[发明专利]一种铜镍合金凸缘轧制成型方法

说明书

本发明公开了一种铜镍合金凸缘轧制成型方法，所述铜镍合金凸缘包括小径段及位于小径段下方的大径段，其轧制成型方法包括如下步骤：下料、加热、锻造、胎模成型、一次回炉、冲孔、马架扩孔、二次回炉、轧制成型、机加工最终得到成品凸缘。采用本发明的轧制成型方法制备的小径段公称外径为DN600~DN900的铜镍合金凸缘产品达到了各项技术指标的要求，由于减少了机加工切削余量，提高了原材料的利用率70%以上，同时由于减少了机加工量，提高了生产效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及金属材料加工工艺制造方法领域，具体的说是一种铜镍合金凸缘轧制成型方法。

背景技术

铜镍合金以其优良的耐海水腐蚀性能、抗海生物污损及其良好的冷热加工性能而广泛应用于各类船舶和海洋平台的海水管路系统中。各类船舶和海洋工程平台的海水管路系统是输送消防、冷却海水等的重要系统，其中凸缘产品是该类管路系统中重要的连接附件之一。

目前铜镍合金凸缘多采用棒材或厚壁管材坯料热挤压成型的生产工艺，受模具及液压设备能力限制，尺寸较大的(小径段公称外径为DN600～DN900)凸缘无法直接挤压成型，只能采用铸锭锻坯后，再用轧环机扩孔得到矩形截面的坯料，再通过机加工的形式获得成品凸缘，此加工工艺机加工切削量大，材料利用率低，以小径段公称外径为DN700的凸缘为例，所需的单件铸锭下料重量为378Kg，而成品重量为84Kg，材料利用率仅为22％左右。

因此，亟需寻找一种新的成型工艺以提高小径段公称外径为DN600～DN900的铜镍合金凸缘产品的材料利用率，降低生产成本。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种铜镍合金凸缘轧制成型方法，通过该方法能够制备出小径段公称外径为DN600～DN900mm的铜镍合金凸缘产品，且大大减少了机加工的切削加工量，提高了材料利用率，节约了生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种铜镍合金凸缘轧制成型方法，一体成型的铜镍合金凸缘包括小径段及位于小径段下方的大径段，其轧制成型方法包括如下步骤：

步骤一、下料：计算坯料尺寸，用切割装置将选取的铜镍合金铸锭切割成直径D'为295～440mm、高度H'为180～250mm的圆柱体形的坯料；

步骤二、加热：将步骤一制得的坯料置于加热炉中，随炉升温至950～980℃并保温，保温时间t满足：t＝D′/120+1.0；

步骤三、锻造：采用空气锻锤将步骤二加热后的坯料沿轴向镦拔至少3次，并将坯料滚圆成高度与外径比值小于3的圆柱体锻坯，保证锻造比大于3；

步骤四、胎模成型：调整液压机，将上模固定在液压机压杆的下端，将胎模固定在液压机工作台上，所述胎模中部设有上大下小的台阶状模腔，将步骤三得到的圆柱体锻坯下部置于胎模中直径较大的上模腔内；控制上模下行对圆柱体锻坯进行压制成型，得到台阶状坯料；定义台阶状模腔中直径较大的上模腔的内径为D1、高度为H1，直径较小的下模腔的内径为D2、高度为H2，则D1＝D/3+(20～30)mm，H1＝h+(10～20)mm，D2＝Dw/3+(20～30)mm，H2＝H+(20～30)mm，其中，D为成品凸缘的大径段外径，h为成品凸缘的大径段高度，Dw为成品凸缘小径段的外径，H为小径段的高度；

步骤五、一次回炉：将步骤四得到的台阶状坯料置于加热炉中，加热至950～980℃并保温1～2h；

步骤六、冲孔：在步骤五加热后的台阶状坯料安装在钻床上，并在台阶状坯料的中心位置加工直径为150mm的中心孔；

步骤七、马架扩孔：将步骤六得到的带有中心孔的台阶状坯料置于马架上，利用空气锻锤将坯料的外径和内径均扩大一倍；

步骤八、二次回炉：将步骤七得到的坯料置于加热炉中，加热至950～980℃并保温0.5～1h；