阅读说明：本技术 一种半硬态铜直管生产方法及其拉拔模具 (Production method of semi-hard copper straight pipe and drawing die thereof ) 是由 李乐奇 谢福胜 童俊 胡学胜 姚广芝 李盛军 张永聪 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种半硬态铜直管生产方法及其拉拔模具,包括以下步骤：电解铜的化合物,获得纯铜；对电解铜进行熔炼；将熔融状态的铜液放在连铸机上进行水平连铸,获得铸坯；对铸坯进行铣平面加工；将铸坯放置在自动轧制机上进行加工,得到轧管；对轧管进行连拉,获得连拉管；对连拉管进行盘拉工序,获得母管,将母管经过水平缠绕工序生产出规整盘卷；对盘卷进行退火处理,得到软态盘管；通过履带式拉拔机对软态盘管进行半硬态拉制和锯切工作,获得半硬态直管。本发明提供的半硬态铜直管生产方法,保证了半硬态铜直管的尺寸和机械性能,不仅适用于大管径,同时还适用于小管径,增强了适用范围。(The invention provides a production method of a semi-hard copper straight pipe and a drawing die thereof, which comprises the following steps: electrolyzing a copper compound to obtain pure copper; smelting the electrolytic copper; putting molten copper on a continuous casting machine for horizontal continuous casting to obtain a casting blank; carrying out plane milling on the casting blank; placing the casting blank on an automatic rolling machine for processing to obtain a rolled pipe; continuously drawing the rolled pipe to obtain a continuously drawn pipe; performing a coil drawing process on the continuous drawing pipe to obtain a mother pipe, and performing a horizontal winding process on the mother pipe to produce a regular coil; annealing the coil to obtain a soft coil; and carrying out semi-hard drawing and saw cutting on the soft coil pipe through a crawler-type drawing machine to obtain a semi-hard straight pipe. The production method of the semi-hard copper straight pipe ensures the size and the mechanical property of the semi-hard copper straight pipe, is suitable for large pipe diameter and small pipe diameter, and enhances the application range.)

一种半硬态铜直管生产方法及其拉拔模具

技术领域

本发明属于半硬态铜直管生产领域，具体说是涉及一种半硬态铜直管生产方法及其拉拔模具。

背景技术

铜管状态分为硬态、半硬态和软态，现有的制冷与空调生产技术中，往往使用的是拉直半硬态管，现有的生产工艺下，一般采用控制退火温度的方法生产半硬态铜管，多数只能满足铜管尺寸或者机械性能两者之一，出现了大管径满足不了尺寸高精度方面的需求或者小管径满足不了机械性能方面的需求这方面的技术难题。

根据现有的科学实验，可以知道铜管状态在一个较窄温度区间急剧变化，因而需要对退火温度进行精确控制。实际上工业化生产中，退火炉体积庞大，温控在±10℃，并且受到装炉量、电压波动、电加热元器件性能变化、测温元器件位置和性能变化、炉内风机状况等多方面影响，同样的退火工艺不同炉铜管性能差异较大，常出现性能超差现象，造成产品不合格。因此，如何进行尺寸和机械性能双保证的方式，是急需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半硬态铜直管生产方法及其拉拔模具，解决了如何同时保证半硬态铜直管在尺寸和机械性能的技术问题，不仅适用于大管径，同时还适用于小管径，增强了适用范围。

一种半硬态铜直管生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：电解铜的化合物，获得纯铜；

步骤S2：对电解铜进行熔炼，获得熔融状态的铜液；

步骤S3：将熔融状态的铜液放在连铸机上进行水平连铸，浇筑到模具上，获得铸坯；

步骤S4：对铸坯进行铣削加工，使得铸坯的表面变成平面；

步骤S5：将铸坯放置在自动轧制机上进行加工，得到轧管；

步骤S6：对轧管进行连拉，获得连拉管；

步骤S7：对连拉管进行盘拉工序，获得母管，清洗母管，将母管经过水平缠绕工序生产出规整的盘卷，以方便进行二次退火软化生产；

步骤S8：对经过水平缠绕后的规整盘卷进行退火处理，得到软态盘管；

步骤S9：通过履带式拉拔机对软态盘管进行半硬态拉制和锯切工作，最终形成半硬态直管。

所述步骤S7中，所述连拉管外径为48mm，壁厚为2mm，外模尺寸为48mm，盘拉装置中芯头的小径和大径分别是44mm和48.5mm，所述芯头的拉伸速度为 7m/s。

所述步骤S7中，所述连拉管外径为38mm，壁厚为1.5mm，外模尺寸为 38.05mm，盘拉装置中芯头的小径和大径分别是35.05mm和38.5mm，所述芯头的拉伸速度为8m/s。

所述步骤S7中，所述连拉管外径为31.75mm，壁厚为1.2mm，外模尺寸为 31.85mm，盘拉装置中芯头的小径和大径分别是29.48mm和34.0mm，所述芯头的拉伸速度为10m/s。

所述步骤S9中，退火温度范围为480℃-580℃，保温时间为33-35分钟，半硬态拉制后的抗拉强度为275-320Mpa。

所述步骤S5中，所述轧管的壁厚允差小于0.12mm。

所述步骤S6中，所述连拉管的壁厚尺寸偏差低于0.08mm。

一种半硬态铜直管拉拔模具，包括上模和下模，所述上模和所述下模之间设置有铜管，其特征在于，所述上模的下端面包括第一斜面和第一平面，所述第一斜面和所述第一平面之间形成迂回部a，所述下模的上端面包括第二平面、第二斜面和第三平面，所述第二平面和所述第二斜面之间形成迂回部b，所述第二斜面和所述第三平面之间形成迂回部c；

