细晶且均匀化的白铜管及其制备方法
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细晶且均匀化的白铜管及其制备方法
来源:烟台万隆真空冶金股份有限公司
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简介: 本发明涉及白铜管材制备技术领域,特别涉及一种细晶且均匀化的白铜管及其制备方法。所述细晶且均匀化的白铜管的制备方法,包括以下步骤:(1)工装模具预热;(2)原材料准备;(3)真空熔炼;(4)浇注;(5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,锻造总变形量为75‑85%;(6)旋压:进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为25‑35%、25‑35%和15‑25%,总变形量为52‑68%,三道次旋压的给进比为1‑1.5mm/r;(7)热处理。
权利要求

1.一种细晶且均匀化的白管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)工装模具预热;

(2)原材料准备:

将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

(3)真空熔炼

将原材料进行真空熔炼;

(4)浇注

步骤(3)真空熔炼得到的铜水进行浇注,浇注温度为1000-1200℃;

(5)锻造:将步骤(4)得到的白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温1-3h,锻造后的白铜管坯总变形量为75-85%;

(6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为25-35%、25-35%和15-25%,管坯三道次旋压的给进比为1-1.5mm/r;

(7)热处理:将步骤(6)锻造后得到的白铜管坯进行热处理,最后通过机加工达到目标尺寸。

2.根据权利要求1所述细晶且均匀化的白铜管的制备方法,其特征在于,步骤(7)中热处理的温度为630-700℃,热处理时间为2-4h。

3.根据权利要求1所述细晶且均匀化的白铜管的制备方法,其特征在于,步骤(6)中三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角20-30°,旋压轮圆角半径为15-20mm。

4.根据权利要求1所述细晶且均匀化的白铜管的制备方法,其特征在于,步骤(6)中三道次的转速分别为40-45r/min、30-35r/min和20-25r/min;三道次的进给速度分别为45-50mm/min、35-40mm/min和25-30mm/min。

5.根据权利要求1所述细晶且均匀化的白铜管的制备方法,其特征在于,步骤(1)包括以下具体步骤:将铜锭模、锭模底座先装入电阻炉烘烤,在600-650℃下保温2-4小时,然后缓冷至150-180℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在350-600℃,烘烤时间10小时以上;同时,将中间包装入电炉烘烤,烘烤温度为400-450℃,持续5-10小时。

6.根据权利要求1所述细晶且均匀化的白铜管的制备方法,其特征在于,步骤(2)包括以下具体步骤:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭。

7.根据权利要求1所述细晶且均匀化的白铜管的制备方法,其特征在于,步骤(4)包括以下具体步骤:铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置5-20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃,浇注完成后5-25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置1-3小时吊出。

8.一种细晶且均匀化的白铜管,其特征在于,根据权利要求1-7任一项所述的细晶且均匀化的白铜管的制备方法制备得到。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及白铜管材制备技术领域,特别涉及一种细晶且均匀化的白铜管及其制备方法。

背景技术

[0002]B10白铜管作为一种高性能铜合金材料,凭借其优异的耐海水腐蚀性能、抗海洋生物附着能力和高导热性,在海洋工程及制冷领域展现出显著的技术优势。该材料独特的镍含量不仅显著提升了其在氯化物环境下的点蚀抗力,还通过固溶强化效应保证了管材的机械强度,使其特别适用于舰船海水管路系统、滨海电站冷凝器及海水淡化装置等严苛环境。然而值得注意的是,尽管B10白铜管凭借这些优异性能已在海洋工程领域得到广泛应用,但现有工艺制备的大口径白铜管仍面临诸多微观组织缺陷的挑战,包括析出非α相组织、存在大片未结晶区域、晶粒尺寸不均匀且粗大以及出现分层等问题,这些缺陷在一定程度上制约了材料性能的充分发挥和应用领域的进一步拓展。

发明内容

[0003]根据以上现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种细晶且均匀化的白铜管及其制备方法。该方法通过优化旋压工艺参数与热处理工艺参数,成功制备出具有单一α相组织、完全再结晶状态、晶粒细小均匀(平均晶粒尺寸≤50μm)、无分层缺陷的高品质白铜管。本发明不仅制备性能优异的白铜管,并具备工艺流程简洁、生产效率高、成本可控等产业化优势,能够充分满足海洋工程领域对高性能白铜管的大规模应用需求。

[0004]为实现以上目的,所采用的技术方案是:

[0005]本发明的目的之一在于提供一种细晶且均匀化的白铜管的制备方法,包括以下步骤:

