上。在管坯1內(nèi)，通常使用心軸5，在這種情況下，管坯1的壁是在各個軋輥2與心軸5之間加工的。典型地，在第一加工步驟，加工中的管坯的加工程度、壁厚和質(zhì)量流一般都要選擇得能取得最大質(zhì)量流及對于再結(jié)晶的良好環(huán)境。典型地，在第一加工步驟里，管坯一般是冷加工。
管坯基本在緊接第一加工步驟F1之后進行第二加工步驟F2的加工。至少在第一加工步驟F1和第二加工步驟F2期間管坯1要保持于無氧化環(huán)境里，最好在兩步驟之間也保持于無氧化環(huán)境里。所述無氧化環(huán)境比如是通過保護氣體區(qū)9而造出的，為了至少部分地防止管坯氧化，該區(qū)內(nèi)的環(huán)境要調(diào)整。所使用的保護氣體一般可以是，例如，氮或氬。
根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實施例，在第二加工步驟F2里，管坯1的壁厚s減薄。典型地，在第二加工步驟F2中，管坯1的壁厚減薄大約50-70％。第二加工步驟F2可以包括多個連續(xù)的軋制步驟。在一個典型的實施例中，管坯1在第二加工步驟F2用行星式斜軋機或行星式斜置軋機加工。在另一實施例中，管坯1在第二加工步驟F2用拉伸減徑法加工。在第三實施例中，管坯以定徑軋制法加工。各種不同的加工法還可以先后結(jié)合使用。
根據(jù)本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，它增加了加工的可能選擇。在第二加工步驟F2里，管的(內(nèi))直徑d基本保持恒定值。在另一優(yōu)選實施例里，管直徑d在第二加工步驟F2(圖3)內(nèi)被擴大。必要時，管徑d用置于管坯內(nèi)的心軸5擴大。在圖3里，心軸5的直徑在第二加工處向管坯輸出方向6呈錐形擴大。在典型的情況下管坯的壁厚s是同時減薄的。在一個優(yōu)選實施例中，管坯直徑d也可以在第二加工步驟F2內(nèi)縮小。
使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以比現(xiàn)有技術(shù)的方法更靈活地把管坯的(內(nèi))直徑d和壁厚s調(diào)整到所需的值而不必限制容量。
必要時，可在第一加工步驟前、第一加工步驟中、第二加工步驟前或第二加工步驟中調(diào)整管坯的溫度。加熱，例如，可以用感應(yīng)線圈進行。自然也可以使管坯冷卻。
根據(jù)本發(fā)明對管坯加工的設(shè)備，在第一加工步驟F1中包括至少有一個錐形軋輥部件2的滾軋機。在管坯1行進方向6基本緊接第一加工步驟F1的軋機之后安裝第二加工步驟F2的軋機。本發(fā)明的設(shè)備還至少在第一加工步驟F1和第二加工步驟F2的軋機處，最好還包括在該兩步驟之間的空間，設(shè)有保護管坯1的保護氣體區(qū)9。
所述保護氣體區(qū)9一般至少部分地包圍第一加工步驟和第二加工步驟的軋機，該區(qū)還要包圍上述兩者之間的區(qū)域，至少是靠近管坯1的區(qū)域。
在一個典型的實施例里，第一加工步驟F1內(nèi)軋機的錐形軋輥部件在管坯輸入側(cè)的直徑大于在輸出側(cè)的直徑(如圖1所見)。根據(jù)另一實施例，第一軋機的錐形軋輥部件2在管坯輸出側(cè)的直徑大于在輸入側(cè)的直徑(根據(jù)圖2)。第一軋機一般是一種至少安裝3個用作軋制部件的錐形軋輥部件2的行星軋機。
在圖2的實施例中，第二加工步驟F2的軋機中至少一個是行星軋機。
在一個優(yōu)選實施例中，第二加工步驟軋機軋輥7的旋轉(zhuǎn)軸線8與管坯1的縱軸線4平行。
典型地，第二加工步驟軋機至少有一個軋輥7的旋轉(zhuǎn)軸線8與管坯1的縱軸線4形成一個角。
在一個實施例中，第二加工步驟軋機至少有一個軋輥7的旋轉(zhuǎn)軸線8基本上垂直于與管坯1的縱軸線4相切的平面。
因此第二加工步驟軋機的軋輥部件可能包括錐形軋輥部件或者旋轉(zhuǎn)軸線垂直于管坯行進方向的軋輥部件，或者這兩者的結(jié)合。
本發(fā)明的設(shè)備包括至少一個心軸件5。所述心軸件的形狀和大小根據(jù)該實施例而定。圖3繪制了一個管坯1的(內(nèi))直徑d減小的實施例。管坯1的壁厚s同時減薄。心軸5加工處的直徑向管坯1的輸出方向6呈錐形減小。
本發(fā)明主要適用于制造非鐵金屬材料管。具體地說，本發(fā)明用于制造銅或銅合金管。
權(quán)利要求
1.一種制造非鐵金屬材料的，特別是主要為銅材料的管子的方法，其中，在第一加工步驟，管坯(1)被加工，主要由于變形阻力，加工中的管坯的溫度，至少在加工處，上升到再結(jié)晶范圍，其特征在于所述管坯(1)基本上在緊接第一加工步驟(F1)之后進入第二加工步驟(F2)；所述管坯(1)至少在第一加工步驟(F1)和第二加工步驟(F2)保持于無氧化環(huán)境中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述管坯(1)在所述第一和第二加工步驟之間也保持于無氧化環(huán)境中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述無氧化環(huán)境是通過建立其中有保護氣體的保護氣體室(9)而獲得的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其特征在于在所述第一加工步驟(F1)，對所述管坯(1)進行的是冷加工。