一種鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法及製備裝置的製作方法

2023-04-28 02:54:56

專利名稱：一種鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法及製備裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於金屬管件的製作方法，具體涉及一種鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法及製備裝置。
背景技術：
擠壓鑄造形成無縫管材在20世紀70年代發明的一項新的材料加工工藝，它是將液態金屬在較高的機械壓力下凝固和成型，獲得無縫管材的工藝方法，該加工工藝的模具採用一級擠壓針，通過該一級擠壓針形成的無縫管材的斷面是恆定不變的，即周長、壁厚是一致的，如圖I和圖2所示。在機械製造、石油、能源、海洋等特殊領域需要採用有階段變斷面的管件，該管件可以優化結構設計，使它們連接的更牢固，但現有技術不能實現階段變斷面管件的生產。能夠實現階段變斷面的只有型材，且現有的階段變斷面型材只能生產兩級階段變端面的型材，該型材通過模具的更換，並將兩部分不同斷面的型材在斷面對口處焊接而成，而且現有階段斷面型材只有簡單的十幾種，例如圖3、圖4和圖5所示。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法及製備裝置，通過該裝置和該方法實現階段變斷面無縫管的生產。本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法，包括模具預熱、鋁合金鑄錠預熱、和擠壓步驟，其特徵在於所述模具採用多級階梯式擠壓針，所述擠壓步驟如下擠壓步驟I :通過擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針前移，先將多級階梯式擠壓針直徑最大的第一級帶入擠壓模的工作帶中間，利用擠壓軸控制系統開始擠壓，在此位置預熱後的鋁合金鑄錠在擠壓力作用下通過多級階梯式擠壓針直徑最大的第一級形成壁薄的管體，當壁薄的管體長度達到設計要求後；擠壓步驟2 :通過擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針退回至第二級，帶動第二級進入擠壓模的工作帶中間，利用擠壓軸控制系統開始擠壓，在此位置預熱後的鋁合金鑄錠在擠壓力作用下通過多級階梯式擠壓針的第二級形成壁厚的管體，當壁厚的管體長度達到設計要求後；擠壓步驟3 :切割機將成型的鋁合金無縫階段變斷面管體切割下，完成整個鋁合金無縫階段變斷面管的擠壓作業。通過擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針，先將多級階梯式擠壓針直徑最大的第一級進入擠壓模的工作帶中間，形成壁薄的管件，壁薄管件的長度到達設計要求後，然後將多級階梯式擠壓針退回至第二級，形成壁厚的管件，從而形成了鋁合金無縫階段變斷面管體。本發明的進一步方案；依照該方法通過擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針退回至第三級、第四級、第五級或第六級以上。CN 102921754 A
書
明
說
2/4頁實現本發明目的所採用的製備裝置如下一種鋁合金無縫階段變斷面管的製備裝置，包括擠壓機、擠壓模具，其特徵在於所述擠壓模具的擠壓針採用多級階梯式擠壓針。本發明將現有一級擠壓針改變為多級階梯式擠壓針，從而實現管材的階段變斷面。