[0006](1)工装模具预热;

[0007](2)原材料准备:

[0008]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0009](3)真空熔炼

[0010]将原材料进行真空熔炼;

[0011](4)浇注

[0012]步骤(3)真空熔炼得到的铜水进行浇注,浇注温度为1000-1200℃;

[0013](5)锻造:将步骤(4)得到的白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温1-3h,锻造后的白铜管坯总变形量为75-85%;

[0014](6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为25-35%、25-35%和15-25%,管坯三道次旋压的给进比为1-1.5mm/r;具体来说,第一道次旋压的变形量为锻造后得到的初始白铜管坯的25-35%,第二道次旋压的变形量是指以经过第一道次旋压变形后白铜管坯为基准,再进行25-35%的变形,第三道次旋压的变形量是指以经过第二道次旋压变形后白铜管坯为基准,再进行15-25%的变形,总变形量为52-68%,是指经过三道次旋压后,相比于旋压前的初始白铜的总变形量为52-68%;

[0015](7)热处理:将步骤(6)锻造后得到的白铜管坯进行热处理,最后通过机加工达到目标尺寸。

[0016]优选地,步骤(7)中热处理的温度为630-700℃,热处理时间为2-4h。

[0017]优选地,步骤(6)中三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角20-30°,旋压轮圆角半径为15-20mm。

[0018]优选地,步骤(6)中三道次的转速分别为40-45r/min、30-35r/min和20-25r/min;三道次的进给速度分别为45-50mm/min、35-40mm/min和25-30mm/min。

[0019]优选地,步骤(1)包括以下具体步骤:将铜锭模、锭模底座先装入电阻炉烘烤,在600-650℃下保温2-4小时,然后缓冷至150-180℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在350-600℃,烘烤时间10小时以上;同时,将中间包装入电炉烘烤,烘烤温度为400-450℃,持续5-10小时。

[0020]更优选地,步骤(2)包括以下具体步骤:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭。

[0021]优选地,步骤(4)包括以下具体步骤:铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置5-20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后5-25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置1-3小时方可吊出。

[0022]本发明的目的之二在于提供一种细晶且均匀化的白铜管,根据所述的细晶且均匀化的白铜管的制备方法制备得到。

[0023]与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

[0024]1)进给比增大时,旋压变形区的剪切应变率提高,动态再结晶过程加速,晶粒细化效果更明显。当进给比>1.5mm/r导致局部温升过高,反而引发晶粒粗化。当进给比<1mm/r时,变形不充分,晶粒尺寸不均。当进给比为1-1.5mm/r,白铜管可获得均匀细小的等轴晶。

[0025]2)成型角的大小直接影响材料流动的顺畅性,当角度过小(<20°)时,材料流动阻力增大,容易导致白铜管起皱;而角度过大(>30°)则会显著增加径向力,可能引发材料开裂问题。同时,圆角半径的选择也至关重要:过小的圆角半径会加剧局部应力集中,造成材料撕裂或表面划伤;过大的圆角半径则会降低成形精度。实践证明,将圆角半径控制在15-20mm范围内,能够有效改善应力分布状况,显著提升制件的表面光洁度,实现成形质量与精度的最佳平衡。

[0026]3)相较于热挤压工艺,旋压工艺不受挤压模筒规格的限制,可灵活控制管材重量。

[0027]4)本发明采用多道次旋压结合低温退火热处理工艺制备细小晶粒,通过细晶强化进一步提高材料的强度和韧性。通过合理设计热处理工艺参数,不仅获得了均匀细小的等轴晶组织,还完全消除了材料内部的冷加工变形结构。

[0028]本发明制得的白铜管,平均晶粒尺寸≤50um,抗拉强度≥300MPa,屈服强度≥150MPa,延伸率≥25%;表面质量好,能够满足行业使用需求,工艺流程简单,稍微清理后即可进行后续加工,减少工序,降低成本,可适用于大规模生产。

附图说明

[0029]图1为本发明实施例1的试样组织形貌图;

[0030]图2为本发明对比例1的试样组织形貌图;

[0031]图3为本发明对比例2的试样组织形貌图;

[0032]图4为本发明对比例3的试样组织形貌图。

具体实施方式

[0033]以下结合实例对本发明进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

[0034]实施例1

[0035](1)工装模具预热

[0036]铜锭模、锭模底座需先装入电阻炉烘烤,在600℃下保温3小时,然后缓冷至150℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在500℃,烘烤时间10小时。同时,中间包需装入电炉烘烤,烘烤温度为400℃,持续10小时;

