本发明专利技术公开一种制备高性能大尺寸高精度铍铜管材的铸管坯轧制法，其包括步骤：a)根据成分配比要求配比铍铜母合金锭和高纯电解铜锭，然后在熔炼炉熔炼；b)静置及破真空，使用管状石墨模具，直接得到管状铍铜铸锭等步骤；本发明专利技术采用管坯铸锭直接轧制工艺技术，精确控制加工工艺以及工序间的热处理工艺，同时结合使用特殊的结晶器、铸造模具以及热处理工装夹具，控制铍铜产品微观组织结构的均匀性且晶粒细小(可达9级)。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，其包括步骤：a)根据成分配比要求配比铍铜母合金锭和高纯电解铜锭，然后在熔炼炉熔炼；b)静置及破真空，使用管状石墨模具，直接得到管状铍铜铸锭等步骤；本专利技术采用管坯铸锭直接轧制工艺技术，精确控制加工工艺以及工序间的热处理工艺，同时结合使用特殊的结晶器、铸造模具以及热处理工装夹具，控制铍铜产品微观组织结构的均匀性且晶粒细小(可达9级)。【专利说明】
本专利技术属于金属材料铸造
，具体涉及。
技术介绍
铍铜合金是一种析出硬化型合金，它是机械性能、物理性能、化学性能及抗蚀性能良好结合的唯一有色合金，经固溶和时效热处理后，具有与特殊钢相当的高强度极限、弹性极限、屈服极限和疲劳极限，同时又具备高的导电率、导热率、高硬度和耐磨性、高的蠕蚀性能，还具有良好的铸造性能、非磁性和冲击时无火花导电性能。由于铍铜合金具备许多优异性能，它的使用越来越广泛，已经成为国民经济建设中不可缺少的重要工业材料。国外铍铜合金主要应用于汽车电器制造、计算机和电讯行业。此外，铍铜合金在航空航天、家用电器、电子仪器、机械、海底电缆、石油、煤炭等行业也有着广泛的应用在铜中加入少量铍后，与常规铜合金(如紫铜、黄铜等)性质发生巨大改变，具体表现为硬态效应明显，非常难以轧制或挤压加工。铍铜管材的制备方法主要是典型的铸坯挤压法和轧制法，同时结合淬火和时效热处理工艺。通过此工艺可以获得各种性能和尺寸的铍铜管材，如《铍铜管的制造方法》(CN200410084660.9)、《一种轧制法制造铍铜管》(CN201010267690.2)但这些专 利基本上都是制备一些典型性能(抗拉强度500MPa)和常规尺寸(长度在I米以下)的铍铜管材。铍铜的显微组织均匀性和晶粒度大小是决定铍铜管材性能和尺寸精度的重要参数。平均晶粒度越细小均匀，越有利于提高铍铜产品的机械性能和表面耐磨性能，同时可以保证铍铜管材尤其是大尺寸管材的变形均匀性，最终可以获得高性能、大尺寸和高精度的管材产品。如果铍的加入量控制稍微不当，就会造成加工或热处理过程中的管材严重变形，这样只有通过加大壁厚尺寸，最后通过机械加工的办法车削至最终尺寸，以保证精度要求。但是这种加工工艺难于保证大尺寸高精度的铍铜管材加工。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人经过长期试验和研究，提出，该铸管坯轧制法采用管坯铸锭直接轧制工艺技术，精确控制加工工艺以及工序间的热处理工艺，用途非常广泛。依据本专利技术的技术方案，提供一种高性能大尺寸铍铜管材的制备方法，其包括以下步骤:a)根据成分配比要求，配比铍铜母合金锭和高纯电解铜锭，然后将混合料加入熔炼炉中，关闭炉门抽真空，升温加热，在熔化铍铜母合金锭过程中附加磁力搅拌程序，使溶液充分脱气并合金预均匀化；b)静置溶液，破真空，开始非真空炉外浇注，使用管状石墨模具，直接得到管状铍铜铸锭；c)对得到的管状铍铜铸锭进行冷却，然后冷却后的管状铍铜铸锭进行二次加热并均匀化热处理；d)对在步骤c)处理后的管状铍铜铸锭开始挤压开坯；e)对挤压坯进行水冷淬火热处理，得到后续轧制所要求的组织坯锭；f)对挤压坯进行表面往复修复处理，然后再用超声清洗清洁坯锭表面；g)使用四辊轧机，对在步骤f)得到的坯料进行冷轧，直接轧制到铍铜管材要求的尺寸；h)轧制完毕后，使用矫直机对铍铜管材进行矫直，满足弯曲度的要求；i)对铍铜管材进行时效热处理；j)对在步骤i)得到的铍铜管材冷却，冷却后需要对铍铜管材表面做钝化处理，以防止表面氧化；k)最后对得到的铍铜管材进行无损探伤检测，观察内部是否存在缺陷，同时进行壁厚检测，得到最终产品。优选地，所述步骤a)中，熔化过程中附加磁力搅拌程序，以使溶液充分脱气并合金预均匀化；并且熔化温度保持在1000~1100°C之间。进一步地，熔化温度为1050°C。优选地，所述步骤b)中，炉外浇注速度保持在10~15公斤/分钟；所述步骤c)中，冷却速率为20~40°C /分钟。更优选地，，冷却速率30°C /分钟。优选地，所述步骤c)中，在400~440°C热处理管状铍铜铸锭，保温时间为2小时；最佳温度420°C。