電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具及方法
【專利摘要】電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具及方法，它涉及一種波紋管熱成形模具及方法。本發(fā)明為了解決塑性熱成形工藝中整體式加熱導(dǎo)致熱量損失的技術(shù)問(wèn)題。模具包括氬氣瓶、氣管、軸向加載軸、軸向加載裝置固定板、氣缸、軸向加載套筒、套筒支撐板、工作臺(tái)、定位板、定位螺母、定位螺柱、密封裝置、加電裝置、金屬模具框和陶瓷模具，方法：在溫度為600-900℃、管坯內(nèi)氣壓為0.1-0.5MPa的條件下保持100-250s，合模，在管坯內(nèi)氣壓為2.0-3.0MPa的條件下保持200-400s，斷電，卸氣壓，冷卻，即得鈦合金波紋管。本發(fā)明方法避免了傳統(tǒng)塑性熱成形工藝中整體式加熱消耗在模具上的熱量損失。本發(fā)明屬于波紋管制備領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種波紋管熱成形模具及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]波形膨脹節(jié)具有位移補(bǔ)償、減振降噪和密封的功能，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備和管網(wǎng)進(jìn)行熱補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵部件之一，其中波紋管是組成膨脹節(jié)的基本元件，已在化工、石油、電力、冶金、造船、核能、宇航等各工業(yè)部門得到了廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大尺寸、高參數(shù)膨脹節(jié)在工程上應(yīng)用已屢見(jiàn)不鮮，特別是近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)膨脹節(jié)制造技術(shù)的不斷提高和壓力容器標(biāo)、規(guī)范內(nèi)容發(fā)生了較大的變化。膨脹節(jié)制造已形成產(chǎn)業(yè)，在國(guó)內(nèi)外有專業(yè)制造工廠。
[0003]在各工業(yè)部門管道中使用的波形膨脹節(jié)中通過(guò)的多為含有腐蝕介質(zhì)成份的流體。國(guó)內(nèi)廣泛采用ICrlSNiOTi鋼制造的波形膨脹節(jié)，發(fā)生腐蝕破壞的現(xiàn)象普遍存在。根據(jù)調(diào)研，在煉油、化工、船舶行業(yè)，膨脹節(jié)失效的一個(gè)主要原因是腐蝕穿孔，如大港油田煉油廠，一百多個(gè)膨脹節(jié)每年就需更換將近三分之一，給生產(chǎn)造成了一定的影響。為解決此問(wèn)題，可以采用提高材質(zhì)檔次的方法，如用鈦合金和InCOnel625、InCOlOy800等Ni基合金來(lái)代替不銹鋼。因而，針對(duì)國(guó)情開發(fā)耐溫、耐蝕新材料膨脹節(jié)制造工藝成為了研究的目標(biāo)。
[0004]鈦合金由于其優(yōu)越的力學(xué)性能，一定的形狀記憶功能和耐腐蝕性能，成為一種新型的波紋管制造首選材料。其材料性能如工作溫度、環(huán)應(yīng)力、耐腐蝕性等均適合制造波形膨脹節(jié)。缺點(diǎn)是在室溫下制造工藝性不好，采用傳統(tǒng)方法制造波紋管的難度很大。沉積成形波形膨脹節(jié)只能生產(chǎn)鎳材，液壓成形、滾壓成形和機(jī)械脹形的共同特點(diǎn)是冷加工，采用這些方法制造波紋管設(shè)備復(fù)雜，廢品率高，成本高。正因如此，使鈦合金波形膨脹節(jié)的使用受到極大的限制。到目前為止，所用的波紋管或波形膨脹節(jié)基本上都是用塑性較好的純鈦生產(chǎn)的，如美國(guó)Jefferson實(shí)驗(yàn)室使用的氦容器，在兩端裝有純鈦制波紋管，在高能離子加速器上使用的焊接鈦合金波紋管等。用液壓成形或機(jī)械成形等方法制造鈦合金波紋管，不僅成品率低，成本高，合金品種也受到限制，無(wú)法生產(chǎn)在室溫下塑性較差的鈦合金。