[0037](2)原材料准备:

[0038]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0039](3)真空熔炼

[0040]真空熔炼:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭;

[0041](4)浇注

[0042]铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置2小时方可吊出;

[0043](5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温2h,锻造后的白铜管坯总变形量为80%;

[0044](6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为30%、30%和20%,管坯三道次旋压的给进比为1.3mm/r。三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角为25°,旋压轮圆角半径18mm。

[0045](7)热处理:将步骤(6)锻造后得到的白铜管坯进行热处理,最后通过机加工达到目标尺寸。其中,热处理的温度为660℃,热处理时间为3h。

[0046]实施例2

[0047](1)工装模具预热

[0048]铜锭模、锭模底座需先装入电阻炉烘烤,在600℃下保温3小时,然后缓冷至150℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在500℃,烘烤时间10小时。同时,中间包需装入电炉烘烤,烘烤温度为400℃,持续10小时;

[0049](2)原材料准备:

[0050]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0051](3)真空熔炼

[0052]真空熔炼:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭;

[0053](4)浇注

[0054]铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置2小时方可吊出;

[0055](5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温1h,锻造后的白铜管坯总变形量为75%;

[0056](6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为25%、25%和15%,管坯三道次旋压的给进比为1mm/r;

[0057](7)热处理:将步骤(6)锻造后得到的白铜管坯进行热处理,最后通过机加工达到目标尺寸。其中,热处理的温度为630℃,热处理时间为2h。三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角20°,旋压轮圆角半径为15mm。

[0058]实施例3

[0059](1)工装模具预热

[0060]铜锭模、锭模底座需先装入电阻炉烘烤,在600℃下保温3小时,然后缓冷至150℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在500℃,烘烤时间10小时。同时,中间包需装入电炉烘烤,烘烤温度为400℃,持续10小时。

[0061](2)原材料准备:

[0062]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe

[0063]1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0064](3)真空熔炼

[0065]真空熔炼:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭;

[0066](4)浇注

[0067]铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置2小时方可吊出;

[0068](5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温3h,锻造后的白铜管坯总变形量为85%;

[0069](6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为35%、35%和25%,管坯三道次旋压的给进比为1.5mm/r。三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角30°,旋压轮圆角半径为20mm。

[0070](7)热处理:将步骤(6)锻造后得到的白铜管坯进行热处理,最后通过机加工达到目标尺寸。其中,热处理的温度为700℃,热处理时间为4h。

[0071]对比例1

[0072]本发明的具体方案如下:

[0073](1)工装模具预热

[0074]铜锭模、锭模底座需先装入电阻炉烘烤,在600℃下保温3小时,然后缓冷至150℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在500℃,烘烤时间10小时。同时,中间包需装入电炉烘烤,烘烤温度为400℃,持续10小时;

[0075](2)原材料准备:

[0076]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe

[0077]1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0078](3)真空熔炼

[0079]真空熔炼:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭;

[0080](4)浇注

[0081]铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置2小时方可吊出;

[0082](5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温2h,锻造后的白铜管坯总变形量为80%;

[0083](6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为30%、30%和20%,管坯三道次旋压的给进比为1.3mm/r。三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角25°,旋压轮圆角半径为18mm。

[0084](7)热处理:将步骤(6)锻造后得到的白铜管坯进行热处理,最后通过机加工达到目标尺寸。其中,热处理的温度为800℃,热处理时间为3h。

[0085]对比例2

[0086](1)工装模具预热

[0087]铜锭模、锭模底座需先装入电阻炉烘烤,在600℃下保温3小时,然后缓冷至150℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在500℃,烘烤时间10小时。同时,中间包需装入电炉烘烤,烘烤温度为400℃,持续10小时;

[0088](2)原材料准备:

[0089]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe

[0090]1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0091](3)真空熔炼

[0092]真空熔炼:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭;

[0093](4)浇注

[0094]铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置2小时方可吊出;

[0095](5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温2h,锻造后的白铜管坯总变形量为80%;

[0096](6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为20%、20%和10%,管坯三道次旋压的给进比为1.3mm/r。三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角25°,旋压轮圆角为18mm。

[0097](7)热处理:将步骤(6)锻造后得到的白铜管坯进行热处理,最后通过机加工达到目标尺寸。其中,热处理的温度为660℃,热处理时间为3h。

[0098]对比例3

[0099](1)工装模具预热

[0100]铜锭模、锭模底座需先装入电阻炉烘烤,在600℃下保温3小时,然后缓冷至150℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在500℃,烘烤时间10小时。同时,中间包需装入电炉烘烤,烘烤温度为400℃,持续10小时;

