[其他]管、棒与带的制造方法

说明书

本发明涉及用冷加工作业由连续铸件或类似坯件来制造管、棒与带的方法。使这类坯料的温度在变形阻力的影响下升高到再结晶温度范围。具体地说，此方法涉及到对铜、铝、镍、锆与钛以及它们的各种合金之类的非铁金属制成的坯件，作进一步的加工。

在制造铜与铜合金的半成品过程，作为从圆坯与板带之类铸锭进一步加工锭件的普遍采用之先有工艺方法，乃是先进行热加工而后继以冷加工的。热加工阶段例如有轧制、挤压或穿轧，而冷加工阶段例如包括轧制、拉制或在一皮尔格式轧管机式轧管。然后对各项制品根据涉及的类型作特殊的进一步处理。

为了减少制造过程中的加工阶段，现代冶金工业越来越多地采用连续铸造法，而其目的在于获得这样的铸锭，使其尺寸尽可能接近最终产品的尺寸。在某些有关的行业中，这种铸造法还称作为浸入式连续压铸法。在连续铸造中形成之制品的晶体结构，例如一种管壳的晶体结构，必然是粗晶粒的和不均匀的。这就给进一步处理这种制品带来了一些特殊问题。对于板带一类具有小横断面积的连续铸坯来说，上述的进一步处理通常是冷加工。但是，在此类铸坯中形成的粗晶粒和不均匀结构，特别是在管或棒的冷加工中，通常会在它上面生成所谓的桔皮面，此种缺陷在最终制品上仍然可见，妨碍了它在最后检查中获得通过。这种结构的另一缺点是，当冷加工过程连续进行而没有一个生产中通常采用的中间退火阶段时，所加工的材料于初期阶段就业已产生会导致其破裂的裂纹。这种情况尤其普遍发生于材料本身必须在张力下弯曲时，例如要是将那种拉丝机应用于拉管时。

按照制管工艺中的一种通用方法，经挤压的管壳首先是在皮尔格式轧管机中冷轧，然后用拉丝机拉管。但是皮尔格轧管的费用很高，而另一个值得提出的缺点是，管壳可能有的偏心率是不能用皮尔格式轧管机来校正的。

正如业已指出过的，就铸锭以及部分地就连续铸造来说，热加工乃是前述问题的传统解决方法。利用热加工方法，也可解决因铸造后不均匀晶体结构所引起的问题，因为金属与合金周知在热加工过程中会再结晶，从而是可以均匀化的。但是应用热加工技术时，特别是把它用于铜、铝及它们的合金之连续铸造的，具有小横截面积的坯件时，在经济上是太不合算了。

SMS    Schloemann-Siemag联合公司开发了一种行星轧制技术，其中将三个锥形轧辊按相互间成120°角排列。这些辊绕其自身轴线同时也围绕此整个行星轧辊系统的中心轴线转动，在一次单程通过中所获得的面积缩减率是很高的，甚至超过90%。行星轧机通常用缩写字PSW（德文字Planetenschraegwalzwerk）表示，该设备有着几项专利保护。

到目前为止，行星轧机已用于轧钢。在轧管情形，预热过的坯件首先进入例如穿轧机，而后进入PSW轧机。在轧棒时，所用的坯件首先经独立预热;这样，在用行星轧机轧钢的情形，常常用到了传统的热加工方法。

在加工非铁金属，特别是铜、铝、镍、锆与钛及其各自的合金时，当前意外地发现到，要是在冷加工中将材料的温度升高到再结晶范围，则在未进行独立预热或未作独立的中间退火处理的条件下，由于材料本身的面积高度缩小与内摩擦，在材料的微结构方面取得了良好的最终结果。本发明的基本之新颖特征可从后附的权利要求1中得知。（此处增加一段见3′）

冷加工一般是指，所处理的材料在未经任何预热处理下带入，且此材料的温度在这一加工阶段仍保持在再结晶温度下的一个过程。当冷加工涉及到本发明时，我们把这种加工看作是，在其过程开始时的温度为环境温度，而在此过程中间，温度基本上升到高于通常的冷加工温度，即达到所涉材料的再结晶范围。

在所从事的实验中业已证明，于此种加工过程，由于材料因面积大量缩减与内摩擦而形成的变形阻力，使材料的温度升到250-750℃范围。实验结果表明，铜与铜合金合适的再结晶温度在250-750℃范围，铝与铝合金的这一温度范围为650-760℃，锆与锆合金的这一温度范围为700-785℃，而相应于钛与钛合金的则是700-750℃。通过调节冷却设备，可以对各种所涉及的材料将此种加工温度调节到合适的范围内。这种至少已部分再结晶的结构允许由冷加工作进一步的处理，例如用拉丝机拉管，而不会有任何使材料产生裂纹的风险。

此外，本发明还有这样的优点，在此种加工过程中的温度升高之时效性很短，所以避免了表面有过度晶粒生长和过量氧化的危险。从此加工阶段出来的材料其晶粒度是很小的，约为0.005-0.050毫米。

在冷加工管壳时，为了将温度提高到再结晶范围，业已证明行星