專利名稱：一種金屬管材矯直模具的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種金屬管材矯直模具，適用于多種金屬材料大口徑、薄壁管材的蠕變張力退火矯直，特別適合于鈦、鋯等稀有金屬材料及其合金大口徑、薄壁高精度管材成品立式蠕變張力退火矯直。
背景技術(shù)：
大口徑、薄壁(口徑大于50mm，直徑與壁厚比值大于50)金屬管材已被廣泛地應用于航天、航海、兵器等重要工業(yè)部門。其直線度要求極高(翹曲度≤0.20mm/m)，矯直技術(shù)是一項技術(shù)難點。對于大口徑薄壁管材目前采用的多輥矯直不能完全滿足管材的高直線度要求，采用在輥式矯直的基礎上進行蠕變張力退火矯直的方法可以保證最終的高直線度。大口徑薄壁管如何夾持、張力如何施加，是遇到的技術(shù)難點。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于拆卸、易于施加張力、經(jīng)濟實用、生產(chǎn)效率高、操作方便且安全可靠的大口徑薄壁金屬管材立式蠕變張力退火矯直模具，重復用于蠕變張力退火矯形。
一種金屬管材矯直模具，其特征在于該模具包括上芯?！渫庑问窍露藶殄F體段，中部為預緊螺紋段，上端為直線段的三段為一整體的由不銹鋼或耐熱鋼制備而成的管體，位于錐體段與預緊螺紋段之間的外徑小于預緊螺紋段的外徑，在直線段上設有一徑向固定銷孔；下芯?！渫庑问巧隙藶殄F體段，中部為預緊螺紋段，下端的端部帶有凸臺的圓柱形配重段的三段為一整體的由不銹鋼或耐熱鋼圓棒制備而成，位于錐體段與預緊螺紋段之間的外徑小于預緊螺紋段的外徑；預緊內(nèi)模套——該模套為上下一對，為管狀體，其管狀體的內(nèi)腔由錐體段和直線段構(gòu)成，在錐體段與直線段交界處的圓周上均布3～10個直徑為4mm~20mm的圓孔，且在每個圓孔的錐體段內(nèi)壁上刻有寬度小于圓孔直徑的槽，其中有一個圓孔部位的槽為貫穿整個預緊內(nèi)模套內(nèi)壁的通槽，該對模套分別套在上、下芯模的錐體段外；預緊套環(huán)——該套環(huán)為兩個，是一管狀部件，其套環(huán)分別位于上下預緊內(nèi)模套外部；預緊墊片——該墊片為兩個，是一管狀薄片件，分別套在上、下芯模上，頂在上下預緊內(nèi)模套及預緊套環(huán)的一端；預緊螺母——該螺母為兩個，其內(nèi)螺紋與上、下芯模的預緊螺紋段外螺紋相配合，其螺母為六方形或易拆卸形狀；固定銷——該固定銷為斷面帶有一平面的圓柱銷，裝在上芯模的銷孔中。
采用上述技術(shù)方案，進行蠕變張力退火矯直大口徑、薄壁金屬管時，僅需根據(jù)要退火的管材設計制造出一套或多套退火專用模具，然后將本模具裝在要退火矯直的管材上，根據(jù)退火制度及管材性能確定配重張力，退火后卸下模具可繼續(xù)進行下一爐退火試驗。采用本模具可一爐試驗多支管材，且可試驗管材在不同張力下的蠕變情況，本模具可重復使用。
本實用新型具有如下優(yōu)點和積極效果采用本實用新型，使金屬管材退火蠕變張力矯直成為可能，且可根據(jù)具體情況方便地改變張力的大小，使退火后的管材達到較高直線度的要求。
本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟實用、易于拆卸、易于施加張力、操作方便且安全可靠的特點。適用于各種稀有金屬薄壁管張力蠕變矯直退火，特別適合鈦及鈦合金大口徑薄壁管材的立式真空蠕變張力矯直退火的場合。


圖1為下芯模的結(jié)構(gòu)圖；圖2為上芯模的結(jié)構(gòu)圖；圖3為預緊內(nèi)模套結(jié)構(gòu)主視圖；圖4為預緊內(nèi)模套結(jié)構(gòu)測視圖；圖5為預緊套環(huán)的結(jié)構(gòu)圖；圖6為預緊墊片的結(jié)構(gòu)圖；圖7為預緊螺母的結(jié)構(gòu)圖；圖8為固定銷結(jié)構(gòu)的主視圖；圖9為固定銷結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖10為本實用新型的使用裝配原理圖具體實施方式
