Keskustelua valkokupariseoksen putkien valu- ja valssausmenetelmän valmistustekniikasta
Maailmanlaajuisesta makean veden puutteesta on tullut kasvava huolenaihe. Vesivarojen avoimen lähdekoodin inkrementtiteknologiana suolanpoistosta on tullut tärkeä tapa ratkaista globaali vesikriisi. Vaikka kotimaani meriveden suolanpoistoteollisuus alkoi myöhään, se on kehittynyt nopeasti ja siitä on tullut yhä suositumpi ala. Se on sisällytetty maan "Guidelines for Key High-Tech Industrialization Fields of Current Priority Development" [1], ja se on sisällytetty "Special Plan for Seawater Utilisation", "National Marine Development Plan Outline", "Moneal" Valtioneuvoston lausunnot kiertotalouden kehityksen nopeuttamisesta" ja muut kansalliset keskipitkän ja pitkän aikavälin suunnitelmat ja asiakirjat ovat saaneet teknistä ja taloudellista tukea asiaankuuluvilta kansallisilta teollisuuspolitiikoilta, joilla edistetään kotimaani meriveden suolanpoistoteollisuuden kehitystä. Sillä on ollut myönteinen rooli edistyksellisen kehityksen edistämisessä, vesivarojen kestävän käytön toteuttamisessa sekä kansantalouden ja yhteiskunnan kestävän kehityksen varmistamisessa.
Valkokupariputkilla on hyvä lämmönjohtavuus ja korroosionkestävyys, erityisesti meriveden iskukorroosionkestävyys. Siksi niitä käytetään laajalti lauhdutinputkina lämmönvaihtimiin meriveden suolanpoistossa, laivoissa, ydinvoimaloissa ja muilla aloilla. BFe10-1-1 valmistetaan Valkoinen kuparilauhdutinputki on yksi yleisimmin käytetyistä metalliseoslaaduista. Tällä hetkellä BFe10-1-1 kupronikkeliputket kotimaassa ja ulkomailla valmistetaan pääasiassa perinteisellä ekstruusiomenetelmällä, mutta alhaisen tuoton ja yksittäisen putken pienen painon vuoksi ne eivät pysty vastaamaan markkinoiden kysyntään. Valu- ja valssausmenetelmä on edistynyt kupariputkien tuotantoprosessi, ja se on saavuttanut suurta menestystä jäähdytys- ja ilmastointilaitteiden kupariputkien valmistuksessa. Tällä hetkellä tätä menetelmää on käytetty menestyksekkäästi tavallisten B5-valkokupariputkien valmistuksessa, ja sitä on kokeiltu menestyksekkäästi BFe10-1-1-putkien valmistuksessa. Valu- ja valssausmenetelmän soveltaminen valkoisten kupariputkien valmistukseen ei voi ainoastaan voittaa perinteisen suulakepuristusmenetelmän puutteita, kuten alhainen tehokkuus, suuri investointi, alhainen saanto ja pieni kelan paino, vaan myös helpottaa erittäin pitkien putkien tuotantoa. lämmönvaihtimet suuritehoisiin, suuritehoisiin voimalaitoksiin ja ydinvoimaloihin. Putket, joten tällä hetkellä teknisesti edistyneiden valu- ja valssausmenetelmien käyttö on kupronikkeliseosputkien tuotannon kehitystrendi.
Valu- ja valssausmenetelmän prosessireitti on: raaka-aineet - vaakasuuntainen jatkuvavalu - oikaisu ja jyrsintä - 3-telaplaneettavalssaus - vaakakäämitys - nokkayhdistelmäveto - käänteinen kiekkovenytys - oikaisu ja sahaus - kirkashehkutus - Tarkista pakkaus - valmis tuote.
Putkiaihioiden jatkuva vaakavalu ja 3-telaplaneettavalssaus ovat kaksi avainprosessia valu- ja valssaustuotantoprosessissa. Tekniset vaikeudet ilmenevät pääasiassa seuraavista kahdesta näkökulmasta: (1) BFe10-1-1-seoksella on korkea sulamispiste ja sulan metallin huono juoksevuus. , kuinka vaakasuuntaista jatkuvaa valua käytetään pätevien BFe10-1-1 onttojen putkiaihioiden valmistukseen; (2) 3-Planettavalssausprosessi on monimutkainen muodonmuutosprosessi paikallisella syklisellä kuormituksella. BFe10-1-1-seoksen suuri lujuus on kriittinen planeettavierityksen kannalta. prosessi- ja laitevaatimukset. Kun määritetään kohtuulliset tuotantoprosessiparametrit, ei ole vain suurta merkitystä saada BFe10-1-1 kupronikkeliputkia, joissa on kirkkaat pinnat ja laadukas laatu, mikä varmistaa tuotannon sujuvan etenemisen, mutta myös edistää tuotantolaitteiden suunnittelun ja investointien optimointia. .