本發明的進一步方案所述多級階梯式擠壓針可以根據產品需要設計成不同直徑大小的擠壓針。本發明的進一步方案所述多級階梯式擠壓針直徑最大的第一級靠近擠壓軸。本發明的進一步方案所述多級階梯式擠壓針有二級、三級、四級、五級或六級以上。本發明的有益效果I)本發明擠壓模具的擠壓針採用多級階梯式擠壓針，利用擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針前進後退，當完成一級擠壓後，退回至下一級，從而實現多級變斷面的控制，採用本發明能夠生產出多級無縫階段變斷面管件，其加工的鋁合金無縫階段變斷面管件尺寸精度高，提高了管件的牢固性能，該鋁合金無縫階段變斷面管件的生產效率高，降低了生產成本。2)本發明能夠生產出符合機械製造、石油、能源、海洋等特殊領域需要採用的鋁合金無縫階段變斷面管件，實現了結構優化設計，節省了材料，減輕了構件自身的重量，還增強了管件的牢固性能。例如旗杆、燈杆、電線桿及飛機的螺旋槳等，採用本發明生產出來的管件一端部壁厚，另一端部壁薄，採用該結構安裝更穩定且減輕了自身的重量。


圖I為現有技術無縫管擠壓模具擠壓前的結構示意圖。圖2為現有技術無縫管擠壓模具擠壓時的結構示意圖。圖3為現有技術槽形兩級階段變斷面的型材示意圖。圖4為現有技術工字形兩級階段變斷面的型材示意圖。圖5為現有技術異形兩級階段變斷面的型材示意圖。圖6為本發明擠壓模具採用三級階梯式擠壓針擠壓前的結構示意圖。圖7為本發明擠壓模具採用三級階梯式擠壓針擠壓時的結構示意圖。圖8為本發明三級階梯式擠壓針的結構示意圖。圖9為本發明二級階梯式擠壓針的結構示意圖。圖10為本發明四級階梯式擠壓針的結構示意圖。圖11為本發明生產的三級鋁合金無縫階段變斷面管的結構示意圖。圖12為本發明擠壓模具採用二級階梯式擠壓針擠壓前的結構示意圖。圖13為本發明用於高速旋轉器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。具體實施例I :如圖6、圖7、圖8和圖11所示一種鋁合金無縫階段變斷面管的製備裝置，包括擠
4壓機、擠壓模具，所述擠壓模具包括擠壓模2、模支承6、擠壓墊片4、多級階梯式擠壓針5、擠壓筒I及擠壓軸3，所述多級階梯式擠壓針5採用三級階梯式擠壓針5-1，所述擠壓軸3位於擠壓筒I內，所述三級階梯式擠壓針5-1位於所述擠壓軸3的中心通孔內，所述擠壓模2設於所述擠壓筒I的頭端，所述擠壓模2安裝在模支承6上，所述擠壓墊片4設置在擠壓軸3的前端，所述三級階梯式擠壓針5-1在擠壓機的控制下在所述擠壓模2內移動；所述三級階梯式擠壓針5-1呈圓柱形，三級階梯式擠壓針5-1的第一級直徑最大，第二級直徑小，第三級直徑最小，且直徑最大的第一級靠近擠壓軸3，所述三級階梯式擠壓針5-1可以根據產品需要設計成不同直徑大小的擠壓針。利用上述製備裝置製作鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法，包括模具預熱、鋁合金鑄錠7預熱、塗覆潤滑劑、擠壓和退火步驟，所述擠壓步驟如下擠壓步驟I :通過擠壓針控制系統控制三級階梯式擠壓針5-1前移，先將三級階梯式擠壓針5-1直徑最大的第一級帶入擠壓模2的工作帶中間，利用擠壓軸控制系統開始擠壓預熱後的鋁合金鑄錠7，在此位置預熱後的鋁合金鑄錠7在擠壓力作用下通過三級階梯式擠壓針5-1直徑最大的第一級形成壁薄的管體，當壁薄的管體長度達到設計要求後；擠壓步驟2 :通過擠壓針控制系統控制三級階梯式擠壓針5-1退回至第二級，帶動第二級進入擠壓模2的工作帶中間，利用擠壓軸控制系統進行擠壓，在此位置預熱後的鋁合金鑄錠7在擠壓力作用下通過三級階梯式擠壓針5-1的第二級形成壁厚的管體，當壁厚的管體長度達到設計要求後；擠壓步驟3 :通過擠壓針控制系統控制三級階梯式擠壓針5-1退回至第三級，帶動第三級進入擠壓模2的工作帶中間，利用擠壓軸控制系統進行擠壓，在此位置預熱後的鋁合金鑄錠7在擠壓力作用下通過三級階梯式擠壓針5-1的第三級形成壁厚的管體，當壁厚的管體長度達到設計要求後；擠壓步驟4 :切割機將成型的三級鋁合金無縫階段變斷面管體8切割下，完成整個鋁合金無縫階段變斷面管的擠壓作業。例如，擠壓針前進的速度為6米/分，要生產出一根長6米的薄管壁，3米的厚管壁，2米的管壁更厚的管件。首先將三級階梯式擠壓針5-1直徑最大的第一級帶入擠壓模2的工作帶中間，擠壓I分鐘，形成6米的薄壁；然後將三級階梯式擠壓針5-1退回至直徑較小的第二級，帶動第二級進入擠壓模2的工作帶中間，擠壓半分鐘，形成3米長的厚管壁；最後將三級階梯式擠壓針5-1退回至直徑最小的第三級，帶動第三級進入擠壓模2的工作帶中間，擠壓20秒，形成2米長的管壁更厚的管體，這樣就形成了一根有6米長壁薄，3米長壁厚，2米長管壁更厚的無縫階段變斷面管。