專利名稱：一種軋制黃銅管的三輥行星軋制方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種軋制黃銅管的三輥行星軋制方法。
背景技術(shù)：
黃銅中加入鋁顯著縮小a相區(qū)，鋁含量高時會出現(xiàn)Y相，提高合金的強度與硬 度，但大幅度降低合金的塑性；含22% 24% Zn、l. 0% 3. 0% A1的HA177-2鋁黃銅既有 良好的加工性能、鑄造性能以及較高的力學性能，同時也具有很好的熱加工性能。與紫銅相比，HA177-2鋁黃銅在400°C 600°C時塑性極低，在500°C左右的伸長 率小于10%，即存在中溫脆性區(qū)。因此，隨著軋制溫度的升高以及變形的加劇，在400°C 600°C的溫度范圍內(nèi)，黃銅管在行星軋制過程中容易開裂，即存在"中溫脆性區(qū)"。銅管的行星軋制過程中溫度逐漸升高，從最初的室溫達到終軋時溫度為750°C左 右，要想解決黃銅行星軋制過程中管坯開裂的問題，就需要在軋制的過程中避開其"中溫 脆性區(qū)"。避開黃銅"中溫脆性區(qū)"的方法有兩種一是，在黃銅管三輥行星軋制過程中對 管坯進行冷卻，使其軋制溫度始終處于200°C以下。但是在一個被高速旋轉(zhuǎn)的軋輥包圍下 且相對較短的軋制區(qū)內(nèi)，同時又在較高的軋制速度下(出口速度15m/min)要實現(xiàn)大幅度降 溫(從750°C降至200°C以下)顯然不太現(xiàn)實；即便實現(xiàn)了大幅度的降溫，由于在溫度較低 的情況下鋁黃銅的變形抗力較高，對軋機的力能參數(shù)提出了更高的要求；二是，在管坯進入 軋制區(qū)之前對其進行加熱，使其溫度超過黃銅的"中溫脆性區(qū)"，從而解決管坯軋制開裂 的問題。但迄今為止，還沒有一種能在軋制過程中控制管坯溫度從而解決黃銅管軋制開裂、 實現(xiàn)黃銅管的三輥行星軋制的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種軋制黃銅管過 程中能避開中溫脆性區(qū)、同時能實現(xiàn)軋制具有良好品質(zhì)黃銅管的一種軋制黃銅管的三輥行 星軋制方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為本軋制黃銅管的三輥行星軋制方 法，其特征在于包括以下步驟a、將管坯的頭部制成錐面；b、選擇芯棒，該芯棒與管坯內(nèi)壁的單邊間隙L不大于2. 5mm ；c、在三輥行星機軋制管坯前，先將管坯預熱至100-500度，然后將預熱后的管坯 送入三輥行星軋機的軋輥進行軋制；d、在軋制時對軋輥進行乳化液噴淋，乳化液的噴淋強度為0. 025 0. 045MPa,并 通過設置于三輥行星軋機入口處的吹掃裝置吹掃而防止乳化液回流，使管坯在進入軋制區(qū) 之前不與乳化液接觸；e、從三輥行星軋機的軋輥出口處軋出的管材通過拉拔加工成成品。作為改進，所述管坯預熱的方式可選擇為在管坯的前端放置一段紫銅管坯，三輥
3行星軋機先軋制紫銅管坯將產(chǎn)生的熱量預熱軋制后續(xù)的管坯，或采用加熱裝置直接加熱；作為改進，所述吹掃裝置所用的吹掃氣體優(yōu)選為氮氣；所述吹掃裝置通過進口通 入氮氣，然后通過吹掃裝置上的環(huán)狀噴口噴出，將沿管坯倒流的乳化液吹離管坯；所述吹掃 裝置可選擇固定于三輥行星軋機工作罩內(nèi)的支架上。再改進，所述錐面其錐角a可選擇為8 16度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法采用以下步驟將管坯的頭部制成錐面；選擇芯 棒，該芯棒與管坯內(nèi)壁的單邊間隙L不大于2. 