Tässä artikkelissa analysoidaan ja käsitellään pääasiassa BFe10-1-1 kupronikkeliputkien tuotantoa valu- ja valssausmenetelmällä kahden vaakasuuntaisen jatkuvan valun ja planeettavalssauksen kautta.
1. Vaakasuuntaisen jatkuvan valuprosessin analyysi ja keskustelu
Vaakasuuntainen jatkuvavalu on ensimmäinen prosessi valu- ja valssausmenetelmän toteuttamiseksi. Vaakasuuntaisten jatkuvavaluputkiaihioiden laatu määrittää suoraan valmiin seosputken laadun. Kuva 1 on kaaviokuva vaakasuuntaisista jatkuvavalevista ontoista putkiaihioista. Vaakasuuntaisen jatkuvan valun aikana metalliseos sulatetaan sulatusuunissa ja pidetään lämpimänä säilytysuunissa. Kun valulämpötila on saavutettu, aihiovalukone käynnistetään. Sula metalli tulee grafiittimuottiin nesteen sisääntulon kautta, jähmettyy ja muodostuu vesijäähdytetyn kupariholkin vaikutuksesta, ja putkiaihio tulee ulos kiteyttimestä. Suihkuta sitten suoraan vettä jäähdytystä varten. Vaakasuuntaisessa jatkuvassa valuprosessissa valulämpötilalla ja aihion vetojärjestelmällä on tärkeä vaikutus putkiaihion laatuun.
1.1 Valulämpötilan vaikutus
BFe10-1-1 kupronikkeliputken aihion vaakasuoran jatkuvan valuprosessin aikana sulan metallin saapuessa kiteyttimeen se alkaa jähmettyä jäähdytysveden vaikutuksesta muodostaen aihion kuoren. Kun lämpötila laskee, kondenssiveden kuori alkaa kutistua. Koska kondensaatiovaipan ulkokerroksen lämpötila on alhainen ja kutistuminen on suuri, kun taas sisäkerroksessa on korkea lämpötila ja pieni kutistuminen, kondensaatiovaipassa on sisäistä jännitystä. Kun sisäinen jännitys on liian suuri, on helppo muodostaa halkeamia. . Valun sisäinen jännitys voidaan saada seuraavan kaavan mukaan:
F=E·λ·△T［3］Kaavassa F on valulaatan sisäinen jännitys MPa; E on kimmomoduuli MPa; λ on lineaarinen kutistumiskerroin, 10-6/K; ΔT on jähmettyneen kuoren kahden pisteen välinen etäisyys. Lämpötilaero välillä, K. Yllä olevasta kaavasta voidaan nähdä, että kun materiaali on vakio, valussa olevan sisäisen jännityksen suuruus on verrannollinen kondensaatiovaipan sisä- ja ulkopuolen lämpötilaeroon. Kondenssivaipan sisä- ja ulkopuolen lämpötilaeron pienentäminen voi vähentää kondenssivesivaipan sisäistä jännitystä ja estää siten halkeamien muodostumista.
Kun valulämpötila on liian korkea, kondenssivesivaipan sisäpuoli jäähtyy hitaasti ja säilyttää edelleen korkean lämpötilan, kun taas ulkopuoli jäähtyy nopeasti. Varsinkin toissijaiselle jäähdytysvyöhykkeelle saapumisen jälkeen kondenssivesivaipan ulkopinnan lämpötila laskee jyrkästi suoran vesijäähdytyksen vaikutuksesta aiheuttaen kondenssivesivaipan sisäisiä ja ulkoisia vaurioita. Jos lämpötilaero on liian suuri, on helppo muodostaa kylmähalkeamia.
Siksi matalan lämpötilan valua tulisi käyttää mahdollisimman paljon vaakasuuntaisen jatkuvan valun aikana. Tietenkään ei ole niin, että mitä matalampi valulämpötila, sitä parempi, koska valulämpötila on liian alhainen, sulan metallin viskositeetti kasvaa ja juoksevuus heikkenee, mikä vaikeuttaa grafiittimuotin täyttämistä kokonaan ja kylmäeristystä. putkiaihion pintaan tulee virheitä. Siksi järkevällä valulämpötilan valinnalla on ratkaiseva vaikutus vaakasuuntaisten jatkuvatoimisten valuputkiaihioiden laatuun. Asianmukaisen kokemuksen mukaan valulämpötila on sopivampi 1230-1250 asteen välillä.
