一種可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料，特別是涉及一種可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的錫青銅材料為了實(shí)現(xiàn)易切肩性能而往往會(huì)添加鉛元素，隨著環(huán)保意識(shí)的明顯提高，含鉛元素的青銅合金已經(jīng)不能滿足國內(nèi)外高端市場(chǎng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管，保留現(xiàn)有錫青銅的切肩等機(jī)械性能，同時(shí)滿足了對(duì)環(huán)保性能的要求。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管，合金管的成分包含鋅(Zn)、錫(Sn)、硅(Si)、銅(Cu)，其中，合金管的各成分組成按重量百分比分別為:鋅(Zn):1-4.5%，錫(Zn):6-8%，硅(Si):0.5-1.5%，余量為銅(Cu)。
[0006]進(jìn)一步地，合金管的各成分組成按重量百分比分別為:鋅:1.3-4.1%，錫:
6.2-7.8%，硅:0.7-1.3%，余量為銅。
[0007]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，合金管的各成分組成按重量百分比分別為:鋅:2.8%，錫:7%，硅:1%，余量為銅。
[0008]—種上述可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管的制備方法，包含以下步驟:
[0009]步驟1:按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內(nèi)，加熱完全熔化并保溫；
[0010]步驟2:用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在合金液體上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化，并保溫；
[0011]步驟3:采用斯派克直讀光譜儀對(duì)從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢驗(yàn)；
[0012]步驟4:進(jìn)一步保溫，然后重新升溫到1300°C，并開啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，采用水平連鑄方法鑄制成空心合金管；
[0013]步驟5:擠壓前退火，用箱式退火爐對(duì)合金管進(jìn)行退火處理；
[0014]步驟6:用光錠機(jī)對(duì)退火后的毛坯銅管進(jìn)行表面加工，采用3000噸雙動(dòng)擠壓機(jī)擠壓，得到擠壓后的合金管；
[0015]步驟7:用超聲波探傷儀對(duì)擠壓而成的合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷；
[0016]步驟8:用高精度車床對(duì)探傷完成后的合金管進(jìn)行表面車削，以及對(duì)合金管兩端去毛刺后包裝入庫。
[0017]進(jìn)一步地，步驟1中的加熱溫度為1250°C -1300°C，保溫溫度為1200°C。
[0018]進(jìn)一步地，步驟2中的保溫時(shí)間為1.2-1.5小時(shí)。
[0019]進(jìn)一步地，步驟4中的進(jìn)一步保溫時(shí)間為40-60分鐘，振動(dòng)裝置的振動(dòng)頻率為1次/秒。
[0020]進(jìn)一步地，步驟5中的退火溫度為150°C _180°C，退火時(shí)間為30-40分鐘。
[0021]進(jìn)一步地，步驟6中的擠壓中合金錠的加熱溫度為100°C -150°C，擠壓溫度為450 °C，擠壓的速度為8mm/s。
[0022]本發(fā)明的可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管，將傳統(tǒng)鉛元素替換為硅元素，按照硅、錫、鋅、銅一定的成分配比，在適當(dāng)?shù)臏囟认氯蹮挘ㄟ^連續(xù)鑄造毛坯錠，用擠壓機(jī)擠壓而生產(chǎn)出完全能夠取代含有鉛元素的錫青銅管材。本發(fā)明在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切肩等機(jī)械性能，也滿足了對(duì)環(huán)保性能的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明提供的可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管，金管的成分包含鋅(Zn)、錫(Sn)、硅(Si)、銅(Cu)，其中，合金管的各成分組成按重量百分比分別為:鋅(Zn):1-4.5%，錫(Zn):6-8%，硅(Si):0.5-1.5%，余量為銅(Cu)。
[0025]本發(fā)明的可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管的制備方法，包含以下步驟:
[0026]步驟1:按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內(nèi)，加熱到1250°C -1300°C完全fe化后保溫到1200 C。
[0027]步驟2:用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在合金液體上面覆蓋厚度為ll-13cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化，并保溫1.2-1.5小時(shí)。
[0028]步驟3:采用斯派克直讀光譜儀對(duì)從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行三到五次成分檢驗(yàn)，以確定合金液體的成分在規(guī)定范圍之內(nèi)。
[0029]步驟4:進(jìn)一步保溫40-60分鐘，然后重新升溫到1300°C，并開啟工頻電爐的震動(dòng)裝置，震動(dòng)裝置的振動(dòng)頻率為1次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為?290mm、內(nèi)徑為Φ 170mm、長度為500mm的空心合金管。
[0030]步驟5:擠壓前退火，用箱式退火爐對(duì)合金管進(jìn)行退火處理，退火溫度為150°C _180°C，退火時(shí)間為30-40分鐘，以便于擠壓。
