[发明专利]一种含稀土的锡青铜管及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含稀土的锡青铜管及制作方法，更确切地说是涉及一种压力仪表专用的巴登管及制造方法，属于锡青铜管领域。

背景技术

高性能锡青铜管是制作压力仪表中的巴登管，是仪表中的心脏部件。广泛应用于化工、机械、石油等行业。压力仪表是一个消耗性产品，据报道仅美国市场的年进口量就达1亿只，而目前能生产高性能锡青铜管，并将其弯制成Bourton(巴登)管畅销国际市场的厂商不多。

德国的Bachmaier & Klemmer(B & K)公司是目前国际上最大的压力表零部件制造商，其生产的Bourdon管标准尺寸40-160mm，压力范围0.6-100bar。在材料上主要有CuSn8、CuZn15、CuZn37、不锈钢、蒙乃尔合金(Monel)、CuBe2等。

美国的Zheleznyakov提出，经时效硬化铜玻合金C17510应用于Bourdon管具有优异性能，但延伸率仍不尽人意。德国B & K公司的CuSn8、CuZn15、CuZn37、CuBe2的抗拉强度高且延伸率≥50％，但价格较贵，且CuBe2在制作过程还有毒性，污染环境。

综上所述，高性能压力仪表专用的高性能锡青铜管要求是抗拉强度高(≥420Mpa)，延伸率好(≥50％)、精密度高且制成管子不经化学处理，管内外光洁度高，而价格又低于B & K公司生产的压力表中巴登管而性能又接近，这是人们一直在努力追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含稀土的锡青铜管及制作方法，以满足压力仪表用的要求，使锡青铜管好具有高的抗拉强度、维氏硬度和优良的延伸率，而价格又远低于B & K公司的巴登管价格。

本发明的目的是在成分设计上通过加入稀土元素到锡青铜中，又在加工工艺上采用合理的加工系数和退火工艺达到的。具体叙述如下：

1.含稀土的锡青铜管的材料(代号为QSn8-0.2)组分(wt％)是，

Sn 7.0-8.0，Al 0.002，Zn 0.01，Ni 0.01，Fe 0.02，Sb 0.02，Bi 0.002，Si 0.002，P 0.10-0.25，稀土0.1-0.3，其他杂质总和≤0.15，余量为Cu，所述的稀土或为稀土La、Ce、Pr、Nd中的一种，或为含镧稀土，或为混合稀土(例如上海跃龙化工厂的产品)。

稀土元素的加入，可有效抑制晶粒生长，使晶粒平均直径为0.01-0.018mm。

2.按上述组分配制后，在工频炉中熔炼，熔炼温度为1070-1130℃，熔炼后连铸坯加热到600-680℃，通过挤压→退火→轧管→退火→多道拉伸→精整工艺过程，可制成多种规格尺寸的巴登管，其外径尺寸范围1-24mm，壁厚为0.06-1.5mm。

退火温度520-640℃，退火气氛为氮气保护，不同规格加工系数介于1.1-1.5之间。

经过上述制作工艺，使制成的锡青铜管的抗拉强度与延伸率达到一个相互匹配的最佳状态，并与国外B & K公司生产的管子性能相当，拉伸率的波动范围小，说明制作锡青铜管性能稳定，表1列出了B & K公司和美国相应制作的Bourdon管性能，与本发明提供的锡青铜管的性能比较。

附图说明

图1、2分别为8×0.17mm和8×0.26mm的显微结构照片，图1晶粒尺寸为0.017mm，图2为0.013mm(放大倍数为100×)，从图可以看出，晶粒尺寸均较均匀，说明本发明提供的组分配以合理的加工系数和退火工艺可以获得较好的织构的材料。