一種金屬管材矯直模具，其特征在于該模具包括上芯模6該上芯模采用不銹鋼或其它耐熱鋼(視退火溫度確定)制作，由一厚壁管或棒制備而成，其外形是下端為錐體段12、中部為預緊螺紋段13、上端為直線段14三段為一整體制備而成的管體，在直線段上設有一徑向固定銷孔15。
下芯模1該下芯模采用不銹鋼或其它耐熱鋼(視退火溫度確定)制作，由一棒料制備而成，其外形是上端為錐體段11、中部為預緊螺紋段10、下端的端部帶有凸臺的圓柱形配重段9三段為一整體制備而成。
預緊內(nèi)模套5該預緊內(nèi)模套采用不銹鋼或其它耐熱鋼(視退火溫度確定)制作，它是一厚壁管狀體，內(nèi)腔由錐形體段16、直線段18兩部分組成，在錐體段與直線段交界處的圓周上均布3～10個直徑為φ4mm～20mm的圓孔17，且每個圓孔的錐體段刻有寬度小于圓孔直徑的槽，其中有一個圓孔部位的槽為貫穿整個內(nèi)模套的通槽，該模套為上、下一對，分別套在上、下芯模的錐體段外。
預緊套環(huán)4該預緊套環(huán)采用不銹鋼或其它耐熱鋼(視退火溫度確定)制作。它是一管狀部件，內(nèi)徑以能緊緊地套在退火管材上為原則，該套環(huán)為兩個，分別位于上、下預緊內(nèi)模套外部的要退火的管材外。
預緊墊片3該預緊墊片采用不銹鋼或其它耐熱鋼(視管材退火溫度確定)制作，它是一管狀薄片件，其外徑大于預緊套環(huán)外徑，內(nèi)徑大于預緊內(nèi)模套直線段的直徑，該墊片為兩個，分別套在上、下芯模上，頂在預緊內(nèi)模套、預緊套環(huán)的一端。
預緊螺母2該預緊螺母為兩個，采用不銹鋼或其它耐熱鋼(視管材退火溫度而定)制作，它是一帶有與上芯模、下芯模外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，外形可以為四方、六方或其它容易拆卸的形狀，其外形尺寸與預緊墊片相當。
固定銷7該固定銷采用不銹鋼或耐熱鋼制作，它是一斷面帶有一平面的圓柱銷，裝在上芯模的銷孔中。
以下結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的描述。
實施例1選用已經(jīng)過多輥矯直，尺寸精度滿足要求的Φ80×1.0TA2純鈦管材，先將制備好的上芯模6套在預緊內(nèi)模套5內(nèi)，然后將裝配好上芯模6的預緊內(nèi)模套5放入管材8一頭內(nèi)，再將預緊套環(huán)4套在管材的同一頭外表面上，將預緊墊片3套在上芯模6上，然后上預緊螺母2，直到預緊內(nèi)模套緊緊卡住管材8為止，即裝配好了管材的上固定用的預緊模具，見圖10右半部分所示。
下面再開始裝配管材另一頭的模具，具體步驟如下
先將下芯模1套在預緊內(nèi)模套5內(nèi)，然后將裝配好下芯模1的預緊內(nèi)模套5放入管材8另一頭部內(nèi)，將預緊套環(huán)4套在管材同一頭外表面上，將預緊墊片3套在下芯模1上，再將預緊螺母2裝在下芯模1的預緊螺紋上，直到預緊內(nèi)模套1緊緊卡住管材8為止，即裝配好了管材的下配重用預緊模具，見圖10左半部分所示。
將已裝配好所有模具的管材用上芯模固定銷孔上的固定銷7裝配在真空立式熱處理設備的頂部裝配架上，然后按需要在下芯模1的配重段9處配置重物，使其達到張力要求。
如此反復可一爐同時裝配多支管材，且可根據(jù)需要施加不同的張力，然后進行一般常規(guī)的真空熱處理，熱處理完后，卸下蠕變張力退火夾具，即得到了高直線度要求的Φ80×1.0TA2管材。
實施例2選用已經(jīng)過多輥矯直，尺寸精度滿足要求的Φ52×1.0Ti-3A1-2.5V鈦合金管材，先將制備好的上芯模6套在預緊內(nèi)模套5內(nèi)，然后將裝配好上芯模6的預緊內(nèi)模套5放入管材8一頭內(nèi)，再將預緊套環(huán)4套在管材的同一頭外表面上，將預緊墊片3套在上芯模6上，然后上預緊螺母2，直到預緊內(nèi)模套緊緊卡住管材8為止，即裝配好了管材的上固定用的預緊模具，見圖10右半部分所示。
下面再開始裝配管材另一頭的模具，具體步驟如下先將下芯模1套在預緊內(nèi)模套5內(nèi)，然后將裝配好下芯模1的預緊內(nèi)模套5放入管材8另一頭部內(nèi)，將預緊套環(huán)4套在管材同一頭外表面上，將預緊墊片3套在下芯模1上，再將預緊螺母2裝在下芯模1的預緊螺紋上，直到預緊內(nèi)模套1緊緊卡住管材8為止，即裝配好了管材的下配重用預緊模具，見圖10左半部分所示。
