[發(fā)明專利]一種海軍黃銅無縫管的成型工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611042735.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN106734327A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬慶超;丁明杰;王燕;馬耀偉;鄒穎慧;姜麗燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合鴻新材科技有限公司
• 主分類號(hào): B21C37/06
• 分類號(hào): B21C37/06;C22F1/08
• 代理公司: 北京怡豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11293
• 代理人: 孫小棟,于振強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無縫管的生產(chǎn)方法，具體說是一種海軍黃銅無縫管的成型工藝。

背景技術(shù)

海軍黃銅是油田石油裝備中泵筒常用的一種材質(zhì)，其具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。目前，海軍黃銅的生產(chǎn)以冷拔成型工藝為主，但由于泵筒對(duì)材料精密度要求高，而且冷拔道次多，生產(chǎn)出的產(chǎn)品合格率很低。

如何提高合格率是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題，冷軋成型可以較好的解決材料精度問題，但是存在材料硬度偏低(HRB70-85)、抗拉強(qiáng)度低(430-560MPa)、延伸率低(7％-11％)等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有通過冷加工工藝生產(chǎn)的黃銅管硬度偏低、抗拉強(qiáng)度低、延伸率低的技術(shù)問題，提供一種硬度高、抗拉強(qiáng)度高、延伸率高的海軍黃銅無縫管的成型工藝。

本發(fā)明將傳統(tǒng)的冷軋加工方法數(shù)據(jù)化，而且引入組織熱變化和冷作硬化的方法，將管材成型的過程以微觀組織變化的方法概括并反推至宏觀生產(chǎn)過程。利用該方法可以完善地匹配成品和原料之間的型號(hào)差別同時(shí)能夠解決材料存在的性能不足問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，包括以下步驟：

(1)鑄造生產(chǎn)黃銅坯管；

(2)通過外表面修磨的方式去除鑄造過程產(chǎn)生的表面收縮紋；

(3)進(jìn)行一次冷軋；

(4)將經(jīng)過一次冷軋后的管料進(jìn)行熱處理；

(5)進(jìn)行二次冷軋。

優(yōu)選地，步驟(4)中，升溫時(shí)間為2小時(shí)，保溫溫度為550℃～650℃，保溫時(shí)間不超過3小時(shí)，冷卻時(shí)直接打開爐門。

優(yōu)選地，步驟(3)中，冷變形減縮量為48.8％。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)坯料選擇鑄造引拉黃銅管，成型簡單，成本低。

(2)產(chǎn)品成型過程中僅需一次熱處理，組織長大傾向小，且有效提高了材料成型效率，降低加工成本。

(3)將普通黃銅冷軋管的抗拉強(qiáng)度提高到540-650MPa，同時(shí)材料伸長率為16-34％，屈服強(qiáng)度為420-510MPa，硬度為HRB90-100。材料成型合格率95％以上，產(chǎn)品直線度優(yōu)良，壁厚偏差小于5％。

(4)最終材料不經(jīng)去應(yīng)力退火即可滿足現(xiàn)有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，非常適宜于現(xiàn)有的泵筒生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明進(jìn)一步的特征和方面，將在以下參考附圖的具體實(shí)施方式的描述中，得以清楚地記載。

附圖說明

圖1是去除表面收縮紋后的黃銅坯管的金相組織結(jié)構(gòu)圖；

圖2是黃銅坯管的截面圖；

圖3是熱處理的示意圖；

圖4熱處理后管料的金相組織結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面以產(chǎn)品規(guī)格是φ50.8Xφ44.45(外徑為50.8mm，內(nèi)徑為44.45mm)的黃銅成品管為例說明該工藝的具體步驟：

步驟一，鑄造生產(chǎn)符合所要求化學(xué)成分的黃銅坯管，坯管規(guī)格為φ80X8(外徑為80mm，壁厚為8mm)。

步驟二，通過外表面修磨的方式去除鑄造過程產(chǎn)生的表面收縮紋。此時(shí)的坯料內(nèi)部組織為粗大的柱狀晶晶粒(如圖1所示)，芯部硬度為HRB60-70，按照ASTM A370標(biāo)準(zhǔn)文件中管壁取樣的標(biāo)準(zhǔn)，材料的抗拉強(qiáng)度不超過200MPa，伸長率不低于70％。

步驟三，進(jìn)行一次冷軋，通過冷軋加工方法將黃銅坯管尺寸軋至φ64X5(外徑為64mm，壁厚為5mm)，冷變形減縮量為48.8％。

參考圖2，冷變形減縮量的計(jì)算方式如下：

根據(jù)橫截面面積的計(jì)算公式S＝π*(D/2)²-π*(d/2)²來進(jìn)行計(jì)算。

規(guī)格是φ80X8的黃銅坯管的橫截面面積是：

S1＝3.14159*(80/2)²-3.14159*(64/2)²＝1809.5

規(guī)格是φ64X5的黃銅坯管的橫截面面積是：

S2＝3.14159*(64/2)²-3.14159*(54/2)²＝927

冷變形減縮量△S＝(1809.5-927)/1809.5*100％＝48.8％

步驟四，如圖3所示，將一次冷軋后的管料在高精度加溫爐內(nèi)熱處理，以促進(jìn)黃銅芯部組織從鑄態(tài)柱狀晶向α組織轉(zhuǎn)變。

根據(jù)裝爐量控制升溫速度，以封閉箱式爐為例，裝爐量2噸，升溫時(shí)間為2小時(shí)，每增加一噸的裝爐量，需要增加升溫時(shí)間0.5小時(shí)。