所述第一斜面与所述第二斜面相互平行。

控制铸坯晶粒均匀性，中间保证配模精度，后期保证退火再软化质量，最终配合高精度的衬拉工艺进行尺寸和机械性能双保证的方式成功研发一种半硬态直管的工艺。

本发明达成以下显著效果：

(1)坯料尺寸高精度，机械性能高精度；

(2)新生产工艺对原材料要求与其它管材相同，具有大批量高效率生产的优势；

(3)工人操作方便，有专门的简洁明了的工艺和配模表，容易对生产工人进行培训。

附图说明

图1为本发明实施例中盘拉模具的结构示意图。

其中，附图标记为：1、上模；2、铜管；3、下模；3-1、斜面。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种半硬态铜直管生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：电解铜的化合物，获得纯铜；

步骤S2：对电解铜进行熔炼，获得熔融状态的铜液；

步骤S3：将熔融状态的铜液放在连铸机上进行水平连铸，浇筑到模具上，获得铸坯；

步骤S4：对铸坯进行铣削加工，使得铸坯的表面变成平面；

步骤S5：将铸坯放置在自动轧制机上进行加工，得到轧管；

步骤S6：对轧管进行连拉，获得连拉管；

步骤S7：对连拉管进行盘拉工序，获得母管，清洗母管，将母管经过水平缠绕工序生产出规整的盘卷，以方便进行二次退火软化生产；

步骤S8：对经过水平缠绕后的规整盘卷进行退火处理，得到软态盘管；

步骤S9：通过履带式拉拔机对软态盘管进行半硬态拉制和锯切工作，最终形成半硬态直管。

步骤S5中，轧管的壁厚允差小于0.12mm。

步骤S6中，连拉管的壁厚尺寸偏差低于0.08mm。

步骤S7中，连拉管外径为48mm，壁厚为2mm，外模尺寸为48mm，盘拉装置中芯头的小径和大径分别是44mm和48.5mm，芯头的拉伸速度为7m/s。

步骤S7中，连拉管外径为38mm，壁厚为1.5mm，外模尺寸为38.05mm，盘拉装置中芯头的小径和大径分别是35.05mm和38.5mm，芯头的拉伸速度为 8m/s。

步骤S7中，连拉管外径为31.75mm，壁厚为1.2mm，外模尺寸为31.85mm，盘拉装置中芯头的小径和大径分别是29.48mm和34.0mm，芯头的拉伸速度为 10m/s。

步骤S9中，退火温度范围为480℃-580℃，保温时间为33-35分钟，半硬态拉制后的抗拉强度为275-320Mpa。

所述步骤S5中，所述轧管的壁厚允差小于0.12mm。

所述步骤S6中，所述连拉管的壁厚尺寸偏差低于0.08mm。

一种半硬态铜直管拉拔模具，包括上模1和下模3，上模1和下模3之间设置有铜管2，上模1的下端面包括第一斜面和第一平面，第一斜面和第一平面之间形成迂回部a，下模的上端面包括第二平面、第二斜面和第三平面，第二平面和第二斜面之间形成迂回部b，第二斜面和所述第三平面之间形成迂回部c；

第一斜面3-1与第二斜面3-2相互平行。

控制铸坯晶粒均匀性，中间保证配模精度，后期保证退火再软化质量，最终配合高精度的衬拉工艺进行尺寸和机械性能双保证的方式成功研发一种半硬态直管的工艺。

本发明具体工作过程：

参见图1，本发明揭示的是一种大管径、机械性能和尺寸加工高精度半硬态铜管2的生产工艺。包括如下步骤：电解铜熔炼→水平连铸TP2铸坯→铣面→轧管→连拉→盘拉(高精度)→清洗复绕→退火→履带拉拔(高精度衬拉)。

电解阴极铜经过水平连铸工艺生产出合格的铸坯，铜管2冷却水流量和温度以及石墨模具和结晶器的配合及控制，调整铸坯的晶粒度达到预期要求，晶粒度尺寸不间断的进行跟踪。

经过铣削处理的铸坯再经过轧制工序，生产出轧管轧管经过连拉工序生产出连拉管，进行了大加工率的加工，同时铜管2表面得到硬化。具体来说，经过行星轧机生产出壁厚允差低于0.12mm的轧管，经过连拉生产部壁厚尺寸偏差低于0.08mm的连拉管，为精准配模奠定基础。符合连拉下料要求的管材经过一定方法的取样检测后将详细外径壁厚尺寸汇总给配模工段，配备高精度拉拔模具。

拉管经过盘拉工序后生产出符合工艺设计的母管，外径壁厚均达到预期要求。将母管经过水平缠绕工序生产出规整的盘卷，即复绕工序，以方便进行二次退火软化生产。

在盘拉工艺中，根据盘拉下料后铜管2的实际尺寸进行相应模具的配备，保证下料达到预期外径和壁厚要求，铜管2调整和优化模具润滑角，保证铜管 2外表面质量优良，为了进一步说明盘拉工艺实现的具体过程，本发明现提供盘拉工艺表，如下所示。

此外，经过本生产工艺后，管径的尺寸精度也得到了提升，具体如下表所示。

经过高精度的拉拔后，实现联合拉拔坯料尺寸的高精度，配合严格的径厚与温度和时间的严格配比退火工艺(如下配比表所示)，生产出达到加工工艺要求的软态盘管，根据试验方案得出的最佳的拉制之前的退火制度，保证拉制后半硬态铜管2的机械性能在规定的范围之内。

径厚尺寸与退火温度与时间配比表

经过退火软化后的铜管2再经过履带式拉拔机进行半硬态拉制和锯切工作，最终形成符合用户要求的半硬态直管，为了进一步说明半硬态管的定义，现提供半硬态管材在室温下的力学性能表。

管材的室温力学性能表

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。