专利名称：不等径壁厚或等径壁厚d型铜管的加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于有色金属加工技术领域，尤其涉及到一种不等径壁 厚或等径壁厚D型铜管的加工工艺。
背景技术：
铜材在电力、通讯行业中的用途是非常广泛的，普通的平排型铜 母线在低端市场已经饱和，但电力行业高端市场所需的铜材主要依赖 进口，其中截面近似于D型管作为高压开关柜中导电用的母线材料， 主要用于大型输变电设备，各项技术指标要求严格，且由于D型管属 于不完全对称型异型管材，生产难度大，全部依赖从国外进口。
D型铜管用于高压输变电，高压电网具有跨区域、大容量、远距 离、低损耗输电等优点。因此D型铜管的应用可节省线路走廊，而且 能使输送单位容量的价格降低，同时也降低了输送成本，这在目前中 国能源紧张的情况下是非常有意义的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种不等径壁厚或等径壁厚D 型铜管的加工工艺，该加工工艺除了铜加工常见加工工艺之外，主要 对挤压一轧制成型一拉伸整径三个工序进行了创新，所加工的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管可作为高压开关柜中导电用的母线，与一般
铜母线相比，除了对材料的导电率有着一如既往的要求之外，其形状
的特殊性和公差有着更严格的要求。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案 所述的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加工工艺，除了铜加工
常见加工工艺之外，其特征在于挤压——轧制成型——拉伸整径三道
加工工艺，这其中 I 、挤压
该工序将实心圆铸锭加工成圆管坯，采用油压机及配套的挤压 模及穿孔针对加热的锭坯进行圆管坯挤压，挤压速度控制在20 45腿
/s，挤压总加工率控制在90—97 %之间；
挤压时先将加热好的实心圆铸锭放到圆形的挤压筒内——在实 心圆铸锭的后面放一个圆环形的挤压垫一填充挤压——穿孔—— 挤压，使挤压轴推着挤压垫和铸锭向前运动，强迫金属穿过挤压模孔
与穿孔针形成的"圆环"而成为圆管坯；
II 、轧制成型
该工序将圆管坯轧制成不等径壁厚或等径壁厚的D型管坯，轧制 总加工率控制在50—80 %;
轧制时先将D型芯棒穿入到圆管坯的内部，使D型芯棒与D型孔 型处于设计的正确位置，再将圆管坯逐步送进到做周期往返运动的D 型孔型中进行轧制，轧制周期为送进——正轧——回轧，轧制送进 量为2 8mm，轧制的加工率相当于三次以上拉伸加工率的总和；III、拉伸整径
该工序将不等径壁厚或等径壁厚的轧制的D型管坯拉伸整径成 符合设计要求的D型铜管，拉伸整径时以空拉方式进行 i 、分道次拉伸
先用组合刀具或扒皮模强制去除D型管坯外的"耳子"为第一 道扒皮拉伸，再进行整径拉伸； ii、组合式拉伸
将组合刀具、扒皮模、整径模按次序套入D型管坯制头中一次 拉伸完成；
无论分道次拉伸或组合式拉伸，其总拉伸率控制在10—30%;
所述的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加工工艺，其拉伸时所 用的组合刀具是在模座左右两侧的相应部位，安装有沿着与拉伸轴向 垂直方向可调整的刮刀。
所述的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加工工艺，其拉伸时所 用的扒皮模外形为圆形，拉伸工作部位形状近似为D型，与D型管坯 "耳子"部位相对应处设有刃口。
所述的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加工工艺，其拉伸时所 用的整径模外形为圆形，拉伸工作部位形状为D型。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性
1、 本发明解决了我国目前D型铜管各项技术指标要求严格，生 产难度大，全部依赖从国外进口的技术问题。
2、 采用本发明的挤压一轧制成型一拉伸整径工艺所制作加工的D型铜管内外表面光滑、清洁、无开裂、起皮、夹杂、严重变形等缺 陷。
3、采用本发明的工艺可以加工紫铜、白铜、高铜黄铜等D型铜管。
图1是等径壁厚D型铜管产品形状示意图。
图2是不等径壁厚D型铜管产品成形状示意图。
具体实施例方式
图l、 2中，当S弧二ST时是等径壁厚的D型铜管，当S弧^St. 时是不等径壁厚的D型铜管。结合实施例对本发明的加工工艺作进一 步阐述。 实施例1:
加工制作92. 3±0. 5X38士0. 5X8士0. 5 (平边)X5±0. 2 (弧 边)mm的不等径壁厚D型紫铜管，其加工工艺如下 熔铸采用熔炼炉进行熔炼铸造成紫铜圆锭坯。
加热采用加热炉加热锭坯。
挤压采用油压机及配套的挤压模及穿孔针对加热的锭坯进行 挤压，将实心的圆铸锭挤压成圆管坯，挤压速度20 45mm/s，挤 压总加工率控制在90—97 %之间，挤压过程中同时采用润滑和冷却。
挤压时先将加热好的实心圆铸锭放到圆形的挤压筒内一一在实心圆铸锭的后面放一个圆环形的挤压垫——填充挤压——穿孔—— 挤压，使挤压轴推着挤压垫和铸锭向前运动，强迫金属穿过挤压模孔 与穿孔针形成的"圆环"而成为圆管坯；
精整采用锯切设备对圆管坯进行头尾锯切。
酸洗采用酸洗设备对精整后的圆管坯进行酸洗，溶液中硫酸 浓度20-25%，酸洗时间15-30/min。
检査此工序为中间检查，是对酸洗后的圆管坯进行尺寸及几 何形状和表面质量进行检查，并对检查出的表面问题进行修整。
轧制成型采用二辊周期式冷轧管机轧制，将圆管坯轧制成型D
型管坯，轧制总加工率为50—80 %。
轧制时先将D型芯棒穿入到圆管坯的内部，使D型芯棒与D型孔 型处于设计的正确位置，再将圆管坯逐步送进到做周期往返运动的D
型孔型中进行轧制，轧制周期为送进——正轧——回轧，轧制送进
量为2 8腿。
检査此工序为中间检査，是对轧制后的D型管坯进行尺寸及 几何形状和表面质量进行检査，并对检查出的表面问题进行修整。
制头采用制头机对D型管坯进行制头，制头长度130—150mm。
拉伸采用拉伸机以拉伸时以空拉方式进行，先用组合刀具或扒
皮模强制去除D型管坯外的"耳子"为第一道扒皮拉伸，再进行整 径拉伸，总拉伸率控制在10—30%。
矫直采用张力矫直方式在矫直机上对拉伸制品进行张力矫直。 切头采用锯床对矫直后的制品进行切头。清洗采用清洗设备对切过头的制品进行高压水冲洗。 精整对清洗后的制品再次进行精整，按合同要求切定尺、清理 内外表面。
检査此工序为成品检査，对精整后的制品按合同要求进行检查。 入库对经过成品检查合格的D型管，按合同要求进行包装入库。 实施例2:
加工制作92. 3±0. 5X38士0. 5X12士0. 5mm (平边及弧边)的等 径壁厚D型紫铜管，其工艺如下
熔铸采用熔炼炉进行熔炼铸造成紫铜圆锭坯。 加热采用加热炉加热锭坯。
挤压采用油压机及配套的挤压模及穿孔针对加热的锭坯进行 挤压，将实心的圆铸锭挤压成圆管坯。挤压速度30 45mm/s，挤 压总加工率控制在90—97 %之间，挤压过程中同时采用润滑和冷却。
挤压时先将加热好的实心圆铸锭放到圆形的挤压筒内——在实 心圆铸锭的后面放一个圆环形的挤压垫——填充挤压——穿孔—— 挤压，使挤压轴推着挤压垫和铸锭向前运动，强迫金属穿过挤压模孔 与穿孔针形成的"圆环"而成为圆管坯；
精整采用锯切设备对圆管坯进行头尾锯切。
酸洗采用酸洗设备对精整后的圆管坯进行酸洗，溶液中硫酸 浓度20-25%，酸洗时间15-30/min。
检查此工序为中间检査，是对酸洗后的圆管坯进行尺寸及几
何形状和表面质量进行检査，并对检査出的表面问题进行修整。轧制成型采用二辊周期式冷轧管机轧制，将圆管坯轧制成型D 型管坯，轧制总加工率为50—90 o/o。
轧制时先将D型芯棒穿入到圆管坯的内部，使D型芯棒与D型
孔型处于设计的正确位置，再将圆管坯逐步送进到做周期往返运动的
D型孔型中进行轧制，轧制周期为送进——正轧——回轧，轧制送 进量为2 8mm。
检查此工序为中间检査，是对轧制后的D型管坯进行尺寸及
几何形状和表面质量进行检查，并对检査出的表面问题进行修整。
制头采用制头机对D型管坯进行制头，制头长度130mm -200mm。
拉伸整径采用拉伸机以拉伸时以空拉方式进行，将组合刀具、
扒皮模、整径模按次序套入D型管坯制头中一次拉伸完成，拉伸率控
制在10—30%;
矫直采用张力矫直方式在矫直机上对拉伸制品进行张力矫直。 切头采用锯床对矫直后的制品进行切头。 清洗采用清洗设备对切过头的制品进行高压水冲洗。 精整对清洗后的制品再次进行精整，按合同要求切定尺、清理 内外表面。
检査此工序为成品检査，对精整后的制品按合同要求进行检查。 入库对经过成品检査合格的D型管，按合同要求进行包装入库。
在上述两个实施例中
所述的组合刀具是在模座左右两侧的相应部位，安装有沿着与拉 伸轴向垂直方向可调整的刮刀。所述的扒皮模外形为圆形，拉伸工作部位形状近似为D型，与D
型管坯"耳子"部位相对应处设有刃口。
所述的整径模外形为圆形，拉伸工作部位形状为D型。 对于两个角部、平边与弧边不等壁厚的D型铜管，由壁厚基本对 称的圆管轧制成型，金属上下的流动是非常的不平衡，所以在轧制时 上下两部分的延伸系数要基本相同。而左右的金属平衡只要以对称轴 作为孔型的中心线即可。
