等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法
2023-09-18 02:24:00 1
等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法
【專利摘要】本發明公開了一種等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，屬於金屬塑性成形【技術領域】。首先，對模具、等直徑芯棒、實心圓柱坯表面進行潤滑處理；將等直徑芯棒連接在支撐架後推入模具型腔的彎曲端內；調整等直徑芯棒與模具四周的間隙等距並固定；將實心圓柱坯加熱後放入模具；通過衝頭對實心圓柱坯施加軸向擠壓，使其發生穿孔及塑性變形；移開上模，去除等直徑芯棒，獲得等壁厚彎管。本發明金屬實心圓柱坯在模具與等直徑芯棒內外協同支撐作用下，進行擠壓穿孔並彎曲變形，消除了傳統由空心管坯成形成彎管時易出現的壁厚不均勻缺陷。
【專利說明】等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法【技術領域】
[0001]本發明涉及一種彎管的彎曲擠壓成形方法，具體講是一種等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，屬於金屬塑性成形【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在石化、電力、冶金等工業中，為輸送氣體、液體或帶固體顆粒的流體而大量地使用管道系統。管道系統由直管、管件和泵閥組成，彎管是一種重要的管件，且數量較多。
[0003]傳統彎管的成形主要有壓彎、繞彎、推彎等方法，但其成形彎管的彎曲段外弧位置均易出現減薄，內弧位置出現明顯增厚。而在實際使用過程中，其壁厚較薄的位置反而是流體衝擊較為頻繁的位置，常常最先失效，影響管道系統的正常、穩定運行。
[0004]目前，現有技術仍局限在採用直管為坯料，進行二次彎曲加工獲得彎管，通過調整局部變形量、減小摩擦係數、施加反向推力等方法，雖然可以在一定程度上緩解管材彎曲成形的成形缺陷，但仍無法從根本上消除彎管壁厚不均勻的現象。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在於克服上述缺陷，提供一種操作簡便、壁厚均勻的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，包括以下步驟:
1)、選取模具、等直徑芯棒及金屬實心圓柱坯並進行潤滑處理；
2)、將等直徑芯棒連接在支撐架上並置入模具的型腔彎曲端內；
3)、調整等直徑芯棒的位置與模具型腔四周等距並固定；
4)、將金屬實心圓柱坯加熱到變形溫度後置入模具內；
5)、通過衝頭推動擠壓金屬實心圓柱坯使其發生穿孔及彎曲塑性變形，在等直徑芯棒和模具的內外支撐下，成形等壁厚彎管；
6)、移除成形後的等壁厚彎管內的等直徑芯棒，並將其兩端切割，獲得最終的等壁厚彎管。
[0007]2、根據權利要求1所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特徵在於:所述步驟I)中潤滑處理過程為在模具、等直徑芯棒及金屬實心圓柱坯表面塗敷MoS2潤滑劑、潤滑油或石墨潤滑劑。
[0008]本等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法中，所述等直徑芯棒為ZG0Cr25Ni20、ZGlCr18Ni9Ti,ZG3Cr20Ni14 或 ZGlCr25Ni20Si2。
[0009]本等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法中，所述步驟5)中衝頭推制速度為l-2mm/s。
[0010]本等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法中，所述金屬實心圓柱坯為不鏽鋼、鋁合金、碳鋼、鎂合金或鈦合金材質。
[0011]本發明的有益效果在於:(I)、本發明金屬實心圓柱坯在模具與等直徑芯棒內外協同支撐作用下，進行擠壓穿孔並彎曲變形，消除了傳統由空心管坯成形成彎管時易出現的壁厚不均勻缺陷；(2)、本發明製造成本低，不需要新的成形設備，成形後內部芯棒容易脫出，成形效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法步驟流程圖；
圖2為本發明中等直徑芯棒安裝在支撐架後置入模具內的結構剖視圖；
圖3為本發明置入模具內的實心圓柱坯與衝頭連接的結構示意圖；
圖4為彎曲擠壓成形後的等壁厚彎管主視圖；
