CN106734327A - 一种海军黄铜无缝管的成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海军黄铜无缝管的成型工艺,其解决了现有通过冷加工工艺生产的黄铜管硬度偏低、抗拉强度低、延伸率低的技术问题,其首先进行一次冷轧,其次进行热处理,然后进行二次冷轧;其可广泛应用于海军黄铜无缝管的生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种无缝管的生产方法,具体说是一种海军黄铜无缝管的成型工艺。
背景技术
海军黄铜是油田石油装备中泵筒常用的一种材质,其具有优良的抗腐蚀性能。目前,海军黄铜的生产以冷拔成型工艺为主,但由于泵筒对材料精密度要求高,而且冷拔道次多,生产出的产品合格率很低。
如何提高合格率是本领域技术人员亟待解决的技术问题,冷轧成型可以较好的解决材料精度问题,但是存在材料硬度偏低(HRB70-85)、抗拉强度低(430-560MPa)、延伸率低(7%-11%)等缺点。
发明内容
本发明就是为了解决现有通过冷加工工艺生产的黄铜管硬度偏低、抗拉强度低、延伸率低的技术问题,提供一种硬度高、抗拉强度高、延伸率高的海军黄铜无缝管的成型工艺。
本发明将传统的冷轧加工方法数据化,而且引入组织热变化和冷作硬化的方法,将管材成型的过程以微观组织变化的方法概括并反推至宏观生产过程。利用该方法可以完善地匹配成品和原料之间的型号差别同时能够解决材料存在的性能不足问题。
本发明的技术方案是,包括以下步骤:
(1)铸造生产黄铜坯管;
(2)通过外表面修磨的方式去除铸造过程产生的表面收缩纹;
(3)进行一次冷轧;
(4)将经过一次冷轧后的管料进行热处理;
(5)进行二次冷轧。
优选地,步骤(4)中,升温时间为2小时,保温温度为550℃~650℃,保温时间不超过3小时,冷却时直接打开炉门。
优选地,步骤(3)中,冷变形减缩量为48.8%。
本发明的有益效果是:
(1)坯料选择铸造引拉黄铜管,成型简单,成本低。
(2)产品成型过程中仅需一次热处理,组织长大倾向小,且有效提高了材料成型效率,降低加工成本。
(3)将普通黄铜冷轧管的抗拉强度提高到540-650MPa,同时材料伸长率为16-34%,屈服强度为420-510MPa,硬度为HRB90-100。材料成型合格率95%以上,产品直线度优良,壁厚偏差小于5%。
(4)最终材料不经去应力退火即可满足现有的产品标准要求,非常适宜于现有的泵筒生产工艺。
本发明进一步的特征和方面,将在以下参考附图的具体实施方式的描述中,得以清楚地记载。
附图说明
图1是去除表面收缩纹后的黄铜坯管的金相组织结构图;
图2是黄铜坯管的截面图;
图3是热处理的示意图;
图4热处理后管料的金相组织结构图。
具体实施方式
下面以产品规格是φ50.8Xφ44.45(外径为50.8mm,内径为44.45mm)的黄铜成品管为例说明该工艺的具体步骤:
步骤一,铸造生产符合所要求化学成分的黄铜坯管,坯管规格为φ80X8(外径为80mm,壁厚为8mm)。
步骤二,通过外表面修磨的方式去除铸造过程产生的表面收缩纹。此时的坯料内部组织为粗大的柱状晶晶粒(如图1所示),芯部硬度为HRB60-70,按照ASTM A370标准文件中管壁取样的标准,材料的抗拉强度不超过200MPa,伸长率不低于70%。
步骤三,进行一次冷轧,通过冷轧加工方法将黄铜坯管尺寸轧至φ64X5(外径为64mm,壁厚为5mm),冷变形减缩量为48.8%。
参考图2,冷变形减缩量的计算方式如下:
根据横截面面积的计算公式S=π*(D/2)2-π*(d/2)2来进行计算。
规格是φ80X8的黄铜坯管的横截面面积是:
S1=3.14159*(80/2)2-3.14159*(64/2)2=1809.5
规格是φ64X5的黄铜坯管的横截面面积是:
S2=3.14159*(64/2)2-3.14159*(54/2)2=927
冷变形减缩量△S=(1809.5-927)/1809.5*100%=48.8%
步骤四,如图3所示,将一次冷轧后的管料在高精度加温炉内热处理,以促进黄铜芯部组织从铸态柱状晶向α组织转变。
根据装炉量控制升温速度,以封闭箱式炉为例,装炉量2吨,升温时间为2小时,每增加一吨的装炉量,需要增加升温时间0.5小时。
保温温度为550℃~650℃,优选600℃。保温时间不超过3小时,但在保温产品温度达到要求的前提下,保温时间小于1小时为佳。
冷却时直接打开炉门即可,这样可以加快冷却速度,保证材料组织晶粒不会长大影响材料塑韧性。
转变后管料的金相组织如图4所示,该组织具备较好的塑韧性,方便下一步的冷轧加工。
步骤五,进行二次冷轧,通过冷轧将热处理后的黄铜坯管轧至φ50.8Xφ44.5的规格,控制管料的二次减缩量从而控制最终产品的抗拉强度TS、屈服强度YS、伸长率以及硬度。二次冷轧减缩量为49.1%,产品抗拉强度为540-650MPa,屈服强度为420-510MPa,伸长率为16-34%,硬度为HRB90-100,符合当前主流油气田用黄铜壳体对该材料的要求。
以上所述仅对本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。
Claims (3)
1.一种海军黄铜无缝管的成型工艺,其特征是,包括以下步骤:
(1)铸造生产黄铜坯管;
(2)通过外表面修磨的方式去除铸造过程产生的表面收缩纹;
(3)进行一次冷轧;
(4)将经过一次冷轧后的管料进行热处理;
(5)进行二次冷轧。
2.根据权利要求1所述的海军黄铜无缝管的成型工艺,其特征在于:
所述步骤(4)中,升温时间为2小时,保温温度为550℃~650℃,保温时间不超过3小时,冷却时直接打开炉门。
3.根据权利要求2所述的海军黄铜无缝管的成型工艺,其特征在于:
所述步骤(3)中,冷变形减缩量为48.8%。
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|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2016
- 2016-11-11 CN CN201611042735.6A patent/CN106734327A/zh active Pending
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