优选地，所述步骤d)中，挤压速度为0.3~0.4米/分钟；所述步骤e)中，在760~800°C水淬热处理热管状铍铜铸锭管还,保温2小时,然后将管状铍铜铸锭管还置入水箱中，水温保持在30~50°C之间，冷却速率为20~40°C /分钟；最佳工艺条件:热处理温度780°C，冷却水温40°C。优选地，使用四辊轧机对在步骤f)得到的坯料进行冷轧中，轧制进料量4~6毫米/次(优选5毫米/次)，第一次冷轧的道次加工率为20%~25% (优选20% )、第二次冷轧的道次加工率为16%~18% (优选16% )，两次淬火间道次加工率不超过50%。进一步地，时效温度保持在300~340°C之间，保温2~4小时；最佳工艺条件:340 0C / 2h。此外，所述步骤j)中，钝化处理使用75%重铬酸钠+25%水溶液，浸泡时间4~6分钟。本专利技术采用管坯铸锭直接轧制工艺技术，精确控制加工工艺以及工序间的热处理工艺，同时结合使用特殊的结晶器、铸造模具以及热处理工装夹具，控制铍铜产品微观组织结构的均匀性且晶粒细小(可达9级)，从而可以直接轧制得到最终产品尺寸，且不需要附加的机械加工，这样不但节省了加工工序，而且大大提高了成材率和材料利用率，降低了制造成本。最终获得了高性能(抗拉强度大于1000MPa)、大尺寸(管长至4000毫米)和高精度(尺寸公差达±0.2毫米/米)的铍铜管材产品。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的工艺流程示意图。图2为本专利技术所采用的熔炼装置示意图。图2中所示附图标记为:1、合金加料口 ；2、测温装置；3、上盖；4、感应线圈加热体；5、炉体；6、锭模。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外地，不应当将本专利技术的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。 本专利技术的包括以下步骤:a)根据成分配比要求，配比铍铜母合金锭和高纯电解铜锭，然后将混合料加入熔炼炉中，具体为首先将混合料放入石墨坩埚中，然后将盛混合料的坩埚置于熔炼炉中，关闭炉门抽真空，缓慢升温加热，直至熔化，升温过程中防止液体飞溅现象。熔化过程中附加磁力搅拌程序，使溶液充分脱气并合金预均匀化。b)保温、静置溶液，开始破真空，进行非真空炉外浇注。浇注采用倾斜顶浇注方式，这样可使浇注速度均匀可控。使用管状石墨模具直接得到管状铍铜铸造管坯。浇注完成后，使铸锭冷却至室温，从模具中取出铸锭，对铸锭表面进行洁净化处理。c)对冷却后的管状铍铜铸锭，进行二次加热和均匀化热处理。加热在带机械泵的真空炉中进行，缓慢加热至高温，保温一段时间后，断电冷却至室温即可。加热前，先抽空炉膛，充入少量氮气，以防止铸锭表面氧化。经均匀化热处理后的铸锭内部组织均匀。d)对铸锭表面进行适当处理，通过简单铣切加工，使铸锭表面规整。然后将管坯铸锭夹持于挤压机上，使用前面描述的挤压比和挤压速度等工艺参本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备高性能大尺寸高精度铍铜管材的铸管坯轧制法，其包括以下步骤：a)根据成分配比要求，配比铍铜母合金锭和高纯电解铜锭，然后将混合料加入熔炼炉中，关闭炉门抽真空，升温加热，在熔化铍铜母合金锭过程中附加磁力搅拌程序，使溶液充分脱气并合金预均匀化；b)静置溶液，破真空，开始非真空炉外浇注，使用管状石墨模具，直接得到管状铍铜铸锭；c)对得到的管状铍铜铸锭进行冷却，然后冷却后的管状铍铜铸锭进行二次加热并均匀化热处理；d)对在步骤c)处理后的管状铍铜铸锭开始挤压开坯；e)对挤压坯进行水冷淬火热处理，得到后续轧制所要求的组织坯锭；f)对挤压坯进行表面往复修复处理，然后再用超声清洗清洁坯锭表面；g)使用四辊轧机，对在步骤f)得到的坯料进行冷轧，直接轧制到铍铜管材要求的尺寸；h)轧制完毕后，使用矫直机对铍铜管材进行矫直，满足弯曲度的要求；i)对铍铜管材进行时效热处理；j)对在步骤i)得到的铍铜管材冷却，冷却后需要对铍铜管材表面做钝化处理，以防止表面氧化；k)最后对得到的铍铜管材进行无损探伤检测，观察内部是否存在缺陷，同时进行壁厚检测，得到最终产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵皓，
申请(专利权)人：宁夏新和新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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