一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法
2023-06-01 07:53:36 1
專利名稱：一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法
技術領域：
本發明屬於鎳銅合金管材製造技術領域，具體涉及一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法。
背景技術：
Monel 400合金是一種含銅的鎳基合金，此合金在氫氟酸、氟氣介質中具有優異的耐蝕性，對熱濃鹼液、乾燥氯氣、海水、有機酸也有優良的耐蝕性。它不僅具有良好的室溫、 高溫機械性能和耐蝕性能，而且具有優異的冷、熱加工工藝塑性、成型性和焊接性能，不產生應力腐蝕裂紋。Monel 400合金以優異的綜合性能廣泛應用於海水交換器、硫酸和鹽酸環境、原油蒸餾、核工業鈾提煉和同位素分離等環境。國內某化工企業採購的一臺熱交換器中，採用了 Monel 400合金管材，規格為070mmX1.3mmX9000mm，該管材為焊管。為了延長設備使用壽命，計劃採用規格為 Φ 70mm XL 3mm X 15000mm的Monel 400合金無縫管材。國內對厚壁(徑厚比小於20)，長度小於8000mm的Monel 400合金無縫管材有生產經驗，但對於薄壁(徑厚比為50 70)、 超長(長度為15000mm以上)的管材，沒有相關的生產經驗及研究報導。薄壁管材在加工過程中的主要難點有軋制時易開裂、圓度難控制，熱處理時容易有壓坑，不易矯直。國外針對薄壁、超長管材一般採用焊管，目前薄壁、超長Monel 400合金無縫管在國內外均沒有相關報導。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術的不足，提供一種適用於生產徑厚比為50 70，長度為15000mm以上的薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法。採用該方法生產的成品鎳銅合金管材，在滿足塑性要求的同時具有高的抗拉強度和屈服強度(消除應力態抗拉強度彡695MPa，屈服強度彡570MPa，延伸率彡15. 5% ；再結晶態抗拉強度彡545MPa，屈服強度彡235MPa，延伸率彡40. 5 ，滿足化工工業的使用要求。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟步驟一、以質量純度不小於99. 9%的鎳和質量純度不小於99. 9%的銅為原料，採
用真空感應爐熔煉製備鎳銅合金鑄錠；所述原料中鎳的質量百分含量為64% 66%，餘量為銅；步驟二、將步驟一中所述鎳銅合金鑄錠加熱至1050°C 1150°C，墩拔鍛造3次，得到棒坯，然後對棒坯進行機械加工得到光棒；步驟三、採用斜軋穿孔機，在穿孔溫度為1000°C 1100°C的條件下將步驟二中所述光棒軋製成管坯，然後採用機械加工去除管坯表面氧化皮；步驟四、對步驟三中去除表面氧化皮後的管坯進行2 3道次的冷軋加工，冷軋時採用軋制油進行潤滑和冷卻，冷軋的送進量為3mm/次 5mm/次；所述冷軋加工的道次間採用再結晶退火對冷軋後的管坯進行處理，然後將退火後的管坯用質量百分比濃度為20% 40%的硝酸酸洗以去除表面氧化皮；所述冷軋加工的累積變形量為40% 80% ；步驟五、對步驟四中冷軋加工後的管坯進行開坯，然後對開坯後的管坯進行再結晶退火處理，最後對再結晶退火處理後的管坯矯直後進行鏜孔處理，得到管材；步驟六、對步驟五中所述管材進行連軋加工，然後將連軋加工後的管材在溫度為 500°C 700°C的條件下退火處理90min，最後將退火處理後的管材用質量百分比濃度為 20% 40%的硝酸酸洗以去除表面氧化皮，得到成品管材；所述連軋加工的累積變形量為 60% 80% ；步驟七、採用七輥立式矯直機對步驟六中所述成品管材進行矯直，得到徑厚比為 50 70，長度為15000mm以上的薄壁、超長鎳銅合金管材。