將已裝配好所有模具的管材用上芯模固定銷孔上的固定銷7裝配在真空立式熱處理設備的頂部裝配架上，然后按需要在下芯模1的配重段9處配置重物，使其達到張力要求。
如此反復可一爐同時裝配多支管材，且可根據(jù)需要施加不同的張力，然后進行一般常規(guī)的真空熱處理，熱處理完后，卸下蠕變張力退火夾具，即得到了高直線度要求的Φ52×1.0Ti-3A1-2.5V鈦合金管材。
實施例3
選用已經(jīng)過壓型矯直，尺寸精度滿足要求的斷面為138×138、壁厚1.5的Zr-4鋯合金方管材，先將制備好的上芯模6套在預緊內(nèi)模套5內(nèi)，然后將裝配好上芯模6的預緊內(nèi)模套5放入管材8一頭內(nèi)，再將預緊套環(huán)4套在管材的同一頭外表面上，將預緊墊片3套在上芯模6上，然后上預緊螺母2，直到預緊內(nèi)模套緊緊卡住管材8為止，即裝配好了管材的上固定用的預緊模具，見圖10右半部分所示。
下面再開始裝配管材另一頭的模具，具體步驟如下先將下芯模1套在預緊內(nèi)模套5內(nèi)，然后將裝配好下芯模1的預緊內(nèi)模套5放入管材8另一頭部內(nèi)，將預緊套環(huán)4套在管材同一頭外表面上，將預緊墊片3套在下芯模1上，再將預緊螺母2裝在下芯模1的預緊螺紋上，直到預緊內(nèi)模套1緊緊卡住管材8為止，即裝配好了管材的下配重用預緊模具，見圖8左半部分所示。
將已裝配好所有模具的管材用上芯模固定銷孔上的固定銷7裝配在真空立式熱處理設備的頂部裝配架上，然后按需要在下芯模1的配重段9處配置重物，使其達到張力要求。
如此反復可一爐同時裝配多支管材，且可根據(jù)需要施加不同的張力，然后進行一般常規(guī)的真空熱處理，熱處理完后，卸下蠕變張力退火夾具，即得到了高直線度要求的斷面為138×138、壁厚1.5的Zr-4鋯合金方管材。
權(quán)利要求1.一種金屬管材矯直模具，其特征在于該模具包括上芯?！渫庑问窍露藶殄F體段，中部為預緊螺紋段，上端為直線段的三段為一整體的由不銹鋼或耐熱鋼制備而成的管體，位于錐體段與預緊螺紋段之間的外徑小于預緊螺紋段的外徑，在直線段上設有一徑向固定銷孔；下芯?！渫庑问巧隙藶殄F體段，中部為預緊螺紋段，下端的端部帶有凸臺的圓柱形配重段的三段為一整體的由不銹鋼或耐熱鋼圓棒制備而成，位于錐體段與預緊螺紋段之間的外徑小于預緊螺紋段的外徑；預緊內(nèi)模套——該模套為上下一對，為管狀體，其管狀體的內(nèi)腔由錐體段和直線段構(gòu)成，在錐體段與直線段交界處的圓周上均布3～10個直徑為4mm~20mm的圓孔，且在每個圓孔的錐體段內(nèi)壁上刻有寬度小于圓孔直徑的槽，其中有一個圓孔部位的槽為貫穿整個預緊內(nèi)模套內(nèi)壁的通槽，該對模套分別套在上、下芯模的錐體段外；預緊套環(huán)——該套環(huán)為兩個，是一管狀部件，其套環(huán)分別位于上下預緊內(nèi)模套外部；預緊墊片——該墊片為兩個，是一管狀薄片件，分別套在上、下芯模上，頂在上下預緊內(nèi)模套及預緊套環(huán)的一端；預緊螺母——該螺母為兩個，其內(nèi)螺紋與上、下芯模的預緊螺紋段外螺紋相配合，其螺母為六方形或易拆卸形狀；固定銷——該固定銷為斷面帶有一平面的圓柱銷，裝在上芯模的銷孔中。
專利摘要本實用新型涉及一種金屬管材矯直模具，其特征在于該模具包括上芯模、下芯模、分別套在上芯模下芯模的一對預緊內(nèi)模套和兩個預緊套環(huán)、兩個預緊墊片、兩個預緊螺母及裝在上芯模固定銷孔上的固定銷。解決了大口徑薄壁管材張力矯直時夾持困難、易脫模、損傷管材頭部、且不易施加張力等技術(shù)問題。本實用新型具有結(jié)構(gòu)新穎獨特、裝卸容易、張力大小可調(diào)，特別適合用作高直線度要求的大口徑薄壁金屬管材立式蠕變張力矯直，也可用做金屬管材的臥式熱張力矯直。
文檔編號B21D37/10GK2749596SQ20042011524
公開日2006年1月4日 申請日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者楊英麗, 林橋, 趙彬, 曹民安, 趙恒章, 殷京甌, 蘇航標 申請人:西北有色金屬研究院