[0031]步驟6:用光錠機(jī)對(duì)退火后的毛坯合金管進(jìn)行表面加工，加工為表面光潔直徑Φ 285mm、內(nèi)徑Φ 175mm、長度500mm的空心合金管，采用3000噸雙動(dòng)擠壓機(jī)擠壓:合金錠加熱溫度為100°C -150°C，擠壓溫度為450°C，擠壓速度為8mm/s ;經(jīng)過多次擠壓后合金管直徑Φ270mm、公差為土 1mm，內(nèi)徑Φ 190mm、公差為土 1mm。
[0032]步驟7:用超聲波探傷儀對(duì)擠壓而成的合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0033]步驟8:用高精度車床對(duì)探傷完成后的合金管進(jìn)行表面車削，使合金管直徑Φ265mm、公差為±0.1mm，內(nèi)徑Φ 195mm、公差為±0.1mm，切割為長度200mm后對(duì)合金管的兩端去毛刺并包裝入庫。
[0034]實(shí)施例一:
[0035]按質(zhì)量百分比為:鋅(Zn):1%，錫(Sn):6%，硅(Si):0.5%，余量為銅(Cu)準(zhǔn)備原料。
[0036]首先，按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內(nèi)，加熱到1250°C完全熔化后保溫到 1200°C。
[0037]接著，用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在合金液體上面覆蓋厚度為11cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化，并保溫1.5小時(shí)。
[0038]接著，采用斯派克直讀光譜儀對(duì)從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行三次成分檢驗(yàn)，以確定合金液體的成分在規(guī)定范圍之內(nèi)。
[0039]接著，進(jìn)一步保溫60分鐘，然后重新升溫到1300°C，并開啟工頻電爐的震動(dòng)裝置，震動(dòng)裝置的振動(dòng)頻率為1次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為Φ290mm、內(nèi)徑為Φ 170mm、長度為500mm的空心合金管。
[0040]接著，擠壓前退火，用箱式退火爐對(duì)合金管進(jìn)行退火處理，退火溫度為150°C，退火時(shí)間為40分鐘，以便于擠壓。
[0041]接著，用光錠機(jī)對(duì)退火后的毛坯合金管進(jìn)行表面加工，加工為表面光潔直徑Φ285mm、內(nèi)徑Φ 175mm、長度500mm的空心合金管，采用3000噸雙動(dòng)擠壓機(jī)擠壓:合金錠加熱溫度為100°C，擠壓溫度為450°C，擠壓速度為8mm/s ;經(jīng)過多次擠壓后合金管直徑Φ 270mm、公差為± 1_，內(nèi)徑Φ 190mm、公差為±1_。
[0042]接著，用超聲波探傷儀對(duì)擠壓而成的合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0043]接著，用高精度車床對(duì)探傷完成后的合金棒進(jìn)行表面車削，使合金管直徑Φ265mm、公差為±0.1mm，內(nèi)徑Φ 195mm、公差為±0.1mm，切割為長度200mm后對(duì)合金管的兩端去毛刺并包裝入庫。
[0044]本發(fā)明的可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管的切削機(jī)械性能比現(xiàn)有的含鉛元素的錫青銅的切削機(jī)械性能提高13%，在不增加成本的情況下，能夠完全取代含鉛元素的錫青銅棒材，并且滿足了環(huán)保性能的要求。
[0045]實(shí)施例二:
[0046]按質(zhì)量百分比為:鋅(Zn):1.3%，錫(Sn):6.2%，硅(Si):0.7%，余量為銅(Cu)
準(zhǔn)備原料。
[0047]首先，按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內(nèi)，加熱到1260°C完全熔化后保溫到 1200°C。
[0048]接著，用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在合金液體上面覆蓋厚度為12cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化，并保溫1.4小時(shí)。
[0049]接著，采用斯派克直讀光譜儀對(duì)從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行四次成分檢驗(yàn)，以確定合金液體的成分在規(guī)定范圍之內(nèi)。
[0050]接著，進(jìn)一步保溫55分鐘，然后重新升溫到1300°C，并開啟工頻電爐的震動(dòng)裝置，震動(dòng)裝置的振動(dòng)頻率為1次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為Φ290mm、內(nèi)徑為Φ 170mm、長度為500mm的空心合金管。
[0051 ] 接著，擠壓前退火，用箱式退火爐對(duì)合金管進(jìn)行退火處理，退火溫度為160°C，退火時(shí)間為37分鐘，以便于擠壓。
[0052]接著，用光錠機(jī)對(duì)退火后的毛坯合金管進(jìn)行表面加工，加工為表面光潔直徑Φ285πιπι、內(nèi)徑Φ 175mm、長度500mm的空心合金管，采用3000噸雙動(dòng)擠壓機(jī)擠壓:合金錠加熱溫度為120°C，擠壓溫度為450°C，擠壓速度為8mm/s ;經(jīng)過多次擠壓后合金管直徑Φ270mm、公差為土 1mm，內(nèi)徑Φ 190mm、公差為土 1mm。
[0053]接著，用超聲波探傷儀對(duì)擠壓而成的合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0054]接著，用高精度車床對(duì)探傷完成后的合金棒進(jìn)行表面車削，使合金管直徑Φ265mm、公差為±0.1mm，內(nèi)徑Φ 195mm、公差為±0.1mm，切割為長度200mm后對(duì)合金管的兩端去毛刺并包裝入庫。
[0055]本發(fā)明的可用于海洋工程的環(huán)保無鉛合金新材料合金管的切削機(jī)械性能比現(xiàn)有的含鉛元素的錫青銅的切削機(jī)械性能提高15%，在不增加成本的情況下，能夠完全取代含鉛元素的錫青銅棒材，并且滿足了環(huán)保性能的要求。
[0056]實(shí)施例三:
[0057]按質(zhì)量百分比為