專利名稱：一種含稀土的錫青銅管及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含稀土的錫青銅管及制作方法，更確切地說是涉及一種壓力儀表專用的巴登管及制造方法，屬于錫青銅管領(lǐng)域。
德國的Bachmaier & Klemmer(B & K)公司是目前國際上最大的壓力表零部件制造商，其生產(chǎn)的Bourdon管標準尺寸40-160mm，壓力范圍0.6-100bar。在材料上主要有CuSn8、CuZn15、CuZn37、不銹鋼、蒙乃爾合金(Monel)、CuBe2等。
美國的Zheleznyakov提出，經(jīng)時效硬化銅玻合金C17510應(yīng)用于Bourdon管具有優(yōu)異性能，但延伸率仍不盡人意。德國B & K公司的CuSn8、CuZn15、CuZn37、CuBe2的抗拉強度高且延伸率≥50％，但價格較貴，且CuBe2在制作過程還有毒性，污染環(huán)境。
綜上所述，高性能壓力儀表專用的高性能錫青銅管要求是抗拉強度高(≥420Mpa)，延伸率好(≥50％)、精密度高且制成管子不經(jīng)化學處理，管內(nèi)外光潔度高，而價格又低于B & K公司生產(chǎn)的壓力表中巴登管而性能又接近，這是人們一直在努力追求的目標。
本發(fā)明的目的是在成分設(shè)計上通過加入稀土元素到錫青銅中，又在加工工藝上采用合理的加工系數(shù)和退火工藝達到的。具體敘述如下1.含稀土的錫青銅管的材料(代號為QSn8-0.2)組分(wt％)是，Sn 7.0-8.0，Al 0.002，Zn 0.01，Ni 0.01，F(xiàn)e 0.02，Sb 0.02，Bi 0.002，Si 0.002，P 0.10-0.25，稀土0.1-0.3，其他雜質(zhì)總和≤0.15，余量為Cu，所述的稀土或為稀土La、Ce、Pr、Nd中的一種，或為含鑭稀土，或為混合稀土(例如上海躍龍化工廠的產(chǎn)品)。
稀土元素的加入，可有效抑制晶粒生長，使晶粒平均直徑為0.01-0.018mm。
2.按上述組分配制后，在工頻爐中熔煉，熔煉溫度為1070-1130℃，熔煉后連鑄坯加熱到600-680℃，通過擠壓→退火→軋管→退火→多道拉伸→精整工藝過程，可制成多種規(guī)格尺寸的巴登管，其外徑尺寸范圍1-24mm，壁厚為0.06-1.5mm。
退火溫度520-640℃，退火氣氛為氮氣保護，不同規(guī)格加工系數(shù)介于1.1-1.5之間。
經(jīng)過上述制作工藝，使制成的錫青銅管的抗拉強度與延伸率達到一個相互匹配的最佳狀態(tài)，并與國外B & K公司生產(chǎn)的管子性能相當，拉伸率的波動范圍小，說明制作錫青銅管性能穩(wěn)定，表1列出了B & K公司和美國相應(yīng)制作的Bourdon管性能，與本發(fā)明提供的錫青銅管的性能比較。
表1

*國產(chǎn)現(xiàn)有二個型號的錫青銅配制后在1090℃熔煉，鑄坯成25×1.5mm坯料后加熱到640℃擠壓后，于600℃，在N2氣氛下退火，然后軋管后經(jīng)3道拉伸，加工系數(shù)控制在1.2，然后經(jīng)620℃退火控制而成8×0.17mm巴登管，其晶粒尺寸為0.017mm，具體織構(gòu)如

圖1所示，抗拉強度480Mpa，延伸率為55％。
實施例2 材料的組分中稀土為混合稀土，加入量為0.25，坯料退火溫度為580℃，加工系數(shù)控制在1.4，然后再經(jīng)600℃退火精整而成8×0.26mm，其織構(gòu)如圖2所示，抗拉強度為450Mpa，延伸率為58％，其余同實施例3 材料組分中Sn為7.8，P為0.18，稀土為Ce，加入量為0.15，加工系數(shù)為1.3。最后巴登管的抗拉強度為430Mpa，延伸率為60％，其余同
權(quán)利要求
1.一種含稀土的錫青銅管，其特征在于(1)材料組成為(wt％)Sn 7.0-8.0，Al 0.002，Zn 0.01，Ni 0.01，F(xiàn)e 0.02，Sb 0.02，Bi 0.002，Si 0.002，P 0.10-0.25，稀土元素0.1-0.3，其他雜質(zhì)總和≤0.15，余量為Cu；(2)平均晶粒尺寸0.010-0.018mm。
2.按權(quán)利要求1所述的含稀土的錫青銅管，其特征在于所述的稀土元素為La、Ce、Pr、Nd中的一種，或為含La稀土，或為混合稀土。
3.按權(quán)利要求1所述的含稀土的錫青銅管制作方法，包括熔煉、擠壓、退火、軋管、拉伸工藝過程，其特征在于(1)工頻爐中熔煉的溫度為1070-1130℃；(2)退火溫度為520-640℃，氮氣保護；(3)加工系數(shù)介于1.1-1.5之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含稀土的錫青銅管及制作方法。屬于錫青銅管領(lǐng)域,該錫青銅管主要成分Sn7.0－8.0,P0.1－0.25,稀土0.1－0.3(均為重量百分數(shù))。所述的稀土或為La、Ce、Pr、Nd中一種,或為含La稀土,或為混合稀土,稀土作用是抑制晶粒生長,使晶粒平均直徑為0.01－0.018mm,然后配制料經(jīng)1070－1130℃工頻熔煉,連鑄成坯擠壓后退火,退火溫度為520－640℃,然后在經(jīng)多次拉伸,加工系數(shù)1.1－1.5之間,可制成外徑為1－24mm,壁厚0.06－1.5mm多種規(guī)格的Bourndon管,抗拉強度410－530Mpa,延伸率50－65%,與德國B＆K公司產(chǎn)品相當,但價格便宜。這種巴登管具有十分良好的發(fā)展前景。
文檔編號F16L9/00GK1358874SQ0113215
公開日2002年7月17日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月8日
發(fā)明者方云, 姚鶴榮, 薛祖善, 張國良, 吳謨鴻 申請人:上海威嘉金屬材料有限公司