5mm ；在軋制之前先將管坯預熱至100 500 度，然后將預熱后的管坯送入三輥行星軋機進行軋制；在軋制過程中對軋輥進行乳化液噴 淋，乳化液的噴淋強度為0. 025 0. 045MPa，并通過設置于三輥行星軋機入口處的吹掃裝 置吹掃而防止乳化液回流，使管坯在進入軋制區(qū)之前不與乳化液接觸；從三輥行星軋機的 軋輥出口處軋出的管材為中間產(chǎn)品，通過后續(xù)的拉拔加工變?yōu)槌善?。這種方法的優(yōu)點在于 黃銅管坯在軋制之前進行預熱，這樣在軋制黃銅管時，其軋制溫度超過了其400°C 600°C 的"中溫脆性區(qū)"，即避開了中溫脆性區(qū)；又由于將管坯的頭部制成錐面，管坯的前端做成 錐形相當于減少了管坯的壁厚，這樣內(nèi)外壁金屬的溫度差就會相對減小，使金屬在變形過 程中內(nèi)外壁的溫度趨于均勻化，保證了內(nèi)外壁變形的連續(xù)性，從而降低了軋制過程中管坯 開裂的可能性；還有，芯棒與管坯內(nèi)壁的單邊間隙L不大于2. 5mm，這樣管坯內(nèi)外壁的溫度 更容易趨于均勻化，這是因為在軋制過程中由于軋制的不平衡導致管坯端部產(chǎn)生晃動，從 而使管坯內(nèi)壁與芯棒接觸，使其溫度升高；管坯的外壁受到軋輥的碾壓同樣溫度升高很快， 因此管坯內(nèi)外壁的溫差顯著降低，有利于消除管坯內(nèi)外壁金屬在軋制過程中的相對滑動， 有效地防止了軋制過程中管坯的開裂，再有，在軋制過程中對軋輥進行乳化液噴淋，乳化液 的噴淋強度為0. 025 0. 045MPa,能有利于控制軋制管坯的軋制溫度；吹掃裝置采用氮氣， 通過吹掃裝置上的環(huán)狀噴口噴出，將沿管坯倒流的乳化液吹離管坯，經(jīng)吹掃裝置吹掃后的 管坯在進入軋制區(qū)之前不與乳化液接觸，大大減少了其溫度的降低，提高進入軋制區(qū)之前 管坯的溫度，從而使進入軋制區(qū)之前管坯的溫度增加，防止了其軋制過程中的開裂。


圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中沿A-A線的剖視圖；圖3是圖1中管坯頭的部視圖；圖4是圖2中I部的放大圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖1至圖4所示，本實施例為軋制黃銅管的三輥行星軋制工藝，包括以下步驟a、將管坯1的頭部制成錐面11 ；該錐面11的錐角a選擇為8 16度，本實施例 優(yōu)選為12度。b、選擇芯棒7，該芯棒7與管坯1內(nèi)壁的單邊間隙L不大于2. 5mm。c、在三輥行星軋機軋制管坯1前，先將管坯1預熱至100 500度。所述管坯1 預熱的方法可選擇為第一種方式是采用外部加熱裝置直接加熱；第二種方式是在管坯的前端放置一段紫銅管坯，三輥行星軋機先軋制紫銅管坯將其產(chǎn)生的熱量預熱軋制后續(xù)的管 坯。d、在三輥行星軋機軋制管坯1時對軋輥4進行乳化液51，該乳化液51為一種公知 產(chǎn)品，是一種型號為NJG/W201的優(yōu)質(zhì)乳化切削油，中國石油化工股份有限公司生產(chǎn)，生產(chǎn) 點在北京市海淀區(qū)安寧莊西路6號。乳化液51的噴淋強度為0. 025 0. 045MPa,并通過設 置于三輥行星軋機的軋輥入口 31處的吹掃裝置2吹掃而防止乳化液51回流，使管坯1在 進入軋制區(qū)之前不與乳化液接觸；該吹掃裝置2所用的吹掃氣體為氮氣22，氮氣22從吹掃 裝置的進口 21進入吹掃裝置2，然后通過吹掃裝置2上的環(huán)狀噴口噴出，將沿管坯倒流的乳 化液51吹離管坯。該吹掃裝置2固定于三輥行星軋機的工作罩3內(nèi)的支架6上。