[0005]針對(duì)鈦合金波形膨脹節(jié)傳統(tǒng)生產(chǎn)方法所存在的缺點(diǎn)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)首次開發(fā)了鈦合金波形膨脹節(jié)軸向加載/超塑成形復(fù)合工藝，較好的解決了鈦合金波形膨脹節(jié)的制造難題，但是該工藝生產(chǎn)效率低，單件生產(chǎn)至少需要三至兩天；由于采用多個(gè)波同時(shí)整體成形，模具尺寸大，形狀復(fù)雜，制造成本高，加熱能量損耗大；必須在超塑成形專用設(shè)備上進(jìn)行，設(shè)備非常昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決塑性熱成形工藝中整體式加熱導(dǎo)致熱量損失的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具及方法。
[0007]電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具包括氬氣瓶、氣管、右軸向加載軸、左軸向加載軸、左軸向加載裝置固定板、右軸向加載裝置固定板、左氣缸、右氣缸、左軸向加載套筒、右軸向加載套筒、左套筒支撐板、右套筒支撐板、第一工作臺(tái)、第二工作臺(tái)、第三工作臺(tái)、第四工作臺(tái)、第五工作臺(tái)、第六工作臺(tái)、左定位板、右定位板、第一定位螺母、第二定位螺母、第三定位螺母、第三第四定位螺母、第一定位螺柱、第二定位螺柱、第三定位螺柱、第四定位螺柱、左密封裝置、右密封裝置、左加電裝置、右加電裝置、第一金屬模具框、第二金屬模具框、第三金屬模具框、第一陶瓷模具、第二陶瓷模具和第三陶瓷模具，其特征在于:
[0008]第一陶瓷模具、第二陶瓷模具、第三陶瓷模具分別鑲嵌到第一金屬模具框、第二金屬模具框、第三金屬模具框中，所述金屬模具框、第二金屬模具框、第三金屬模具框內(nèi)具有空腔，左加電裝置臨近于左密封裝置的端口，右加電裝置臨近于右密封裝置的端口，左軸向加載套筒套在左密封裝置的外面，右軸向加載套筒套在右密封裝置的外面，
[0009]左軸向加載套筒一端內(nèi)孔中設(shè)置有左密封裝置，左軸向加載套筒一端的外圓上設(shè)置左定位板，第一定位螺柱和第二定位螺柱分別穿過(guò)左定位板并與左密封裝置的軸線平行，
[0010]左套筒支撐板套在左軸向加載套筒的外圓上，左套筒支撐板的一端與第三工作臺(tái)相連，左軸向加載套筒的另一側(cè)設(shè)有氣管，氣管的一端與氬氣瓶連接，氣管的另一端穿過(guò)左軸向加載套筒、左密封裝置，左軸向加載套筒的另一側(cè)與左軸向加載軸相連，左軸向加載軸通過(guò)左軸向加載裝置固定板固定在第一工作臺(tái)上，左氣缸位于左軸向加載裝置固定板的另一側(cè)，左軸向加載軸、左軸向加載裝置固定板設(shè)有與左氣缸相通的空腔，
[0011]右軸向加載套筒一端內(nèi)孔中設(shè)置有右密封裝置，右軸向加載套筒一端的外圓上設(shè)置右定位板，第三定位螺柱和第四定位螺柱分別穿過(guò)右定位板并與右密封裝置的軸線平行，
[0012]右套筒支撐板套在右軸向加載套筒的外圓上，左套筒支撐板的一端與第六工作臺(tái)相連，右軸向加載套筒的另一側(cè)與右軸向加載軸相連，右軸向加載軸通過(guò)右軸向加載裝置固定板固定在第五工作臺(tái)上，右氣缸位于右軸向加載裝置固定板的另一側(cè)，右軸向加載軸、右軸向加載裝置固定板設(shè)有與右氣缸相通的空腔，
