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Title:
THREE-ROLLER PLANETARY ROLLING METHOD FOR ROLLING BRASS PIPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/047524
Kind Code:
A1
Abstract:
A three-roller planetary rolling method for rolling brass pipe, includes the following steps: processing the front end of the raw pipe (1) to be a cone (11); selecting a mandrel (7) to make the unilateral gap (L) between the mandrel (7) and the inner wall of the raw pipe (1) being not greater than 2.5mm; preheating the raw pipe (1) to 100~500℃, then sending the preheated raw pipe (1) to the three-roller planetary mill and rolling; spraying the emulsion (51) to the roller (4) when rolling and setting the spraying intensity of the emulsion (51) to be 0.025~0.045MPa; sweeping the raw pipe (1) by a sweeping device (2) provided at the mill inlet (31) to prevent the emulsion (51) from flowing back which can make the raw pipe (1) not contact with the emulsion (51) before the raw pipe (1) enters the rolling zone; drawing the rolled pipe discharged from the outlet of the mill to produce a finished product. The advantage of the method is that a good quality pipe can be produced because the brass pipe is preheated before rolled and therefore the rolling temperature is above the intermediate temperature brittleness zone of 400~600℃.

Inventors:
WANG, Yongru (No. 1, Chengxi West Road Cicheng Tow, Ningbo Zhejiang 4, 315034, CN)
王永如 (中国浙江省宁波市慈城镇城西西路1号, Zhejiang 4, 315034, CN)
WU, Pengyue (No. 1, Chengxi West Road Cicheng Tow, Ningbo Zhejiang 4, 315034, CN)
吴朋越 (中国浙江省宁波市慈城镇城西西路1号, Zhejiang 4, 315034, CN)
HONG, Xieping (No. 1, Chengxi West Road Cicheng Tow, Ningbo Zhejiang 4, 315034, CN)
洪夑平 (中国浙江省宁波市慈城镇城西西路1号, Zhejiang 4, 315034, CN)
LI, Hongwei (No. 1, Chengxi West Road Cicheng Tow, Ningbo Zhejiang 4, 315034, CN)
Application Number:
CN2010/000685
Publication Date:
April 28, 2011
Filing Date:
May 14, 2010
Export Citation:
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Assignee:
NINGBO JINTIAN COPPER TUBE CO., LTD. (No. 1, Chengxi West Road Cicheng Tow, Ningbo Zhejiang 4, 315034, CN)
宁波金田铜管有限公司 (中国浙江省宁波市慈城镇城西西路1号, Zhejiang 4, 315034, CN)
WANG, Yongru (No. 1, Chengxi West Road Cicheng Tow, Ningbo Zhejiang 4, 315034, CN)
王永如 (中国浙江省宁波市慈城镇城西西路1号, Zhejiang 4, 315034, CN)
WU, Pengyue (No. 1, Chengxi West Road Cicheng Tow, Ningbo Zhejiang 4, 315034, CN)
吴朋越 (中国浙江省宁波市慈城镇城西西路1号, Zhejiang 4, 315034, CN)
HONG, Xieping (No. 1, Chengxi West Road Cicheng Tow, Ningbo Zhejiang 4, 315034, CN)
洪夑平 (中国浙江省宁波市慈城镇城西西路1号, Zhejiang 4, 315034, CN)
International Classes:
B21B19/06; B21B27/10; B21B45/02; C22F1/08
Foreign References:
CN1480268A
CN201135995Y
CN1981982A
CN1390677A
CN1370640A
Other References:
CHEN, XIAOJIAN ET AL.: 'The Finite Element Analysis on Four-roll Planetary Rolling Process of Copper Tube.' JOURNAL OF PLASTIC ENGINEERING. vol. 16, no. 1, February 2009, ISSN 1007-2012 pages 110 - 114
IU, FAKUI ET AL.: 'Optimization and Improvement of Strip Sweeping System in Twin Stands Reversing Mill.' PLANT MAINTENANCE ENGINEERING. vol. 4, April 2008, ISSN 1001-0599 pages 43 - 45
Attorney, Agent or Firm:
NINGBO CHANNEL PATENT ATTORNEYS OFFICE (17D Sun Mansion, 65 Jiefang South RoadNingbo, Zhejiang 0, 315010, CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种轧制黄铜管的三辊行星轧制方法, 其特征在于包括以下步骤:

a、 将管坯 (1)的头部制成锥面 (11);

b、 选择芯棒 (7), 该芯棒 (7)与管坯 (1)内壁的单边间隙 L不大于 2.5mm;

c、 在三辊行星轧机轧制管坯 (1)前, 先将管坯 (1)预热至 100-500°C, 然后将预热后的管 坯 (1)送入三辊行星轧机的轧辊 (4)进行轧制;