[0101](2)原材料准备:

[0102]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe

[0103]1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0104](3)真空熔炼

[0105]真空熔炼:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭;

[0106](4)浇注

[0107]铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置2小时方可吊出;

[0108](5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温2h,锻造后的白铜管坯总变形量为80%;

[0109](6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为30%、30%和20%,管坯三道次旋压的给进比为2.0mm/r。三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角25°,旋压轮圆角半径为18mm。

[0110](7)热处理:将步骤(6)锻造后得到的白铜管坯进行热处理,最后通过机加工达到目标尺寸。其中,热处理的温度为660℃,热处理时间为3h。

[0111]对比例4

[0112](1)工装模具预热

[0113]铜锭模、锭模底座需先装入电阻炉烘烤,在600℃下保温3小时,然后缓冷至150℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在500℃,烘烤时间10小时。同时,中间包需装入电炉烘烤,烘烤温度为400℃,持续10小时;

[0114](2)原材料准备:

[0115]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe

[0116]1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0117](3)真空熔炼

[0118]真空熔炼:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭;

[0119](4)浇注

[0120]铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置2小时方可吊出;

[0121](5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥800℃,保温2h,锻造后的白铜管坯总变形量为80%;

[0122](6)旋压:将步骤(5)锻造后得到的白铜管坯进行三道次旋压,三道次旋压的变形量分别为30%、30%和20%,管坯三道次旋压的给进比为1.3mm/r。三道次旋压中使用的三个旋压轮的夹角为120°,旋压方式为反旋,旋压轮直径均为550mm,旋压轮成型角33°,旋压轮圆角半径为22mm。管件出现明显的裂纹。

[0123]对比例5

[0124]本发明的具体方案如下:

[0125](1)工装模具预热

[0126]铜锭模、锭模底座需先装入电阻炉烘烤,在600℃下保温3小时,然后缓冷至150℃出炉并涂刷锭模涂料;随后将铜锭模、锭模底座、流槽及塞棒一同装入炉中烘烤,温度控制在500℃,烘烤时间10小时。同时,中间包需装入电炉烘烤,烘烤温度为400℃,持续10小时;

[0127](2)原材料准备:

[0128]将原材料按照以下元素的重量百分比进行配料:Ni 10.0-12.0wt%,Fe1.0-2.0wt%,Mn 1.0-2.0wt%,余量为Cu;

[0129](3)真空熔炼

[0130]真空熔炼:将原材料在真空感应炉熔化,真空-0.1MPa、温度1250-1450℃,电磁搅拌熔清,扒渣后在真空浇铸室将铜水导入中间包,所述中间包底部放置木炭;

[0131](4)浇注

[0132]铜水在1200-1300℃下经流槽注入中间包,静置20分钟后测温,关闭真空泵并开始浇注,浇注温度为1000-1200℃。浇注完成后25分钟破真空,待铸锭完全凝固后吊出浇铸室,锭模需再静置2小时方可吊出;

[0133](5)锻造:将步骤(4)得到的B10白铜铸锭进行墩粗、扩孔、拔长,热锻温度为850-950℃,终锻温度≥700℃,保温2h,锻造后的白铜管坯总变形量为80%,管件断裂。

[0134]对各个实施例和对比例得到的管坯进行性能测试,结果如表1和表2所示。

[0135]表1.各实施例性能数据

[0136]

材质实施例1实施例2实施例3抗拉强度/MPa431440422屈服强度/MPa301311244延伸率/%292735平均晶粒尺寸/um191719.5是否出现冷变形组织否否否是否开裂否否否

[0137]表2.实施例1和各对比例性能数据

[0138]

[0139]本发明实施例相较于对比例具有显著优势,主要体现在以下方面:首先,通过将进给比精准控制在1-1.5mm/r的优化区间,既避免了小于1mm/r时的晶粒不均问题,又防止了大于1.5mm/r导致的晶粒粗化,获得了均匀细小的等轴晶组织;其次,成型角设计合理避开了<20°的起皱风险和>30°的开裂倾向,配合15R-20R的最佳圆角半径,确保了材料表面光洁度;再者,相比传统热挤压工艺受模具限制的缺陷,旋压工艺实现了管材重量的灵活控制;最后,创新采用多道次旋压结合低温退火工艺,不仅通过细晶强化同步提升材料强韧性,还彻底消除了冷加工变形结构,综合实现了成形质量、精度与材料性能的最佳平衡。

[0140]以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

说明书附图(4)

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