Diskussion om produktionsteknik för gjutning och valsningsmetod för vit kopparlegering
Den globala bristen på färskvattenresurser har blivit ett växande problem. Som en inkrementell teknik med öppen källkod för vattenresurser har avsaltning blivit ett viktigt sätt att lösa den globala vattenkrisen. Även om mitt lands avsaltningsindustri för havsvatten startade sent, har den utvecklats snabbt och har blivit alltmer en populär industri. Det har inkluderats i landets "Guidelines for Key High-Tech Industrialization Fields of Current Priority Development" [1], och har inkluderats i "Special Plan for Seawater Utilization", "The National Marine Development Plan Outline", "Several Yttrande från det statliga rådet om att påskynda utvecklingen av cirkulär ekonomi" och andra nationella planer och dokument på medellång och lång sikt har fått tekniskt och ekonomiskt stöd från relevant nationell industripolitik för att främja utvecklingen av mitt lands avsaltningsindustri för havsvatten. Det har spelat en positiv roll för att främja utvecklingen framåt, förverkliga ett hållbart utnyttjande av vattenresurser och säkerställa en hållbar utveckling av den nationella ekonomin och samhället.
Vita kopparrör har god värmeledningsförmåga och korrosionsbeständighet, särskilt motstånd mot havsvattenkorrosion. Därför används de i stor utsträckning som kondensorrör för värmeväxlare inom avsaltning av havsvatten, fartyg, kärnkraftverk och andra områden. BFe10-1-1 är förberedd. Vitt kondensorrör av koppar är en av de vanligaste legeringskvaliteterna. För närvarande tillverkas BFe10-1-1 kupronickelrör hemma och utomlands huvudsakligen med den traditionella extruderingsmetoden, men på grund av lågt utbyte och låg vikt hos ett enda rör kan de inte möta marknadens efterfrågan. Gjutnings- och valsningsmetoden är en avancerad tillverkningsprocess för kopparrör och har nått stor framgång vid tillverkning av kopparrör för kylning och luftkonditionering. För närvarande har denna process framgångsrikt använts vid tillverkning av B5 vanliga vita kopparrör, och har framgångsrikt prövats vid tillverkning av BFe10-1-1-rör. Tillämpningen av gjutnings- och valsmetoden för att producera vita kopparrör kan inte bara övervinna bristerna med den traditionella extruderingsmetoden som låg effektivitet, stor investering, lågt utbyte och liten spolvikt, utan också underlätta produktionen av extra långa rörformade värmeväxlare för kraftfulla kraftverk med stor kapacitet och kärnkraftverk. Rör är därför användningen av för närvarande tekniskt avancerade gjutnings- och valsningsmetoder utvecklingstrenden inom tillverkningen av kopparnickellegerade rör.
Processvägen för gjutnings- och valsmetoden är: råmaterial - horisontell stränggjutning - rätning och fräsning - 3-planetvalsning med rulle - horisontell lindning - kamkombinerad dragning - inverterad skivsträckning - rätning och sågning - ljusglödgning - Kontrollera förpackning - färdig produkt.
Horisontell kontinuerlig gjutning av rörämnen och 3-rullplanetvalsning är två nyckelprocesser i gjutnings- och valsningsproduktionsprocessen. De tekniska svårigheterna återspeglas huvudsakligen i följande två aspekter: (1) BFe10-1-1-legering har en hög smältpunkt och dålig flytbarhet hos smält metall. , hur man använder horisontell stränggjutning för att förbereda kvalificerade BFe10-1-1 ihåliga rörämnen; (2) Den 3-rulleplanetära rullningsprocessen är en komplex deformationsprocess med lokal cyklisk belastning. Den höga hållfastheten hos BFe10-1-1-legeringen är avgörande för planetvalsning. process- och utrustningskrav. Genom att fastställa rimliga produktionsprocessparametrar är det inte bara av stor betydelse att erhålla BFe10-1-1 kupronickelrör med ljusa ytor och kvalificerad kvalitet, vilket säkerställer ett smidigt framsteg av produktionen, utan också bidrar till att optimera designen och investeringen av produktionsutrustning .