d、 在轧制时对轧辊 (4)进行乳化液 (51)喷淋, 乳化液 (51)的喷淋强度为 0.025〜0.045 MPa, 并通过设置于三辊行星轧机入口 (31)处的吹扫装置 (2)吹扫而防止乳化液 (51)回流, 使 管坯 (1)在进入轧制区之前不与乳化液接触;

e、 从三辊行星轧机的轧辊 (4)出口处轧出的管材通过拉拔加工成成品。

2、 根据权利要求 1 所述的三辊行星轧制方法, 其特征在于: 所述管坯 (1)预热的方式 是- 在管坯 (1)的前端放置一段紫铜管坯, 三辊行星轧机先轧制紫铜管坯将产生的热量预热 轧制后续的管坯 (1), 或采用加热装置直接加热。

3、 根据权利要求 2所述的三辊行星轧制方法, 其特征在于: 所述吹扫装置 (2)所用的吹 扫气体为氮气 (22)。

4、 根据权利要求 3 所述的三辊行星轧制方法, 其特征在于: 所述吹扫装置 (2)通过进口 (21)通入氮气 (22), 然后通过吹扫装置 (2)上的环状喷口喷出, 将沿管坯倒流的乳化液 (51)吹 离管坯。

• 5、 根据权利要求 4所述的三辊行星轧制方法, 其特征在于: 所述吹扫装置 (2)固定于三 辊行星轧机工作罩 (3)内的支架 (6)上。

6、 根据权利要求 1至 5中任一权利要求所述的三辊行星轧制方法, 其特征在于: 所述锥 面 (11)其锥角 &为 8~16° 。

Description:
一种轧制黄铜管的三辊行星轧制方法 技术领域

本发明涉及一种轧制黄铜管的三辊行星轧制方 法。 背景技术

黄铜中加入铝显著缩小 α相区, 铝含量高时会出现 Υ相, 提高合金的强度与硬度, '但 大幅度降低合金的塑性; 含 22%~24%Ζη、 1.0%~3.0%Α1的 HA177-2铝黄铜既有良好的加工性 能、 铸造性能以及较高的力学性能, 同时也具有很好的热加工性能。

与紫铜相比, HA177-2铝黄铜在 400°C~600°C时塑性极低, 在 500 °C左右的伸长率小于 10%, 即存在中温脆性区。 因此, 随着轧制温度的升髙以及变形的加剧, 在 400°C~600°C的 温度范围内, 黄铜管在行星轧制过程中容易开裂, 即存在 "中温脆性区"。

铜管的行星轧制过程中温度逐渐升高, 从最初的室温达到终轧时温度为 750Ό左右, 要 想解决黄铜行星轧制过程中管坯开裂的问题, 就需要在轧制的过程中避开其"中温脆性区"。 避开黄铜"中温脆性区"的方法有两种: 一是, 在黄铜管三辊行星轧制过程中对管坯进行冷 却, 使其轧制温度始终处于 200°C以下。 但是在一个被高速旋转的轧辊包围下且相对较 短的 轧制区内, 同时又在较高的轧制速度下 (出口速度 15m/min)要实现大幅度降温 (从 750°C降至 200°C以下)显然不太现实; 即便实现了大幅度的降温, 由于在温度较低的情况下铝黄铜的变 形抗力较高, 对轧机的力能参数提出了更高的要求; 二是, 在管坯进入轧制区之前对其进行 加热, 使其温度超过黄铜的 "中温脆性区", 从而解决管坯轧制幵裂的问题。 但迄今为止, 还 没有一种能在轧制过程中控制管坯温度从而解 决黄铜管轧制开裂、 实 现黄铜管的三辊行星 轧制的技术。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技 术现状而提供一种轧制黄铜管过程中能避 开中温脆性区、 同时能实现轧制具有良好品质黄铜管的一种轧 制黄铜管的三辊行星轧制方 法。

发明解决上述技术问题所采用的技术方案为: 本轧制黄铜管的三辊行星轧制方法, 其特 征在于包括以下步骤:

a、 将管坯的头部制成锥面;

b、 选择芯棒, 该芯棒与管坯内壁的单边间隙 L不大于 2.5mm;

c、 在三辊行星机轧制管坯前, 先将管坯预热至 100-50(TC, 然后将预热后的管坯送入三 辊行星轧机的轧辊进行轧制;

d、 在轧制时对轧辊进行乳化液喷淋, 乳化液的喷淋强度为 0.025〜0.045 MPa, 并通过设 置于三辊行星轧机入口处的吹扫装置吹扫而防 止乳化液回流, 使管坯在进入轧制区之前不与 乳化液接触; e、 从三辊行星轧机的轧辊出口处轧出的管材通过 拉拔加工成成品。