[0013]第一工作臺(tái)、第三工作臺(tái)、第四工作臺(tái)、第五工作臺(tái)和第六工作臺(tái)設(shè)置在第二工作臺(tái)上。
[0014]所述左密封裝置和封裝置包括橡膠圈、緊固環(huán)、銅塞環(huán)、螺母和螺栓，其特征在于螺栓與螺母旋合，緊固環(huán)內(nèi)孔表面設(shè)置兩道橡膠圈，銅塞環(huán)旋合在螺栓的內(nèi)端端部，緊固環(huán)位于銅塞環(huán)和螺母之間。
[0015]電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法如下:
[0016]將第一陶瓷模具、第二陶瓷模具、第三陶瓷模具鑲嵌到第一金屬模具框、第二金屬模具框、第三金屬模具框中，所述金屬模具框、第二金屬模具框、第三金屬模具框具有空腔，空腔的直徑與管坯4直徑相同，所述第一陶瓷模具、第二陶瓷模具、第三陶瓷模具與第一金屬模具框、第二金屬模具框、第三金屬模具框接觸的表面上經(jīng)過(guò)打磨處理后涂上氮化硼，管坯4穿過(guò)第一陶瓷模具、第二陶瓷模具、第三陶瓷模具的空腔，管坯4的兩端用左密封裝置、右密封裝置連接并密封，管坯4兩端端口的外壁分別與左加電裝置、右加電裝置連接，左軸向加載套筒套在左密封裝置的外面，右軸向加載套筒套在右密封裝置的外面，
[0017]開啟脈沖直流電源，在電流為500-3000A的條件下通過(guò)左加電裝置、右加電裝置對(duì)管坯加熱，管坯的溫度達(dá)到600-900°C，采用氣泵將氬氣瓶?jī)?nèi)的氬氣通過(guò)氣管進(jìn)入管坯內(nèi)部，至管坯內(nèi)氣壓為0.1-0.5MPa，在管坯內(nèi)氣壓為0.1-0.5MPa的條件下保持100_250s，左氣缸和右氣缸內(nèi)的活塞分別從兩端向中間推擠左密封裝置和右密封裝置，與此同時(shí)，第一定位螺柱、第二定位螺柱、第三定位螺柱、第四定位螺柱運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一金屬模具框和第一陶瓷模具、第三金屬模具框和第三陶瓷模具運(yùn)動(dòng)，與第二金屬模具框和第二陶瓷模具接觸，完成合模；
[0018]然后再向管還內(nèi)部充入IS氣至管還內(nèi)氣壓為2.0-3.0MPa,在管還內(nèi)氣壓為
2.0-3.0MPa的條件下保持200_400s，管坯的管壁向外膨脹填充由第一陶瓷模具、第二陶瓷模具和第三陶瓷模具形成的環(huán)腔，斷電，卸氣壓，冷卻，即得鈦合金波紋管。
[0019]本發(fā)明方法可以高效率、低成本的成形鈦合金波紋管零件。同時(shí)，由于是利用電流流經(jīng)管坯所產(chǎn)生的焦耳電阻熱直接對(duì)坯料本身進(jìn)行加熱，并使其溫度保持在熱成形溫度范圍內(nèi)，然后通過(guò)加壓裝置對(duì)管坯施加一定的壓力，使其在模具中發(fā)生塑性變形。所以不僅避免了傳統(tǒng)塑性熱成形工藝中整體式加熱消耗在模具等其它部件上的熱量損失，而且使得加熱過(guò)程非常迅速、坯料內(nèi)部溫度分布非常均勻，極大地提高了能量的利用率與加熱的效率。在成形時(shí)施加的大電流還能夠產(chǎn)生“電塑性”，提高材料的塑性變形能力。此外，由于管坯到溫后可以立即進(jìn)行成形，溫度均勻，有利于坯料的塑性變形，改善產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是左密封裝置12-1和右密封裝置12-2的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0022]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具包括IS氣瓶1、氣管2、右軸向加載軸3-2、左軸向加載軸3-1、左軸向加載裝置固定板4-1、右軸向加載裝置固定板4-2、左氣缸5-1、右氣缸5-2、左軸向加載套筒6-1、右軸向加載套筒6-2、左套筒支撐板7-1、右套筒支撐板7-2、第一工作臺(tái)8-1、第二工作臺(tái)8-2、第三工作臺(tái)8_3、第四工作臺(tái)