而乳化 液51通過設置于三輥行星軋機的軋輥4出口正對處的噴淋環(huán)5中噴出，該噴淋環(huán)5的內(nèi)徑 大于成品管體的外徑。e、從三輥行星軋機的軋輥4出口處軋出的管材為中間產(chǎn)品，通過后續(xù)的拉拔加工 變?yōu)槌善贰Ｒ韵聦Ρ景l(fā)明作進一步說明；1、為了避開黃銅行星軋制過程中的"中溫脆性區(qū)"，可以在軋制之前對管坯進行 預熱，使軋制管坯的初始溫度在100°C 500°C。管坯的預熱可以采用以下方式第一種方式是采用外部加熱裝置直接加熱；第二種方式是在管坯的前端放置一段 紫銅管坯，三輥行星軋機先軋制紫銅管坯將其產(chǎn)生的熱量預熱軋制后續(xù)的管坯。2、合理的控制管坯的加工量，工作過程中管坯的加工量在85% 95%之間；隨著 管坯加工率的降低，管坯的壁厚減小，軋制區(qū)內(nèi)的金屬溫度更容易趨于均勻化，因此管坯內(nèi) 外壁的溫差減小，管坯的變形更容易趨于連續(xù)化，從而導致管坯開裂的幾率降低。3、在工作罩內(nèi)加一吹掃裝置防止乳化液回流，提高進入軋制區(qū)之前管坯的溫度。 吹掃裝置通過進口通入氮氣，然后通過吹掃裝置上的噴口環(huán)狀噴出，將沿管坯倒流的乳化 液吹離管坯，不至于使乳化液經(jīng)過工作罩的入口流出工作罩，吹掃裝置靠支架固定在工作 罩內(nèi)。經(jīng)吹掃裝置吹掃后的管坯在進入軋制區(qū)之前不與乳化液接觸，大大減少了其溫度降 低，從而使進入軋制區(qū)之前管坯的溫度增加。4、乳化液的噴淋強度0. 025MPa 0. 045MPa。在行星軋制過程中，乳化液對軋輥的 噴淋冷卻與管坯的溫度有很大的關系，噴淋強度越大，管坯的溫度降低；相反，噴淋強度越 小，管坯的溫度越高。為了提高軋制管坯的初始溫度，在軋制開始階段乳化液的噴淋強度要 小一些；在軋制穩(wěn)定階段，根據(jù)不同的工藝條件，不同的管坯，以及采用不同的工模具會對 管坯的軋制溫度產(chǎn)生影響，因此為了合理控制軋制溫度，需要根據(jù)不同的條件合理的調(diào)節(jié) 乳化液的噴淋強度范圍在0. 025MPa 0. 045MPa。5、管坯入口端形狀做成錐形。在鋁黃銅行星軋制過程中，由于其本身的熱傳導系 數(shù)較低，導致變形過程的初始階段管坯內(nèi)外壁的溫差較大，軋制過程中內(nèi)外壁金屬產(chǎn)生相 對的滑動，致使內(nèi)外壁金屬的變形不連續(xù)，從而導致其變形過程中管坯開裂。為了避免這種 情況，可以將管坯前端倒角做成錐形，管坯的前端做成錐形相當于減少管坯的壁厚，這樣內(nèi) 外壁金屬的溫度差就會相對減小，使金屬在變形過程中內(nèi)外壁的溫度趨于均勻化，從而保 證了內(nèi)外壁變形的連續(xù)性，從而降低了軋制過程中管坯開裂的可能性。
6、芯棒與管坯內(nèi)徑的間隙單邊不大于2. 5mm。這樣管坯內(nèi)外壁的溫度更容易趨 于均勻化，這是因為在軋制過程中由于軋制的不平衡導致管坯端部產(chǎn)生晃動，從而使管坯 內(nèi)壁與芯棒接觸，使其溫度升高；管坯的外壁受到軋輥的碾壓同樣溫度升高很快，因此管坯 內(nèi)外壁的溫差顯著降低，有利于消除管坯內(nèi)外壁金屬在軋制過程中的相對滑動，有效地防 止了軋制過程中管坯的開裂，行星軋制過程中芯棒與管坯內(nèi)徑的單邊間隙L需要很好的控 制，軋制過程中L取不大于2. 5mm為佳。三輥行星軋輥的工作原理如下軋輥在繞自身軸線轉(zhuǎn)動(自轉(zhuǎn))的同時，也繞軋制中心線轉(zhuǎn)動(公轉(zhuǎn))。鑄坯(即 鋁黃銅管)在推料小車和軋輥自轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用下將管坯(即鋁黃銅管)咬入并通過錐形軋 制變形區(qū)。調(diào)節(jié)軋輥公轉(zhuǎn)速度，可以使出口管材不發(fā)生旋轉(zhuǎn)(在實際操作過程中，先將公轉(zhuǎn) 速度升至工作速度，再把軋輥自轉(zhuǎn)速度升到一定值，待管材軋出后視其旋轉(zhuǎn)方向，然后再調(diào) 整其速度使管材不旋轉(zhuǎn))，從而可實現(xiàn)管材的在線收卷。