1.2 Aihion piirustusjärjestelmän vaikutus
1.2.1 Aihion piirustustilan valinta
Yleisesti käytettyjä aihion vetomenetelmiä vaakasuuntaisessa jatkuvassa valussa ovat seuraavat: (1) Pull-stop-push-stop-tyyppi; (2) veto-työntötyyppi; (3) Vedä-työnnä-seis-push-tyyppi. Aihion vetotilan valinta liittyy lejeeringin lujuuteen. Cupronickel-seoksen tulisi ottaa aihion piirustustila käyttöön pull-stop-push-stop.
. Tällä aihion vetotilalla on seuraavat ominaisuudet: (1) Vedon jälkeen on tauko, jotta kiteyttimessä olevalla sulalla metallilla on tarpeeksi aikaa jäähtyä ja jähmettyä, mikä paksuntaa aihion kuorta ja parantaa sen lujuutta;
(2) Oikea-aikainen työntö voi kompensoida aihion kylmän kutistumisen ajoissa, hitsata kuumat halkeamat ja varmistaa aihion laadun. Samalla kohtuullinen takaisku voi myös löysätä aihion kuorta ja estää sen kiinnittymisen kiteyttäjän seinämään. Vähennä vetovastusta.
1.2.2 Aihion valunopeuden vaikutus
Aihion vetämisen nopeus on avaintekijä, joka vaikuttaa valkoisen kupariputken aihion laatuun. Kun muita valuprosessiparametreja määritetään, mitä nopeampi valunopeus, sitä syvemmälle on nesteontelo kiteyttimessä. Nesteontelon pohjan ja valulaatan pinnan välinen lämpötilaero kasvaa, ja myös valun lämpöjännitys kasvaa, mikä lisää kuumahalkeilutaipumusta. iso. Siksi valunopeutta tulee pienentää sopivasti vaakasuuntaisen jatkuvan valun aikana ja valunopeutta on säädettävä 330 ~ 350 mm/min. Kun aihion valunopeus määritetään, suuren taajuuden ja pienen vetopituuden omaavan aihion valujärjestelmän käyttöönotto auttaa vähentämään käynnistimen vastusta ja saamaan laatan, jolla on sileä pinta ja ilman halkeamia.
2. Planetaarisen pyörimisprosessin analyysi ja keskustelu
Valu- ja valssaustekniikan ydin on planeettavalssaus. Suuria muodonmuutoksia käyttämällä putkiaihion valurakeet murtuvat täysin, joten valssatussa putkiaihiossa on hienoja ja tasaisia rakeita ja sisä- ja ulkopinnat ovat kirkkaita ja hapettumattomia, mikä tarjoaa hyvän pohjan myöhemmälle vetoprosessille. . Laadukkaat putkiaihiot.
2.1 Valssauslämpötilan määritys
Kuvassa 2 on BFe10-1-1 valkokupariputken korkean lämpötilan mekaanisten ominaisuuksien muutoskäyrä. Kuvan 2 käyrästä voidaan nähdä, että BFe10-1-1 valkokupariputkiaihiolla on hyvä plastisuus huoneenlämpötilassa. Lämpötilan noustessa putkiaihion vetolujuus ja venymä osoittavat alaspäin suuntausta, erityisesti noin 600 astetta. , venymä ja alueen kutistuminen vähenevät nopeasti; kun lämpötila jatkaa nousuaan, venymä ja alueen kutistuminen alkavat nousta, kun taas vetolujuus pienenee edelleen, mikä osoittaa, että noin 600 asteen lämpötilassa valkokupariputken BFe10 - 1 - 1 plastisuus* **Ero. Siksi valssattaessa BFe10-1-1 valkokupariputkiaihiota tätä lämpötila-aluetta tulisi välttää ja valssaamiseen tulee valita matala tai korkea lämpötila.
Jos valssaamiseen valitaan korkea lämpötila, putken aihion muodonmuutosvastus on pieni ja tarvittava valssausvoima pieni, mutta putkiaihio on lämmitettävä korkeampaan lämpötilaan, mikä kuluttaa paljon energiaa ja menettää planetaarisen merkityksen. valssaus (planeettavalssauksen edut) Se valssataan huoneenlämpötilassa ja voi saavuttaa täydellisen uudelleenkiteytymisen). Matalan lämpötilan valssauksen aikana, vaikka putkiaihiolla on korkea muodonmuutoskestävyys ja se vaatii valssaamolta ja muotilta suurta suorituskykyä, valssausprosessin aikana syntyvä kitkalämpö ja plastinen muodonmuutoslämpö nostavat putken aihion lämpötilan nopeasti noin 850 asteeseen. , saavuttaa Putkiaihio on täysin uudelleenkiteytetty, mikä parantaa merkittävästi suorituskykyä ja antaa täyden pelin planeettavierityksen eduille. Siksi BFe10-1-1 planeettavalssauksessa tulisi käyttää matalan lämpötilan valssausta.