Den här artikeln kommer huvudsakligen att analysera och diskutera produktionen av BFe10-1-1 kupronickelrör genom gjutnings- och valsningsmetoden genom de två processerna horisontell kontinuerlig gjutning och planetvalsning.
1. Analys och diskussion av horisontell stränggjutningsprocess
Horisontell stränggjutning är den första processen för att implementera gjutnings- och valsningsmetoden. Kvaliteten på horisontella stränggjutningsrörämnen bestämmer direkt kvaliteten på det färdiga legeringsröret. Figur 1 är ett schematiskt diagram av horisontella stränggjutningsämnen i ihåliga rör. Under horisontell stränggjutning smälts legeringen i smältugnen och hålls varm i hållugnen. När hälltemperaturen uppnåtts startas ämnesgjutmaskinen. Den smälta metallen kommer in i grafitformen genom vätskeinloppet, stelnar och bildas under verkan av den vattenkylda kopparhylsan, och rörämnet kommer ut ur kristallisatorn. Spraya sedan vatten direkt för kylning. I den horisontella kontinuerliga gjutningsprocessen har gjuttemperaturen och ämnesdragningssystemet en viktig inverkan på kvaliteten på rörämnet.
1.1 Effekt av gjuttemperatur
Under den horisontella kontinuerliga gjutprocessen av BFe10-1-1 kupronickelrörämne, efter att den smälta metallen kommer in i kristallisatorn, börjar den stelna under inverkan av kylvatten för att bilda ett ämnesskal. När temperaturen sjunker börjar kondensskalet att krympa. Eftersom det yttre lagret av kondensationsskalet har en låg temperatur och en stor krympning, medan det inre lagret har en hög temperatur och en liten krympning, finns det inre spänningar i kondensationsskalet. När den inre spänningen är för stor är det lätt att det bildas sprickor. . Den inre spänningen av gjutningen kan erhållas enligt följande formel:
F=E·λ·△T［3］I formeln är F den inre spänningen hos den gjutna plattan, MPa; E är elasticitetsmodulen, MPa; λ är den linjära krympningskoefficienten, 10-6/K; ΔT är avståndet mellan två punkter på det stelnade skalet. Temperaturskillnaden mellan, K. Det framgår av ovanstående formel att när materialet är konstant är storleken på den inre spänningen i gjutgodset proportionell mot temperaturskillnaden mellan insidan och utsidan av kondensationsskalet. Genom att minska temperaturskillnaden mellan insidan och utsidan av kondensationsskalet kan den inre spänningen i kondensationsskalet minskas, och därigenom förhindra uppkomsten av sprickor.
När gjuttemperaturen är för hög svalnar insidan av kondensationsskalet långsamt och håller fortfarande en hög temperatur samtidigt som utsidan svalnar snabbt. Speciellt efter att ha kommit in i den sekundära kylzonen sjunker temperaturen på den yttre ytan av kondensationsskalet kraftigt under inverkan av direkt vattenkylning, vilket orsakar inre och yttre skador på kondensationsskalet. Om temperaturskillnaden är för stor är det lätt att det bildas kalla sprickor.
Därför bör lågtemperaturgjutning användas så mycket som möjligt under horisontell kontinuerlig gjutning. Det är naturligtvis inte så att ju lägre gjuttemperatur, desto bättre, eftersom gjuttemperaturen är för låg, viskositeten hos den smälta metallen ökar och fluiditeten minskar, vilket gör det svårt att helt fylla grafitformen och kallisolering defekter kommer att uppstå på ytan av rörämnet. Därför har det rimliga valet av gjuttemperatur en avgörande inverkan på kvaliteten på horisontella stränggjutningsrörämnen. Enligt relevant erfarenhet är gjuttemperaturen mer lämplig mellan 1230 grader och 1250 grader.