具體實施例2:如圖9和圖12所示，本實施例的特點在是所述多級階梯式擠壓針5採用二級階梯式擠壓針5-2，其他特徵與具體實施例I相同，按照具體實施例I的方法，形成二級鋁合金無縫階段變斷面管體。具體實施例3 如圖10所示，本實施例的特點是所述多級階梯式擠壓針5有四級5-3、五級或六級以上，其他特徵與具體實施例I相同，按照具體實施例I的方法，通過擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針退回至第四級、第五級或第六級以上，製造出多級的鋁合金無縫階段變斷面管。如圖13所示將本發明產生的鋁合金無縫階段變斷面管體用於高速旋轉器。因高速旋轉器要求安裝在旋轉體上面的鋁合金管體9靠近中心的管壁厚大，尾端的管壁薄，這樣才能減小旋轉時產生的離心力，增強鋁合金管體根部的強度。但現有技術不能實現，而本發明能夠生產出符合高速旋轉器旋轉體上面的鋁合金管體9。
權利要求
1.一種鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法，包括模具預熱、鋁合金鑄錠(7)預熱和擠壓步驟，其特徵在於所述模具採用多級階梯式擠壓針(5);所述擠壓步驟如下擠壓步驟I :通過擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針(5)前移，先將多級階梯式擠壓針(5)直徑最大的第一級帶入擠壓模(2)的工作帶中間，利用擠壓軸控制系統開始擠壓，在此位置預熱後的鋁合金鑄錠(7 )在擠壓力作用下通過多級階梯式擠壓針(5 )直徑最大的第一級形成壁薄的管體，當壁薄的管體長度達到設計要求後；擠壓步驟2 :通過擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針(5)退回至第二級，帶動第二級進入擠壓模(2)的工作帶中間，利用擠壓軸控制系統進行擠壓，在此位置預熱後的鋁合金鑄錠(7)在擠壓力作用下通過多級階梯式擠壓針(5)的第二級形成壁厚的管體，當壁厚的管體長度達到設計要求後；擠壓步驟3 :切割機將成型的鋁合金無縫階段變斷面管體切割下，完成整個鋁合金無縫階段變斷面管的擠壓作業。
2.根據要求要求I所述的一種鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法其特徵在於依照該方法通過擠壓針控制系統控制多級階梯式擠壓針(5)退回至第三級、第四級、第五級或第六級以上。
3.—種鋁合金無縫階段變斷面管的製備裝置，包括擠壓機、擠壓模具，其特徵在於所述擠壓模具的擠壓針採用多級階梯式擠壓針(5 )。
4.根據要求要求3所述的一種鋁合金無縫階段變斷面管的製備裝置，其特徵在於所述多級階梯式擠壓針(5)可以根據產品需要設計成不同直徑大小的擠壓針。
5.根據要求要求3所述的一種鋁合金無縫階段變斷面管的製備裝置，其特徵在於所述多級階梯式擠壓針(5 )直徑最大的第一級靠近擠壓軸(3 )。
6.根據要求要求3所述的一種鋁合金無縫階段變斷面管的製備裝置，其特徵在於所述多級階梯式擠壓針(5)有二級、三級、四級、五級或六級以上。
全文摘要
本發明公開一種鋁合金無縫階段變斷面管的生產方法及製備裝置，所述模具採用多級階梯式擠壓針，擠壓步驟如下先將多級階梯式擠壓針直徑最大的第一級帶入擠壓模的工作帶中間，通過多級階梯式擠壓針直徑最大的第一級形成壁薄的管體，當壁薄的管體長度達到設計要求後；然後多級階梯式擠壓針退回至第二級，帶動第二級進入擠壓模的工作帶中間，多級階梯式擠壓針的第二級形成壁厚的管體；直到符合要求的級數後切割機將成型的鋁合金管體切割下。本發明能夠生產多級鋁合金無縫階段變斷面管件，且尺寸精度高，更牢固，生產效率高，從而降低了生產成本。該鋁合金無縫階段變斷面管件實現了結構優化設計，節省了材料，減輕了構件自身的重量。
文檔編號B21C25/04GK102921754SQ201210457069
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者梁世斌, 李偉萍 申請人:廣東偉業鋁廠有限公司