2.2 Taittokulman valinta
Kuten kuvasta 3 näkyy, 3-telaplaneettavalssaimen teloilla on tietty kallistus- ja taipumakulma. Kallistuskulma aikaansaa säteittäisen paineen valssatulle kappaleelle, mikä aiheuttaa valssatun kappaleen säteittäisen puristusmuodonmuutoksen, kun taas taittokulma antaa aksiaalisen paineen valssatulle kappaleelle. Eteenpäin suuntautuva voima saa rullatun kappaleen liikkumaan eteenpäin.
Tuotantoprosessin aikana meidän on ensin varmistettava putkiaihion kohtuullinen pienentäminen, eli ensin määritettävä kaltevuuskulma ja säädettävä sitten kaltevuuskulma, jotta valssausnopeus olisi järkevämpi. Planeettavalssaimen kaltevuuskulma valitaan yleensä välillä 50-55 astetta, mikä voi lisätä huomattavasti valssausosan pienentämistä ja suorittaa suuria muodonmuutoksia ja ohuiden putkien aihion valssausta. Telan taipumakulma on erittäin tärkeä parametri 3-telan planeettavalssausprosessissa. Se vaikuttaa rullan vierintävoimaan ja valssatun kappaleen poistumisnopeuteen.
Geometrisesta näkökulmasta poikkeutuskulman kasvattaminen lisää valssatun kappaleen eteenpäinnopeuskomponenttia, jolloin valssatun kappaleen ulostulonopeus kasvaa merkittävästi, mikä voi parantaa tuotannon tehokkuutta. Kuitenkin mitä suurempi poikkeutuskulma, sitä parempi. Koska taipumakulman kasvattaminen lisää telan ja rullan välistä kosketuspinta-alaa, kitka kasvaa ja telaan kohdistuva jännitys kasvaa. Tämä asettaa korkeampia vaatimuksia valssaamon rakenteelle ja kuormitukselle, mikä väistämättä lisää laiteinvestointeja. Siksi telan taipumakulman säätäminen kohtuullisella alueella voi varmistaa valssatun kappaleen sopivan poistumisnopeuden ilman, että valssausvoima tulee liian suureksi. Asianmukaisen kokemuksen mukaan rullan taipumakulma on asetettu kohtuulliselle alueelle 7 - 8 astetta.
3. Johtopäätös
Tuotantotarpeiden tyydyttämisessä vaakasuuntaisen jatkuvan valun ja planeettavalssauksen pääprosessiparametrien järkevällä valinnalla voidaan tuottaa korkealaatuisia BFe10-1-1 valkokupariputkiaihioita, joissa on kirkkaat ja hapettumattomat sisä- ja ulkopinnat. käsittelyvaatimukset.
(1) Kohtuullinen valulämpötila BFe10-1-1 valkokupariputkiaihion vaakasuoraan jatkuvaan valuun on 1230-1250 astetta;
(2) BFe10 - 1 - 1 valkoisen kupariputken aihion vaakasuuntaisen jatkuvan valutilan tulisi ottaa käyttöön vedä-pysäytys-push-stop-tila, ja valunopeuden tulisi olla 330–350 mm/min; Valunopeuden määrittämisen jälkeen käytä korkeaa Aihiovalujärjestelmä, jossa on matala taajuus ja pieni vetopituus, vähentää käynnistysvastusta ja saa aikaan sileän pinnan ja ilman halkeamia;
(3) BFe10 - 1 - 1 Kupronikkeliputkiaihioiden plastisuus on huonoin noin 600 asteessa. Tätä lämpötila-aluetta tulee välttää planeettavalssauksen aikana. BFe10 - 1 - 1 antaa täyden pelin planeettavierityksen eduille ja säästää energiaa ja vähentää kulutusta
Matalan lämpötilan valssausta tulisi käyttää planeettavalssauksessa;
(4) BFe10-1-1 planeettavalssauksen aikana valssaimen kaltevuuskulman tulee olla 50 - 55 astetta ja telan taipumakulman tulee olla 7 - 8 astetta.
