等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，屬于金屬塑性成形【技術(shù)領(lǐng)域】。首先，對模具、等直徑芯棒、實(shí)心圓柱坯表面進(jìn)行潤滑處理；將等直徑芯棒連接在支撐架后推入模具型腔的彎曲端內(nèi)；調(diào)整等直徑芯棒與模具四周的間隙等距并固定；將實(shí)心圓柱坯加熱后放入模具；通過沖頭對實(shí)心圓柱坯施加軸向擠壓，使其發(fā)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(fā)明金屬實(shí)心圓柱坯在模具與等直徑芯棒內(nèi)外協(xié)同支撐作用下，進(jìn)行擠壓穿孔并彎曲變形，消除了傳統(tǒng)由空心管坯成形成彎管時(shí)易出現(xiàn)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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，屬于金屬塑性成形【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在石化、電力、冶金等工業(yè)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(tǒng)。管道系統(tǒng)由直管、管件和泵閥組成，彎管是一種重要的管件，且數(shù)量較多。
[0003]傳統(tǒng)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(xiàn)減薄，內(nèi)弧位置出現(xiàn)明顯增厚。而在實(shí)際使用過程中，其壁厚較薄的位置反而是流體沖擊較為頻繁的位置，常常最先失效，影響管道系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]目前，現(xiàn)有技術(shù)仍局限在采用直管為坯料，進(jìn)行二次彎曲加工獲得彎管，通過調(diào)整局部變形量、減小摩擦系數(shù)、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(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述缺陷，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(shù)問題，本發(fā)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(shí)心圓柱坯并進(jìn)行潤滑處理；
2)、將等直徑芯棒連接在支撐架上并置入模具的型腔彎曲端內(nèi)；
3)、調(diào)整等直徑芯棒的位置與模具型腔四周等距并固定；
4)、將金屬實(shí)心圓柱坯加熱到變形溫度后置入模具內(nèi)；
5)、通過沖頭推動擠壓金屬實(shí)心圓柱坯使其發(fā)生穿孔及彎曲塑性變形，在等直徑芯棒和模具的內(nèi)外支撐下，成形等壁厚彎管；
6)、移除成形后的等壁厚彎管內(nèi)的等直徑芯棒，并將其兩端切割，獲得最終的等壁厚彎管。
[0007]2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特征在于: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(shí)心圓柱坯表面涂敷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)中沖頭推制速度為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(shí)心圓柱坯為不銹鋼、鋁合金、碳鋼、鎂合金或鈦合金材質(zhì)。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:(I)、本發(fā)明金屬實(shí)心圓柱坯在模具與等直徑芯棒內(nèi)外協(xié)同支撐作用下，進(jìn)行擠壓穿孔并彎曲變形，消除了傳統(tǒng)由空心管坯成形成彎管時(shí)易出現(xiàn)的壁厚不均勻缺陷；(2)、本發(fā)明制造成本低，不需要新的成形設(shè)備，成形后內(nèi)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(fā)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(fā)明中等直徑芯棒安裝在支撐架后置入模具內(nèi)的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖3為本發(fā)明置入模具內(nèi)的實(shí)心圓柱坯與沖頭連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為彎曲擠壓成形后的等壁厚彎管主視圖；
圖5為彎曲擠壓成形后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(shí)心圓柱；K，5-沖頭；圖2中(a)為(b)的A-A首I]視圖，(b)為左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明中的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法作詳細(xì)說明。
[0014]實(shí)施例1
1)、采用直徑為IOOmm的316L不銹鋼實(shí)心圓柱坯4，實(shí)心圓柱坯其軸向長度約為300mm ;采用直徑為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及不銹鋼實(shí)心圓柱坯4表面涂敷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，并置入模具I的型腔彎曲端內(nèi)，如圖2所示；
4)、調(diào)整等直徑芯棒2的位置，使其與模具I四周的間隙等距并固定；
5)、將不銹鋼實(shí)心圓柱坯4加熱至變形溫度1070°C后置入模具I內(nèi)，并進(jìn)行合模；
6)、將模具I與沖頭5連接，通過沖頭5施加軸向擠壓推動實(shí)心圓柱坯4運(yùn)動，推制速度為2mm/s，當(dāng)316L不銹鋼實(shí)心圓柱坯4與等直徑芯棒2接觸時(shí)，沖頭5擠壓實(shí)心圓柱坯4發(fā)生塑性變形，在內(nèi)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(nèi)的等直徑芯棒2，將彎曲成形后的等壁厚彎管的兩端的工藝段進(jìn)行切割，獲得壁厚約為20mm的316L不銹鋼等壁厚彎管。
[0015]實(shí)施例2中采用軸向長度約為240mm、直徑為80mm的5083鋁合金實(shí)心圓柱坯；采用直徑為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(shí)心圓柱坯表面涂敷潤滑油；鋁合金實(shí)心圓柱坯的加熱溫度為400°C ;沖頭推制速度為
1.5mm/s,其他步驟與實(shí)施例1相同。
[0016]實(shí)施例3中采用軸向長度約為320mm、直徑為200mm的TC4鈦合金實(shí)心圓柱坯；采直徑為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(shí)心圓柱還4表面涂敷石墨潤滑劑；鈦合金實(shí)心圓柱還的加熱溫度為900°C;沖頭5推制速度為lmm/s,其他步驟與實(shí)施例1相同。
[0017]本發(fā)明中模具I型腔直徑、等直徑芯棒2直徑根據(jù)所需成形等壁厚彎管外徑、內(nèi)徑進(jìn)行不同選擇。[0018]本發(fā)明實(shí)心圓柱坯也采用碳鋼、鎂合金材料，等直徑芯棒也采用ZG3Cr20Nil4。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特征在于包括以下步驟: 1)、選取模具(I)、等直徑芯棒(2)及金屬實(shí)心圓柱坯(4)并進(jìn)行潤滑處理； 2)、將等直徑芯棒(2)連接在支撐架(3)上并置入模具(I)的型腔彎曲端內(nèi)； 3)、調(diào)整等直徑芯棒(2)的位置與模具(I)型腔四周等距并固定； 4)、將金屬實(shí)心圓柱坯(4)加熱到變形溫度后置入模具內(nèi)； 5)、通過沖頭(5)推動擠壓金屬實(shí)心圓柱坯(4)使其發(fā)生穿孔及彎曲塑性變形，在等直徑芯棒(2)和模具(I)的內(nèi)外支撐下，成形等壁厚彎管； 6)、移除成形后的等壁厚彎管內(nèi)的等直徑芯棒(2)，并將其兩端切割，獲得最終的等壁厚彎管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特征在于: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(shí)心圓柱坯(4)表面涂敷MoS2潤滑齊U、潤滑油或石墨潤滑劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特征在于:所述等直徑芯棒(2)為 ZG0Cr25Ni20、ZGlCrl8Ni9T1、ZG3Cr20Nil4 或 ZGlCr25Ni20Si2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特征在于:所述步驟5)中沖頭(5)推制速度為l-2mm/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的等壁厚彎管的彎曲擠壓成形方法，其特征在于:所述金屬實(shí)心圓柱坯(4)為不銹鋼、鋁合金、碳鋼、鎂合金或鈦合金材質(zhì)。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】陶杰, 郭訓(xùn)忠, 裴文嬌 申請人:南京航空航天大學(xué)