1.2 Inverkan av valsdragningssystemet
1.2.1 Val av ämnesritningsläge
Vanligt använda metoder för dragning av ämne vid horisontell stränggjutning inkluderar följande: (1) Drag-stopp-tryck-stopp-typ; (2) Pull-push-typ; (3) Dra-tryck-stopp-tryck-typ. Valet av ämnesdragningsläge är relaterat till legeringens styrka. Cupronickel-legering bör använda ämnesdragningsläget drag-stopp-tryck-stopp.
. Detta ämnesdragningsläge har följande egenskaper: (1) Det finns en paustid efter dragningen, så att den smälta metallen i kristallisatorn har tillräckligt med tid att svalna och stelna, och därigenom förtjockar ämnesskalet och förbättrar dess styrka;
(2) Snabb tillbakaskjutning kan kompensera för den kalla krympningen av ämnet i tid, svetsa heta sprickor och säkerställa kvaliteten på ämnet. Samtidigt kan en rimlig mängd pushback också lossa ämnesskalet och hindra det från att fästa vid kristalliseringsväggen. Minska dragmotståndet.
1.2.2 Inverkan av ämnets gjuthastighet
Hastigheten för dragning av ämnet är nyckelfaktorn som påverkar kvaliteten på ämnet i vitt kopparrör. När andra gjutprocessparametrar bestäms, ju snabbare gjuthastigheten är, desto djupare blir vätskehåligheten i kristallisatorn. Temperaturskillnaden mellan botten av vätskekaviteten och gjutplattans yta ökar, och gjutningens termiska spänning ökar också, vilket resulterar i en ökning av tendensen till hetsprickbildning. stor. Därför bör gjuthastigheten reduceras på lämpligt sätt under horisontell kontinuerlig gjutning, och gjuthastigheten bör kontrolleras till 330 ~ 350 mm/min. När ämnets gjuthastighet bestäms, kommer användning av ett ämnesgjutningssystem med hög frekvens och liten draglängd att hjälpa till att minska startmotståndet och få en platta med slät yta och inga sprickor.
2. Analys och diskussion av planetarisk rullande process
Kärnan i gjutnings- och valsningstekniken är planetvalsning. Genom att applicera stor deformation bryts gjutkornen av rörämnet helt, så att det rullade rörämnet har fina och likformiga korn, och de inre och yttre ytorna är ljusa och icke-oxiderade, vilket ger en bra grund för den efterföljande ritprocessen . Rörämnen av hög kvalitet.
2.1 Bestämning av valstemperatur
Figur 2 visar förändringskurvan för mekaniska egenskaper vid hög temperatur för BFe10-1-1 vitt kopparrör. Det kan ses från kurvan i figur 2 att det vita kopparrörämnet BFe10-1-1 har god plasticitet vid rumstemperatur. När temperaturen ökar visar rörämnets draghållfasthet och töjning en nedåtgående trend, speciellt runt 600 grader. töjningen och areakrympningen minskar snabbt; när temperaturen fortsätter att stiga, börjar töjningen och areakrympningen att stiga, medan draghållfastheten fortsätter att minska, vilket indikerar att vid cirka 600 grader, plasticiteten för BFe10 - 1 - 1 vitt kopparrörämne* **Skillnad. Därför bör detta temperaturområde undvikas vid valsning av BFe10-1-1 vitt kopparrör, och låg eller hög temperatur bör väljas för valsning.
Om hög temperatur väljs för valsning är rörämnets deformationsmotstånd liten och den erforderliga rullkraften liten, men rörämnet måste värmas upp till en högre temperatur, vilket förbrukar mycket energi och förlorar betydelsen av planetarisk valsning (fördelar med planetvalsning) Den valsas vid rumstemperatur och kan uppnå fullständig omkristallisering). Under lågtemperaturvalsning, även om rörämnet har hög deformationsbeständighet och kräver hög prestanda hos valsverket och formen, ökar friktionsvärmen och plastisk deformationsvärme som genereras under valsprocessen snabbt rörämnets temperatur till cirka 850 grader , uppnå Rörämnet är helt omkristalliserat, vilket avsevärt förbättrar prestandan och ger fullt spel åt fördelarna med planetrullning. Därför bör lågtemperaturvalsning användas för BFe10-1-1 planetvalsning.