8-4、第五工作臺(tái)8-5、第六工作臺(tái)8-6、左定位板9-1、右定位板9_2、第一定位螺母10_1、第二定位螺母10-2、第三定位螺母10-3、第三第四定位螺母10-4、第一定位螺柱11-1、第二定位螺柱11-2、第三定位螺柱11-3、第四定位螺柱11-4、左密封裝置12-1、右密封裝置12_2、左加電裝置13-1、右加電裝置13-2、第一金屬模具框15-1、第二金屬模具框15-2、第三金屬模具框15-3、第一陶瓷模具16-1、第二陶瓷模具16-2和第三陶瓷模具16_3，其特征在于:
[0023]第一陶瓷模具16-1、第二陶瓷模具16-2、第三陶瓷模具16_3分別鑲嵌到第一金屬模具框15-1、第二金屬模具框15-2、第三金屬模具框15-3中，所述金屬模具框15_1、第二金屬模具框15-2、第三金屬模具框15-3內(nèi)具有空腔，左加電裝置13-1臨近于左密封裝置12-1的端口，右加電裝置13-2臨近于右密封裝置12-2的端口，左軸向加載套筒6_1套在左密封裝置12-1的外面，右軸向加載套筒6-2套在右密封裝置12-2的外面，
[0024]左軸向加載套筒6-1 —端內(nèi)孔中設(shè)置有左密封裝置12-1，左軸向加載套筒6-1 —端的外圓上設(shè)置左定位板9-1，第一定位螺柱11-1和第二定位螺柱11-2分別穿過(guò)左定位板9-1并與左密封裝置12-1的軸線平行，
[0025]左套筒支撐板7-1套在左軸向加載套筒6-1的外圓上，左套筒支撐板7-1的一端與第三工作臺(tái)8-3相連，左軸向加載套筒6-1的另一側(cè)設(shè)有氣管2，氣管2的一端與氬氣瓶I連接，氣管2的另一端穿過(guò)左軸向加載套筒6-1、左密封裝置12-1，左軸向加載套筒6-1的另一側(cè)與左軸向加載軸3-1相連，左軸向加載軸3-1通過(guò)左軸向加載裝置固定板4-1固定在第一工作臺(tái)8-1上，左氣缸5-1位于左軸向加載裝置固定板4-1的另一側(cè)，左軸向加載軸3-1、左軸向加載裝置固定板4-1設(shè)有與左氣缸5-1相通的空腔，
[0026]右軸向加載套筒6-2 —端內(nèi)孔中設(shè)置有右密封裝置12-2，右軸向加載套筒6-2 —端的外圓上設(shè)置右定位板9-2，第三定位螺柱11-3和第四定位螺柱11-4分別穿過(guò)右定位板
9-2并與右密封裝置12-2的軸線平行，
[0027]右套筒支撐板7-2套在右軸向加載套筒6-2的外圓上，左套筒支撐板7_1的一端與第六工作臺(tái)8-6相連，右軸向加載套筒6-2的另一側(cè)與右軸向加載軸3-2相連，右軸向加載軸3-2通過(guò)右軸向加載裝置固定板4-2固定在第五工作臺(tái)8-5上,右氣缸5-2位于右軸向加載裝置固定板4-2的另一側(cè)，右軸向加載軸3-2、右軸向加載裝置固定板4-2設(shè)有與右氣缸5-2相通的空腔，
[0028]第一工作臺(tái)8-1、第三工作臺(tái)8-3、第四工作臺(tái)8-4、第五工作臺(tái)8_5和第六工作臺(tái)8-6設(shè)置在第二工作臺(tái)8-2上。
[0029]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是所述左密封裝置12-1和封裝置12-2包括橡膠圈17、緊固環(huán)18、銅塞環(huán)19、螺母20和螺栓21，其特征在于螺栓21與螺母20旋合，緊固環(huán)18內(nèi)孔表面設(shè)置兩道橡膠圈17，銅塞環(huán)19旋合在螺栓21的內(nèi)端端部，緊固環(huán)18位于銅塞環(huán)19和螺母20之間。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法如下:
[0031]將第一陶瓷模具16-1、第二陶瓷模具16-2、第三陶瓷模具16_3鑲嵌到第一金屬模具框15-1、第二金屬模具框15-2、第三金屬模具框15-3中,所述金屬模具框15_1、第二金屬模具框15-2、第三金屬模具框15-3具有空腔,空腔的直徑與管還14直徑相同,所述第一陶瓷模具16-1、第二陶瓷模具16-2、第三陶瓷模具16-3與第一金屬模具框15_1、第二金屬模具框15-2、第三金屬模具框15-3接觸的表面上經(jīng)過(guò)打磨處理后涂上氮化硼，管坯14穿過(guò)第一陶瓷模具16-1、第二陶瓷模具16-2、第三陶瓷模具16-3的空腔，管坯14的兩端用左密封裝置12-1、右密封裝置12-2連接并密封，管坯14兩端端口的外壁分別與左加電裝置13-1、右加電裝置13-2連接，左軸向加載套筒6-1套在左密封裝置12-1的外面，右軸向加載套筒6-2套在右密封裝置12-2的外面，
[0032]開啟脈沖直流電源，在電流為500-3000A的條件下通過(guò)左加電裝置13_1、右加電裝置13-2對(duì)管坯14加熱，管坯14的溫度達(dá)到600-900°C，采用氣泵將氬氣瓶I內(nèi)的氬氣通過(guò)氣管2進(jìn)入管坯14內(nèi)部，至管坯14內(nèi)氣壓為0.1-0.5MPa，在管坯14內(nèi)氣壓為
0.1-0.5MPa的條件下保持100-250S，左氣缸5_1和右氣缸5_2內(nèi)的活塞分別從兩端向中間推擠左密封裝置12-1和右密封裝置12-2，與此同時(shí)，第一定位螺柱11-1、第二定位螺柱11-2、第三定位螺柱11-3、第四定位螺柱11-4運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一金屬模具框15-1和第一陶瓷模具16-1、第三金屬模具框15-3和第三陶瓷模具16-3運(yùn)動(dòng)，與第二金屬模具框15_2和第二陶瓷模具16-2接觸，完成合模；[0033]然后再向管坯14內(nèi)部充入氬氣至管坯14內(nèi)氣壓為2.0-3.0MPa，在管坯14內(nèi)氣壓為2.0-3.0MPa的條件下保持200_400s，管坯14的管壁向外膨脹填充由第一陶瓷模具16-1、第二陶瓷模具16-2和第三陶瓷模具16-3形成的環(huán)腔，斷電，卸氣壓，冷卻，即得鈦合
金波紋管。
[0034]第一陶瓷模具16-1、第二陶瓷模具16-2和第三陶瓷模具16_3與右軸向加載軸3-2、左軸向加載軸3-1、氣源及氣壓控制系統(tǒng)保持絕緣，絕緣通過(guò)耐高溫的云母片、陶瓷、石棉橡膠板實(shí)現(xiàn)，絕緣設(shè)計(jì)使模具不會(huì)分流流經(jīng)待成形坯料的電流，減少能量損失。
[0035]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三不同的是在電流為600-2900A的條件下通過(guò)左加電裝置13-1、右加電裝置13-2對(duì)管坯14加熱。其它與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三或四不同的是在電流為800-2000A的條件下通過(guò)左加電裝置13-1、右加電裝置13_2對(duì)管坯14加熱。其它與【具體實(shí)施方式】三或四相同。
[0037]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三至五之一不同的是在電流為1000A的條件下通過(guò)左加電裝置13-1、右加電裝置13-2對(duì)管坯14加熱。其它與具體實(shí)施
方式三至五之一相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三至六之一不同的是管坯14的溫度達(dá)到700°C，采用氣泵將氬氣瓶I內(nèi)的氬氣通過(guò)氣管2進(jìn)入管坯14內(nèi)部。其它與【具體實(shí)施方式】三至六之一相同。