圖5為彎曲擠壓成形後的等壁厚彎管截面圖；
圖中，1-模具，2-等直徑芯棒，3-支撐架，4-實心圓柱；K，5-衝頭；圖2中(a)為(b)的A-A首I]視圖，(b)為左視圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明中的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法作詳細說明。
[0014]實施例1
1)、採用直徑為IOOmm的316L不鏽鋼實心圓柱坯4，實心圓柱坯其軸向長度約為300mm ;採用直徑為60mm、為硬度150HB的ZG0Cr25Ni20作為等直徑芯棒2 ；
2)、對成形所需要的模具1、等直徑芯棒2及不鏽鋼實心圓柱坯4表面塗敷MoS2(二硫化鑰)潤滑劑；
3)、將的等直徑芯棒2連接在支撐架3上，並置入模具I的型腔彎曲端內，如圖2所示；
4)、調整等直徑芯棒2的位置，使其與模具I四周的間隙等距並固定；
5)、將不鏽鋼實心圓柱坯4加熱至變形溫度1070°C後置入模具I內，並進行合模；
6)、將模具I與衝頭5連接，通過衝頭5施加軸向擠壓推動實心圓柱坯4運動，推制速度為2mm/s，當316L不鏽鋼實心圓柱坯4與等直徑芯棒2接觸時，衝頭5擠壓實心圓柱坯4發生塑性變形，在內支撐等直徑芯棒2和外支撐模具I的共同作用下，形成等壁厚彎管，如圖3所示；
7)、移去模具1，去除等壁厚彎管內的等直徑芯棒2，將彎曲成形後的等壁厚彎管的兩端的工藝段進行切割，獲得壁厚約為20mm的316L不鏽鋼等壁厚彎管。
[0015]實施例2中採用軸向長度約為240mm、直徑為80mm的5083鋁合金實心圓柱坯；採用直徑為50mm、硬度為150HB的ZGlCrl8Ni9Ti作為等直徑芯棒；在在模具、等直徑芯棒和實心圓柱坯表面塗敷潤滑油；鋁合金實心圓柱坯的加熱溫度為400°C ;衝頭推制速度為
1.5mm/s,其他步驟與實施例1相同。
[0016]實施例3中採用軸向長度約為320mm、直徑為200mm的TC4鈦合金實心圓柱坯；採直徑為80mm、硬度為150HB的ZGlCr25Ni20Si2作為等直徑芯棒；在模具、等直徑芯棒2和實心圓柱還4表面塗敷石墨潤滑劑；鈦合金實心圓柱還的加熱溫度為900°C;衝頭5推制速度為lmm/s,其他步驟與實施例1相同。
[0017]本發明中模具I型腔直徑、等直徑芯棒2直徑根據所需成形等壁厚彎管外徑、內徑進行不同選擇。[0018]本發明實心圓柱坯也採用碳鋼、鎂合金材料，等直徑芯棒也採用ZG3Cr20Nil4。
[0019]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特徵在於包括以下步驟: 1)、選取模具(I)、等直徑芯棒(2)及金屬實心圓柱坯(4)並進行潤滑處理； 2)、將等直徑芯棒(2)連接在支撐架(3)上並置入模具(I)的型腔彎曲端內； 3)、調整等直徑芯棒(2)的位置與模具(I)型腔四周等距並固定； 4)、將金屬實心圓柱坯(4)加熱到變形溫度後置入模具內； 5)、通過衝頭(5)推動擠壓金屬實心圓柱坯(4)使其發生穿孔及彎曲塑性變形，在等直徑芯棒(2)和模具(I)的內外支撐下，成形等壁厚彎管； 6)、移除成形後的等壁厚彎管內的等直徑芯棒(2)，並將其兩端切割，獲得最終的等壁厚彎管。
2.根據權利要求1所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特徵在於:所述步驟I)中潤滑處理過程為在模具(I)、等直徑芯棒(2)及金屬實心圓柱坯(4)表面塗敷MoS2潤滑齊U、潤滑油或石墨潤滑劑。
3.根據權利要求1所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特徵在於:所述等直徑芯棒(2)為 ZG0Cr25Ni20、ZGlCrl8Ni9T1、ZG3Cr20Nil4 或 ZGlCr25Ni20Si2。
4.根據權利要求1所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特徵在於:所述步驟5)中衝頭(5)推制速度為l-2mm/s。
5.根據權利要求1至4任一項所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特徵在於:所述金屬實心圓柱坯(4)為不鏽鋼、鋁合金、碳鋼、鎂合金或鈦合金材質。
【文檔編號】B21D9/12GK103909125SQ201410132663
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】陶傑, 郭訓忠, 裴文嬌 申請人:南京航空航天大學