作为高压开关柜中导电用的母线材料，D型铜管就是截面积为近 似"D"型的铜管材。用于高压开关设备的D型铜母线的要求与一般 铜母线相比，除了对材料的导电率有着一如既往的要求之外，其特点 在于形状的特殊性和公差的严格要求
1、 物理要求材质纯度Cu+Ag>99.95%、电导率>56MS / m (20°C)。
2、 机械性能抗拉强度300 340N/腿2、布氏强度HB (10) 81.6 107. 1。
3、 尺寸
3. 1.弧边壁厚(S J与平边壁厚(S平)
3.1.1. S弧士A、 S弧为3—IO腿、A为士O, 1—士1.0腿；
3.1.2. ST±E， ST:为5—15腿，E为士O. 2—土1.0腿；
3.1.3. AS = ST —S弧、AS为0—5mm; 3.2. R及r角和弧度l要求
3.2.1.弧度(1)二100 30鹏；3.2.2. 外圆角(R)=12 4mm;
3.2.3. 内圆角(r)=10 2mm; 3.3.外形要求B±bXH±h
3.3.1. B二130 50mm， b=±0. 3 ±0. 8腿；
3.3.2. H二60 20腿，h二士O. 3 ±0. 8腿。
4、 直线度》3mm/m，同时满足直线度才O. 15腿/ 50mm。
5、 表面质量内外表面应光滑、清洁，不能有开裂、起皮、夹 杂、严重变形等。
权利要求
1、一种不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加工工艺，除了铜加工常见加工工艺之外，其特征在于挤压——轧制成型——拉伸整径三道加工工艺，这其中I、挤压该工序将实心圆铸锭加工成圆管坯，采用油压机及配套的挤压模及穿孔针对加热的锭坯进行圆管坯挤压，挤压速度控制在20～45mm/s，挤压总加工率控制在90-97％之间；挤压时先将加热好的实心圆铸锭放到圆形的挤压筒内——在实心圆铸锭的后面放一个圆环形的挤压垫——填充挤压——穿孔——挤压，使挤压轴推着挤压垫和铸锭向前运动，强迫金属穿过挤压模孔与穿孔针形成的“圆环”而成为圆管坯；II、轧制成型该工序将圆管坯轧制成不等径壁厚或等径壁厚的D型管坯，轧制总加工率控制在50-80％；轧制时先将D型芯棒穿入到圆管坯的内部，使D型芯棒与D型孔型处于设计的正确位置，再将圆管坯逐步送进到做周期往返运动的D型孔型中进行轧制，轧制周期为送进——正轧——回轧，轧制送进量为2～8mm，轧制的加工率相当于三次以上拉伸加工率的总和；III、拉伸整径该工序将不等径壁厚或等径壁厚的轧制的D型管坯拉伸整径成符合设计要求的D型铜管，拉伸整径时以空拉方式进行i、分道次拉伸先用组合刀具或扒皮模强制去除D型管坯外的“耳子”为第一道扒皮拉伸，再进行整径拉伸；ii、组合式拉伸将组合刀具、扒皮模、整径模按次序套入D型管坯制头中一次拉伸完成；无论分道次拉伸或组合式拉伸，其总拉伸率控制在10-30％。
2、 根据权利要求1所述的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加 工工艺，其特征在于其拉伸时所用的组合刀具是在模座左右两侧的 相应部位，安装有沿着与拉伸轴向垂直方向可调整的刮刀。
3、 根据权利要求1所述的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加工工艺，其特征在于其拉伸时所用的扒皮模外形为圆形，拉伸工作部位形状近似为D型，与D型管坯"耳子"部位相对应处设有刃口 。
4、 根据权利要求1所述的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加 工工艺，其特征在于其拉伸时所用的整径模外形为圆形，拉伸工作 部位形状为D型。
全文摘要
本发明公开一种不等径壁厚或等径壁厚D型铜管的加工工艺，属于有色金属加工技术领域；除了铜加工常见加工工艺之外，还在于挤压-轧制成型-拉伸整径三道加工工艺。其中挤压速度控制在20～45mm/s，挤压总加工率控制在90-97％之间；轧制总加工率控制在50-80％；拉伸率控制在10-30％。本发明所加工的不等径壁厚或等径壁厚D型铜管可作为高压开关柜中导电用的母线，与一般铜母线相比，除了对材料的导电率有着一如既往的要求之外，其形状的特殊性和公差有着更严格的要求。
文档编号B21B17/00GK101298084SQ200810132960
公开日2008年11月5日 申请日期2008年7月3日 优先权日2008年7月3日
发明者健 乔, 佟德深, 刘雅兰, 彬 巴, 彭红才, 施积海, 刚 曲, 利 曹, 李宏磊, 杨海丽, 王华星, 王庆彦, 闫信卫, 浩 陈 申请人:中铝洛阳铜业有限公司