上述步驟二中所述光棒的表面粗糙度Ra 695MPa，屈服強度彡570MPa，延伸率彡15. 5% ；再結晶態抗拉強度彡545MPa，屈服強度彡235MPa，延伸率彡40. 5% )，滿足化工工業的使用要求。4、本發明適用於生產徑厚比為50 70，長度為15000mm以上，滿足ASTMB 165標準的Monel 400合金無縫管材，生產的管材成品率大於90%。下面通過實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
具體實施例方式實施例1 步驟一、以質量純度不小於99. 9%的鎳和質量純度不小於99. 9%的銅為原料，採用真空感應爐熔煉製備鎳銅合金鑄錠；所述原料中鎳的質量百分含量為64%，餘量為銅；步驟二、將步驟一中所述鎳銅合金鑄錠加熱至1050°C，墩拔鍛造3次，得到棒坯， 然後對棒坯進行機械加工得到直徑為Φ93πιπι，表面粗糙度Ra 695MPa，屈服強度彡570MPa，延伸率彡15. 5% ；再結晶態抗拉強度彡545MPa，屈服強度彡235MPa，延伸率彡40. 5% )，滿足化工工業的使用要求。實施例2步驟一、以質量純度不小於99. 9%的鎳和質量純度不小於99. 9%的銅為原料，採用真空感應爐熔煉製備鎳銅合金鑄錠；所述原料中鎳的質量百分含量為66%，餘量為銅；步驟二、將步驟一中所述鎳銅合金鑄錠加熱至1150°C，墩拔鍛造3次，得到棒坯， 然後對棒坯進行機械加工得到直徑為Φ95πιπι，表面粗糙度Ra 695MPa，屈服強度彡570MPa，延伸率彡15. 5% ；再結晶態抗拉強度彡545MPa，屈服強度彡235MPa，延伸率彡40. 5% )，滿足化工工業的使用要求。實施例3步驟一、以質量純度不小於99. 9%的鎳和質量純度不小於99. 9%的銅為原料，採用真空感應爐熔煉製備鎳銅合金鑄錠；所述原料中鎳的質量百分含量為65%，餘量為銅；步驟二、將步驟一中所述鎳銅合金鑄錠加熱至1100°C，墩拔鍛造3次，得到棒坯， 然後對棒坯進行機械加工得到直徑為Φ94πιπι，表面粗糙度Ra 695MPa，屈服強度彡570MPa，延伸率彡15. 5% ；再結晶態抗拉強度彡545MPa，屈服強度彡235MPa，延伸率彡40. 5% )，滿足化工工業的使用要求。實施例5步驟一、以質量純度不小於99. 9%的鎳和質量純度不小於99. 9%的銅為原料，採用真空感應爐熔煉製備鎳銅合金鑄錠；所述原料中鎳的質量百分含量為65%，餘量為銅；步驟二、將步驟一中所述鎳銅合金鑄錠加熱至1050°C，墩拔鍛造3次，得到棒坯， 然後對棒坯進行機械加工得到直徑為Φ 56mm，表面粗糙度Ra 695MPa，屈服強度彡570MPa，延伸率彡15. 5% ；再結晶態抗拉強度彡545MPa，屈服強度彡235MPa，延伸率彡40. 5% )，滿足化工工業的使用要求。實施例6步驟一、以質量純度不小於99. 9%的鎳和質量純度不小於99. 9%的銅為原料，採用真空感應爐熔煉製備鎳銅合金鑄錠；所述原料中鎳的質量百分含量為66%，餘量為銅；步驟二、將步驟一中所述鎳銅合金鑄錠加熱至1150°C，墩拔鍛造3次，得到棒坯， 然後對棒坯進行機械加工得到直徑為Φ 70mm，表面粗糙度Ra 695MPa，屈服強度彡570MPa，延伸率彡15. 5% ；再結晶態抗拉強度彡545MPa，屈服強度彡235MPa，延伸率彡40. 5% )，滿足化工工業的使用要求。 以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何限制，凡是根據發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟步驟一、以質量純度不小於99. 9%的鎳和質量純度不小於99. 