2.2 Val av avböjningsvinkel
Som visas i figur 3 har 3-valsarna för planetvalsverket en viss lutningsvinkel och avböjningsvinkel. Lutningsvinkeln ger radiellt tryck för den valsade delen, vilket orsakar radiell kompressionsdeformation av den valsade delen, medan avböjningsvinkeln ger axiellt tryck för den valsade delen. Framåtkraften gör att den rullade biten rör sig framåt.
Under produktionsprocessen bör vi först säkerställa en rimlig minskning av rörämnet, det vill säga först bestämma lutningsvinkeln och sedan justera lutningsvinkeln för att göra rullningshastigheten mer rimlig. Lutningsvinkeln för planetvalsverket är i allmänhet vald från 50 grader till 55 grader, vilket avsevärt kan öka minskningen av valssektionen och utföra stor deformationsvalsning och valsning av tunna rörämnen. Rullens avböjningsvinkel är en mycket viktig parameter i 3-rullningens planetariska rullning. Det kommer att påverka rullkraften på rullen och utgångshastigheten för det rullade stycket.
Ur ett geometriskt perspektiv kommer en ökning av avböjningsvinkeln att öka den rullade delens framåthastighetskomponent, så utgångshastigheten för den rullade delen kommer att ökas avsevärt, vilket kan förbättra produktionseffektiviteten. Men ju större avböjningsvinkeln är, desto bättre. Eftersom ökad avböjningsvinkel ökar kontaktytan mellan valsen och den rullande materielen, ökar friktionen och påfrestningen på valsen ökar. Detta ställer högre krav på valsverkets struktur och belastning, vilket oundvikligen kommer att öka investeringarna i utrustning. Därför kan en kontroll av valsens avböjningsvinkel inom ett rimligt område säkerställa lämplig utträdeshastighet för det valsade stycket utan att göra valskraften för hög. Enligt relevant erfarenhet är rullavböjningsvinkeln inställd på ett rimligt område på 7 grader till 8 grader.
3. Slutsats
Utifrån förutsättningen att tillgodose produktionsbehoven kan ett rationellt urval av de viktigaste processparametrarna för horisontell stränggjutning och planetvalsning producera högkvalitativa BFe10-1-1 vita kopparrörämnen med ljusa och icke-oxiderade inre och yttre ytor som möter efterföljande bearbetningskrav.
(1) Den rimliga gjuttemperaturen för horisontell kontinuerlig gjutning av BFe10-1-1 vitt kopparrörsämne är 1230 grader ~ 1250 grader;
(2) Det horisontella kontinuerliga gjutläget för BFe10 - 1 - 1 vitt kopparrörsämne bör anta drag-stopp-tryck-stopp-läget, och gjuthastigheten bör kontrolleras till 330 ~ 350 mm/min; efter att gjuthastigheten har bestämts, använd hög. Gjutningssystemet för ämnen med låg frekvens och liten draglängd bidrar till att minska startmotståndet och erhålla en platta med slät yta och inga sprickor;
(3) BFe10 - 1 - 1 Plasticiteten hos kupronickelrörämnen är sämst vid cirka 600 grader. Detta temperaturområde bör undvikas under planetrullning. För att ge fullt spel åt fördelarna med planetrullning och spara energi och minska förbrukningen, BFe10 - 1 - 1
Lågtemperaturvalsning bör användas vid planetvalsning;
(4) Under BFe10-1-1 planetvalsning bör valsverkets lutningsvinkel vara 50 grader till 55 grader och valsens avböjningsvinkel bör kontrolleras till 7 grader till 8 grader.