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其特征在于所述管坯(1)的壁厚(s)在第二加工步驟(F2)是減薄的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其特征在于所述管坯(1)的壁厚(s)在第二加工步驟(F2)減薄大約50-70％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其特征在于所述管坯(1)的直徑(d)在第二加工步驟(F2)基本上保持不變。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的方法，其特征在于所述管坯(1)的直徑(d)在第二加工步驟(F2)是縮小的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的方法，其特征在于所述管坯(1)的直徑(d)在第二加工步驟(F2)是擴大的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的方法，其特征在于第二加工步驟(F2)用至少有一個軋輥(7)的軋機進行加工的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項的方法，其特征在于所述管坯(1)在第一加工步驟(F1)用多個錐形軋輥(2)滾軋的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項的方法，其特征在于所述管坯在兩個加工步驟(F1、F2)中的至少一個是用行星軋機滾軋的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項的方法，其特征在于所述管坯(1)是連續(xù)鑄坯。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項的方法，其特征在于需要時調(diào)整所述管坯(1)的溫度。
15.一種加工管坯(1)的設(shè)備，所述設(shè)備包括一個行星軋機，此行星軋機至少有一個進行第一加工步驟(F1)的軋輥部件，其特征在于沿管坯(1)行進方向(6)基本上在緊接第一加工步驟的軋機之后設(shè)有一個第二軋機，用以實施至少一個第二步驟(F2)；和還設(shè)有建立無氧化環(huán)境的裝置，從而至少在第一和第二加工步驟(F1、F2)把所述管坯(1)保持于無氧化環(huán)境中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其特征在于建立無氧化環(huán)境的裝置包括至少一個保護氣體室(9)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的設(shè)備，其特征在于所述保護氣體室(9)包圍所述第一和第二軋機以及這兩者之間至少靠近管坯(1)的空間。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項的設(shè)備，其特征在于，沿所述管坯的行進方向(6)，第一軋機的錐形軋輥部件(2)在輸入側(cè)的直徑大于在輸出側(cè)的直徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項的設(shè)備，其特征在于，沿所述管坯的行進方向(6)，第一軋機的錐形軋輥部件(2)在輸出側(cè)的直徑大于在輸入側(cè)的直徑。
20.根據(jù)權(quán)利要求15-19中任一項的設(shè)備，其特征在于，所述第一軋機是一個行星軋機，其中至少安裝3個用作滾軋部件的錐形軋輥部件(2)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15-20中任一項的設(shè)備，其特征在于，至少有另一個軋機是行星軋機。
22.根據(jù)權(quán)利要求15-21中任一項的設(shè)備，其特征在于，第二軋機的至少一個軋輥(7)的旋轉(zhuǎn)軸線(8)與所述管坯的縱軸線(4)形成一個角。
23.根據(jù)權(quán)利要求15-22中任一項的設(shè)備，其特征在于，第二軋機的軋輥(7)的旋轉(zhuǎn)軸線(8)與所述管坯(1)的縱軸線(4)平行。
24.根據(jù)權(quán)利要求15-23中任一項的設(shè)備，其特征在于，第二軋機的至少一個軋輥(7)的旋轉(zhuǎn)軸線(8)基本垂直于與所述管坯(1)的縱軸線(4)相切的平面。
25.根據(jù)權(quán)利要求15-24中任一項的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括至少一個心軸部件(5)。
全文摘要
制造非鐵金屬材料的，特別是主要為銅材料的管子的方法。其中，在第一加工步驟，管坯(1)被加工，主要由于變形阻力，加工中的管坯的溫度，至少在加工處，上升到再結(jié)晶范圍。所述管坯(1)基本上在緊接第一加工步驟(F
文檔編號B21B1/46GK1481285SQ01821064
公開日2004年3月10日 申請日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月20日
發(fā)明者馬蒂·萊波寧, 馬蒂 萊波寧 申請人:奧托庫姆普聯(lián)合股份公司