9%的銅為原料，採用真空感應爐熔煉製備鎳銅合金鑄錠；所述原料中鎳的質量百分含量為64% 66%，餘量為銅；步驟二、將步驟一中所述鎳銅合金鑄錠加熱至1050°C 1150°C，墩拔鍛造3次，得到棒坯，然後對棒坯進行機械加工得到光棒；步驟三、採用斜軋穿孔機，在穿孔溫度為iooo°c iioo°c的條件下將步驟二中所述光棒軋製成管坯，然後採用機械加工去除管坯表面氧化皮；步驟四、對步驟三中去除表面氧化皮後的管坯進行2 3道次的冷軋加工，冷軋時採用軋制油進行潤滑和冷卻，冷軋的送進量為3mm/次 5mm/次；所述冷軋加工的道次間採用再結晶退火對冷軋後的管坯進行處理，然後將退火後的管坯用質量百分比濃度為20% 40%的硝酸酸洗以去除表面氧化皮；所述冷軋加工的累積變形量為40% 80% ；步驟五、對步驟四中冷軋加工後的管坯進行開坯，然後對開坯後的管坯進行再結晶退火處理，最後對再結晶退火處理後的管坯矯直後進行鏜孔處理，得到管材；步驟六、對步驟五中所述管材進行連軋加工，然後將連軋加工後的管材在溫度為 500°C 700°C的條件下退火處理90min，最後將退火處理後的管材用質量百分比濃度為 20% 40%的硝酸酸洗以去除表面氧化皮，得到成品管材；所述連軋加工的累積變形量為 60% 80% ；步驟七、採用七輥立式矯直機對步驟六中所述成品管材進行矯直，得到徑厚比為50 70，長度為15000mm以上的薄壁、超長鎳銅合金管材。
2.根據權利要求1所述的一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，其特徵在於，步驟二中所述光棒的表面粗糙度Ra < 3. 2 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，其特徵在於，步驟四中所述再結晶退火的制度為退火溫度為700°C 750°C，退火時間為90min。
4.根據權利要求1所述的一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，其特徵在於，步驟五中所述鏜孔的單邊鏜削量為0. 5mm 1. 0mm。
5.根據權利要求1所述的一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，其特徵在於，步驟五中所述再結晶退火的制度為退火溫度為700°C 750°C，退火時間為90min。
6.根據權利要求1所述的一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，其特徵在於，步驟七中所述七輥立式矯直機的反彎量為6mm 12mm。
7.根據權利要求1所述的一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，其特徵在於，步驟七中所述七輥立式矯直機的最後一個輥子採用尼龍輥。
全文摘要
本發明公開了一種薄壁、超長鎳銅合金管材的製造方法，該方法為一、以鎳和銅為原料，採用真空感應爐熔煉製備鎳銅合金鑄錠；二、將鎳銅合金鑄錠墩拔鍛造成棒坯，然後機械加工得到光棒；三、採用斜軋穿孔機將光棒軋製成管坯，去除管坯表面氧化皮；四、冷軋加工；五、對冷軋加工後的管坯依次進行開坯，再結晶退火處理，鏜孔處理得到管材；六、對管材進行連軋加工，然後退火處理，最後酸洗得到成品管材；七、對成品管材進行矯直，得到徑厚比為50～70，長度為15000mm以上的薄壁、超長鎳銅合金管材。本發明採用大變形量加工，通過連軋生產工藝冷軋出的成品鎳銅合金管材，在滿足塑性要求的同時具有高的抗拉強度和屈服強度。
文檔編號B23P15/00GK102294579SQ20111025112
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者南莉, 席錦會, 文周峰, 李剛, 楊亞社, 楊建朝, 楊永福, 王莎, 羅登超, 舒瀅, 董宏軍, 韋培, 齊元昊 申請人:西部鈦業有限責任公司