作为改进, 所述管坯预热的方式可选择为: 在管坯的前端放置一段紫铜管坯, 三辊" "行星 轧机先轧制紫铜管坯将产生的热量预热轧制后 续的管坯, 或采用加热装置直接加热;'

作为改进, 所述吹扫装置所用的吹扫气体优选为氮气; 所述吹扫装置通过进口通入氮 气, 然后通过吹扫装置上的环状喷口喷出, 将沿管坯倒流的乳化液吹离管坯; 所述吹扫装置 可选择固定于三辊行星轧机工作罩内的支架上 。

再改进, 所述锥面其锥角 a可选择为 8~16° 。

附图说明

图 1为本发明实施例的结构示意图;

图 2是图 1中沿 A-A线的剖视图;

图 3是图 1中管坯头的部视图; .

图 4是图 2中 I部的放大图。 具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描 述。

如图 1至图 4所示, 本实施例为轧制黄铜管的三辊行星轧制工艺, 包括以下步骤- a、 将管坯 1的头部制成锥面 11 ; 该锥面 11的锥角 a选择为 8~16° , 本实施例优选为 12° 。

b、 选择芯棒 7, 该芯棒 7与管坯 1内壁的单边间隙 L不大于 2.5mm。

c、 在三辊行星轧机轧制管坯 1前, 先将管坯 1预热至 100 500度。 所述管坯 1预热的方 法可选择为: 第一种方式是采用外部加热装置直接加热; 第二种方式是在管坯的前端放置一 段紫铜管坯, 三辊行星轧机先轧制紫铜管坯将其产生的热量 预热轧制后续的管坯。

d、 在三辊行星轧机轧制管坯 1时对轧辊 4进行乳化液 51喷淋, 该乳化液 51为一种公知 产品, 是一种型号为 NJG/W201的优质乳化切削油, 中国石油化工股份有限公司生产, 生产 点在北京市海淀区安宁庄西路 6号。 乳化液 51的喷淋强度为 0.025~0.045 MPa, 并通过设置 于三辊行星轧机的轧辊入口 31处的吹扫装置 2吹扫而防止乳化液 51回流, 使管坯 1在进入 轧制区之前不与乳化液接触; 该吹扫装置 2所用的吹扫气体为氮气 22, 氮气 22从吹扫装置 的进口 21进入吹扫装置 2, 然后通过吹扫装置 2上的环状喷口喷出, 将沿管坯倒流的乳化液 51吹离管坯。 该吹扫装置 2固定于三辊行星轧机的工作罩 3内的支架 6上。 而乳化液 51通 过设置于三辊行星轧机的轧辊 4出口正对处的喷淋环 5中喷出, 该喷淋环 5的内径大于成品 管体的外径。

e、 从三辊行星轧机的轧辊 4 出口处轧出的管材为中间产品, 通过后续的拉拔加工变为 成品

以下对本发明作进一步说明;

1、 为了避开黄铜行星轧制过程中的 "中温脆性区", 可以在轧制之前对管坯进行预热, 使轧制管坯的初始温度在 100°C~500°C。

管坯的预热可以采用以下方式- 第一种方式是采用外部加热装置直接加热; 第二种方式是在管坯的前端放置一段紫铜管 坯, 三辊行星轧机先轧制紫铜管坯将其产生的热量 预热轧制后续的管坯。

2、 合理的控制管坯的加工量, 工作过程中管坯的加工量在 85%~95%之间; 随着管坯加 工率的降低, 管坯的壁厚减小, 轧制区内的金属温度更容易趋于均匀化, 因此管坯内外壁的 温差减小, 管坯的变形更容易趋于连续化, 从而导致管坯开裂的几率降低。

3、 在工作罩内加一吹扫装置防止乳化液回流, 提高进入轧制区之前管坯的温度。 吹扫 装置通过进口通入氮气, 然后通过吹扫装置上的喷口环状喷出, 将沿管坯倒流的乳化液吹离 管坯, 不至于使乳化液经过工作罩的入口流出工作罩 , 吹扫装置靠支架固定在工作罩内。 经 吹扫装置吹扫后的管坯在进入轧制区之前不与 乳化液接触, 大大减少了其温度降低, 从而使 进入轧制区之前管坯的温度增加。

4、 乳化液的喷淋强度 0.025MPa~0.045 MPa。 在行星轧制过程中, 乳化液的对轧辊的喷 淋冷却与管坯的温度有很大的关系, 喷淋强度越大, 管坯的温度降低; 相反, 喷淋强度越 小, 管坯的温度越高。 为了提高轧制管坯的初始温度, 在轧制开始阶段乳化液的喷淋强度要 小一些; 在轧制稳定阶段, 根据不同的工艺条件, 不同的管坯, 以及釆用不同的工模具会对 管坯的轧制温度产生影响, 因此为了合理控制轧制温度, 需要根据不同的条件合理的调节乳 化液的喷淋强度范围在 0.025MPa~0.045 MPa。