權(quán)利要求
一種軋制黃銅管的三輥行星軋制方法，其特征在于包括以下步驟a、將管坯(1)的頭部制成錐面(11)；b、選擇芯棒(7)，該芯棒(7)與管坯(1)內(nèi)壁的單邊間隙L不大于2.5mm；c、在三輥行星軋機軋制管坯(1)前，先將管坯(1)預熱至100-500度，然后將預熱后的管坯(1)送入三輥行星軋機的軋輥(4)進行軋制；d、在軋制時對軋輥(4)進行乳化液(51)噴淋，乳化液(51)的噴淋強度為0.025～0.045MPa，并通過設置于三輥行星軋機入口(31)處的吹掃裝置(2)吹掃而防止乳化液(51)回流，使管坯(1)在進入軋制區(qū)之前不與乳化液接觸；e、從三輥行星軋機的軋輥(4)出口處軋出的管材通過拉拔加工成成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輥行星軋制方法，其特征在于所述管坯(1)預熱的方式 是在管坯(1)的前端放置一段紫銅管坯，三輥行星軋機先軋制紫銅管坯將產(chǎn)生的熱量預 熱軋制后續(xù)的管坯(1)，或采用加熱裝置直接加熱；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三輥行星軋制方法，其特征在于所述吹掃裝置(2)所用的 吹掃氣體為氮氣(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三輥行星軋制方法，其特征在于所述吹掃裝置(2)通過進 口(21)通入氮氣(22)，然后通過吹掃裝置(2)上的環(huán)狀噴口噴出，將沿管坯倒流的乳化液 (51)吹離管坯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三輥行星軋制方法，其特征在于所述吹掃裝置(2)固定于 三輥行星軋機工作罩(3)內(nèi)的支架(6)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的三輥行星軋制方法，其特征在于所述 錐面(11)其錐角a為8 16度。
全文摘要
一種軋制黃銅管的三輥行星軋制方法，其特征在于包括以下步驟將管坯的頭部制成錐面；選擇芯棒，該芯棒與管坯內(nèi)壁的間隙L單邊不大于2.5mm；在三輥行星軋機軋制管坯前，先將管坯預熱至100～500度，然后將預熱后的管坯送入三輥行星軋機進行軋制；并在軋制時對軋輥進行乳化液噴淋，乳化液的噴淋強度為0.025～0.045MPa，并通過設置于三輥行星軋機入口處的吹掃裝置吹掃而防止乳化液回流，使管坯在進入軋制區(qū)之前不與乳化液接觸；從三輥行星軋機的出口處軋出的管材通過拉拔加工成成品。這種方法的優(yōu)點在于黃銅管在軋制時進行預熱，這樣在軋制黃銅管時，其軋制溫度超過了400℃～600℃的中溫脆性區(qū)域，即避開了中溫脆性區(qū)從而實現(xiàn)軋后的管體品質(zhì)良好。
文檔編號B21B37/74GK101850364SQ200910153349
公開日2010年10月6日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者吳朋越, 周洪雷, 李紅衛(wèi), 洪燮平, 王永如, 謝水生, 黃紹輝 申請人:寧波金田銅管有限公司