[0039]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三至七之一不同的是采用氣泵將氬氣瓶I內(nèi)的氬氣通過(guò)氣管2進(jìn)入管坯14內(nèi)部，至管坯14內(nèi)氣壓為0.2-0.4MPa，在管坯14內(nèi)氣壓為0.2-0.4MPa的條件下保持120_230s。其它與【具體實(shí)施方式】三至七之一相同。
[0040]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三至八之一不同的是采用氣泵將氬氣瓶I內(nèi)的氬氣通過(guò)氣管2進(jìn)入管坯14內(nèi)部，至管坯14內(nèi)氣壓為0.3MPa，在管坯14內(nèi)氣壓為0.3MPa的條件下保持200s。其它與【具體實(shí)施方式】三至八之一相同。
[0041]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三至九之一不同的是然后再向管坯14內(nèi)部充入氬氣至管坯14內(nèi)氣壓為2.5MPa，在管坯14內(nèi)氣壓為2.5MPa的條件下保持300s。其它與【具體實(shí)施方式】三至九之一相同。
【權(quán)利要求】
1.電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具，其特征在于電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具包括氬氣瓶(I)、氣管(2)、右軸向加載軸(3-2)、左軸向加載軸(3-1)、左軸向加載裝置固定板(4-1)、右軸向加載裝置固定板(4-2)、左氣缸(5-1)、右氣缸(5-2)、左軸向加載套筒(6-1)、右軸向加載套筒(6-2)、左套筒支撐板(7-1)、右套筒支撐板(7-2)、第一工作臺(tái)(8-1)、第二工作臺(tái)(8-2)、第三工作臺(tái)(8-3)、第四工作臺(tái)(8-4)、第五工作臺(tái)(8-5)、第六工作臺(tái)(8-6)、左定位板(9-1)、右定位板(9-2)、第一定位螺母(10-1)、第二定位螺母(10-2)、第三定位螺母(10-3)、第三第四定位螺母(10-4)、第一定位螺柱(11-1)、第二定位螺柱(11-2)、第三定位螺柱(11-3)、第四定位螺柱(11-4)、左密封裝置(12-1)、右密封裝置(12-2)、左加電裝置(13-1)、右加電裝置(13-2)、第一金屬模具框(15_1 )、第二金屬模具框(15-2)、第三金屬模具框(15-3)、第一陶瓷模具(16-1)、第二陶瓷模具(16-2)和第三陶瓷模具(16-3)，其特征在于: 第一陶瓷模具(16-1)、第二陶瓷模具(16-2)、第三陶瓷模具(16-3)分別鑲嵌到第一金屬模具框(15-1)、第二金屬模具框(15-2)、第三金屬模具框(15-3)中，所述第一金屬模具框(15-1)、第二金屬模具框(15-2)、第三金屬模具框(15-3)內(nèi)具有空腔，左加電裝置(13-1)臨近于左密封裝置(12-1)的端口，右加電裝置(13-2)臨近于右密封裝置(12-2)的端口，左軸向加載套筒(6-1)套在左密封裝置(12-1)的外面，右軸向加載套筒(6-2)套在右密封裝置(12-2)的外面，左軸向加載套筒(6-1) —端內(nèi)孔中設(shè)置有左密封裝置(12-1)，左軸向加載套筒(6-1) —端的外圓上設(shè)置左定位板(9-1)，第一定位螺柱(11-1)和第二定位螺柱(11-2)分別穿過(guò) 