5、 管坯入口端形状做成锥形。 在铝黄铜行星轧制过程中, 由于其本身的热传导系数较 低, 导致变形过程的初始阶段管坯内外壁的温差较 大, 轧制过程中内外壁金属产生相对的滑 动, 致使内外壁金属的变形不连续, 从而导致其变形过程中管坯幵裂。 为了避免这种情况, 可以将管坯前端倒角做成锥形, 管坯的前端做成锥形相当于减少管坯的壁厚, 这样内外壁金 属的温度差就会相对减小, 使金属在变形过程中内外壁的温度趋于均匀化 , 从而保证了内外 壁变形的连续性, 从而降低了轧制过程中管坯开裂的可能性。

6、 芯棒与管坯内径的间隙单边不大于 2.5mm。 这样管坯内外壁的温度更容易趋于均匀, 化, 这是因为在轧制过程中由于轧制的不平衡导致 管坯端部产生晃动, 从而使管坯内壁与芯 棒接触, 使其温度升高; 管坯的外壁受到轧辊的碾压同样温度升高很快 , 因此管坯内外壁的 温差显著降低, 有利于消除管坯内外壁金属在轧制过程中的相 对滑动, 有效地防止了轧制过 程中管坯的开裂, 行星轧制过程中芯棒与管坯内径的单边间隙 L需要很好的控制, 轧制过程 中 L取不大于 2.5mm为佳。

三辊行星轧辊的工作原理如下:

轧辊在绕自身轴线转动(自转)的同时, 也绕轧制中心线转动 (公转)。 铸坯 (即铝黄铜管)在 推料小车和轧辊自转的联合作用下将管坯 (即铝黄铜管)咬入并通过锥形轧制变形区。 调节轧 辊公转速度, 可以使出口管材不发生旋转 (在实际操作过程中, 先将公转速度升至工作速 度, 再把轧辊自转速度升值一定值, 待管材轧出后视其旋转方向, 然后再调整其速度使管材 不旋转), 从而可实现管材的在线收卷。 工业上应用

与现有技术相比, 本发明的方法采用以下步骤: 将管坯的头部制成锥面; 选择芯棒, 该 芯棒与管坯内壁的单边间隙 L不大于 2.5mm; 在轧制之前先将管坯预热至 100~500°C, 然后 将预热后的管坯送入三辊行星轧机进行轧制; 在轧制过程中对轧辊进行乳化液喷淋, 乳化液 的喷淋强度为 0.025~0.045 MPa, 并通过设置于三辊行星轧机入口处的吹扫装置 吹扫而防止 乳化液回流, 使管坯在进入轧制区之前不与乳化液接触; 从三辊行星轧机的轧辊出口处轧出 的管材为中间产品, 通过后续的拉拔加工变为成品。 这种方法的优点在于黄铜管坯在轧制之 前进行预热, 这样在轧制黄铜管时, 其轧制温度超过了其 400°C~600°C的"中温脆性区", 即 避开了中温脆性区; 又由于将管坯的头部制成锥面, 管坯的前端做成锥形相当于减少了管坯 的壁厚, 这样内外壁金属的温度差就会相对减小, 使金属在变形过程中内外壁的温度趋于均 匀化, 保证了内外壁变形的连续性, 从而降低了轧制过程中管坯开裂的可能性; 还有, 芯棒 与管坯内壁的单边间隙 L不大于 2.5mm, 这样管坯内外壁的温度更容易趋于均匀化, 这是因 为在轧制过程中由于轧制的不平衡导致管坯端 部产生晃动, 从而使管坯内壁与芯棒接触, 使 其温度升高; 管坯的外壁受到轧辊的碾压同样温度升高很快 , 因此管坯内外壁的温差显著降 低, 有利于消除管坯内外壁金属在轧制过程中的相 对滑动, 有效地防止了轧制过程中管坯的 开裂, 再有, 在轧制过程中对轧辊进行乳化液喷淋, 乳化液的喷淋强度为 0.025~0.045 MPa, 能有利于控制轧制管坯的轧制温度; 吹扫装置采用氮气, 通过吹扫装置上的环状喷口 喷出, 将沿管坯倒流的乳化液吹离管坯, 经吹扫装置吹扫后的管坯在进入轧制区之前不 与乳 化液接触, 大大减少了其温度的降低, 提高进入轧制区之前管坯的温度, 从而使进入轧制区 之前管坯的温度增加, 防止了其轧制过程中的开裂。