左定位板(9-1)并與左密封裝置(12-1)的軸線平行，左套筒支撐板(7-1)套在左軸向加載套筒(6-1)的外圓上，左套筒支撐板(7-1)的一端與第三工作臺(tái)(8-3)相連，左軸向加載套筒(6-1)的另一側(cè)設(shè)有氣管(2)，氣管(2)的一端與氬氣瓶(I)連接，氣管(2)的另一端穿過(guò)左軸向加載套筒(6-1)、左密封裝置(12-1)，左軸向加載套筒(6-1)的另一側(cè)與左軸向加載軸(3-1)相連，左軸向加載軸(3-1)通過(guò)左軸向加載裝置固定板(4-1)固定在第一工作臺(tái)(8-1)上，左氣缸(5-1)位于左軸向加載裝置固定板(4-1)的另一側(cè)，左軸向加載軸(3-1)、左軸向加載裝置固定板(4-1)設(shè)有與左氣缸(5-1)相通的空腔，右軸向加載套筒(6-2) —端內(nèi)孔中設(shè)置有右密封裝置(12-2)，右軸向加載套筒(6-2) —端的外圓上設(shè)置右定位板(9-2)，第三定位螺柱(11-3)和第四定位螺柱(11-4)分別穿過(guò)右定位板(9-2)并與右密封裝置(12-2)的軸線平行，右套筒支撐板(7-2)套在右軸向加載套筒(6-2)的外圓上，左套筒支撐板(7-1)的一端與第六工作臺(tái)(8-6)相連，右軸向加載套筒(6-2)的另一側(cè)與右軸向加載軸(3-2)相連，右軸向加載軸(3-2)通過(guò)右軸向加載裝置固定板(4-2 )固定在第五工作臺(tái)(8-5 )上，右氣缸(5-2 )位于右軸向加載裝置固定板(4-2 )的另一側(cè)，右軸向加載軸(3-2)、右軸向加載裝置固定板(4-2)設(shè)有與右氣缸(5-2)相通的空腔，第一工作臺(tái)(8-1)、第三工作臺(tái)(8-3)、第四工作臺(tái)(8-4)、第五工作臺(tái)(8-5)和第六工作臺(tái)(8-6)設(shè)置在第二工作臺(tái)(8-2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電流輔助鈦合金波紋管熱成形模具，其特征在于所述左密封裝置(12-1)和右密封裝置(12-2)包括橡膠圈(17)、緊固環(huán)(18)、銅塞環(huán)(19)、螺母(20)和螺栓(21)，其特征在于螺栓(21)與螺母(20)旋合，緊固環(huán)(18)內(nèi)孔表面設(shè)置兩道橡膠圈(17)，銅塞環(huán)(19)旋合在螺栓(21)的內(nèi)端端部，緊固環(huán)(18)位于銅塞環(huán)(19)和螺母(20)之間。
3.電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法，其特征在于電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法如下: 將第一陶瓷模具(16-1)、第二陶瓷模具(16-2)、第三陶瓷模具(16-3)鑲嵌到第一金屬模具框(15-1)、第二金屬模具框(15-2)、第三金屬模具框(15-3)中，所述第一金屬模具框(15-1)、第二金屬模具框(15-2)、第三金屬模具框(15-3)具有空腔,空腔的直徑與管還(14)直徑相同，所述第一陶瓷模具(16-1)、第二陶瓷模具(16-2)、第三陶瓷模具(16-3)與金屬模具框15-1、第二金屬模具框(15-2)、第三金屬模具框(15-3)接觸的表面上經(jīng)過(guò)打磨處理后涂上氮化硼，管坯(14)穿過(guò)第一陶瓷模具(16-1 )、第二陶瓷模具(16-2)、第三陶瓷模具(16-3)的空腔，管坯(14)的兩端用左密封裝置(12-1)、右密封裝置(12-2)連接并密封，管坯(14)兩端端口的外壁分別與左加電裝置(13-1 )、右加電裝置(13-2)連接，左軸向加載套筒(6-1)套在左密封裝置(12-1)的外面，右軸向加載套筒(6-2)套在右密封裝置(12-2)的外面，開啟脈沖直流電源，在電流為500-3000A的條件下通過(guò)左加電裝置(13_1 )、右加電裝置(13-2)對(duì)管坯(14)加熱，管坯(14)的溫度達(dá)到600-900°C，采用氣泵將氬氣瓶(I)內(nèi)的氬氣通過(guò)氣管(2)進(jìn)入管坯(14)內(nèi)部，至管坯(14)內(nèi)氣壓為0.1-0.5MPa，在管坯(14)內(nèi)氣壓為0.1-0.5MPa的條件下保持100_250s，左氣缸(5-1)和右氣缸(5-2)內(nèi)的活塞分別從兩端向中間推擠左密封裝置(12-1)和右密封裝置(12-2)，與此同時(shí)，第一定位螺柱(11-1)、第二定位螺柱(11-2)、第三定位螺柱(11-3)、第四定位螺柱(11-4)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一金屬模具框(15-1)和第一陶瓷模具(16-1)、第三金屬模具框(15-3)和第三陶瓷模具(16-3)運(yùn)動(dòng)，與第二金屬模具框(15-2)和第二陶瓷模具(16-2)接觸，完成合模；然后再向管坯(14)內(nèi)部充入氬氣至管坯(14)內(nèi)氣壓為2.0-3.0MPa，在管坯(14)內(nèi)氣壓為2.0-3.0MPa的條件下保持200-400S，管坯(14)的管壁向外膨脹填充由第一陶瓷模具(16-1)、第二陶瓷模具(16-2)和第三陶瓷模具(16-3)形成的環(huán)腔，斷電，卸氣壓，冷卻，SP得鈦合金波紋管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電 流輔助鈦合金波紋管熱成形方法，其特征在于在電流為600-2900A的條件下通過(guò)左加電裝置(13-1 )、右加電裝置(13-2)對(duì)管坯(14)加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法，其特征在于在電流為800-2000A的條件下通過(guò)左加電裝置(13-1 )、右加電裝置(13-2)對(duì)管坯(14)加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法，其特征在于在電流為1000A的條件下通過(guò)左加電裝置(13-1 )、右加電裝置(13-2)對(duì)管坯(14)加熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法，其特征在于管坯(14)的溫度達(dá)到700°C，采用氣泵將氬氣瓶(I)內(nèi)的氬氣通過(guò)氣管(2)進(jìn)入管坯(14)內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法，其特征在于采用氣泵將氬氣瓶(I)內(nèi)的氬氣通過(guò)氣管(2)進(jìn)入管坯(14)內(nèi)部，至管坯(14)內(nèi)氣壓為0.2-0.4MPa，在管坯(14)內(nèi)氣壓為0.2-0.4MPa的條件下保持120_230s。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法，其特征在于采用氣泵將氬氣瓶(I)內(nèi)的氬氣通過(guò)氣管(2)進(jìn)入管坯(14)內(nèi)部，至管坯(14)內(nèi)氣壓為0.3MPa，在管坯(14)內(nèi)氣壓為0.3MPa的條件下保持200s。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述電流輔助鈦合金波紋管熱成形方法，其特征在于然后再向管坯(14)內(nèi)部充入氬氣至管坯(14)內(nèi)氣壓為2.5MPa，在管坯(14)內(nèi)氣壓為2.5MPa的條件下保持 300s。
【文檔編號(hào)】B21D26/047GK103521588SQ201310516103
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】王國(guó)峰, 劉淑芬, 孫超, 曹鳳超, 李優(yōu), 吳雪松 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)