本發(fā)明屬于熱壓成形技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超大尺寸雙相不銹鋼三通整體成形方法。

背景技術(shù)：

雙相不銹鋼同時包含有鐵素體和奧氏體兩相組織，使其同時具有鐵素體鋼和奧氏體鋼的特性。其具有的優(yōu)良特性主要包括：1)優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕性能和高的耐酸腐蝕性能；2)特別良好的耐孔蝕性能和耐縫隙腐蝕性能；3)良好的耐疲勞腐蝕和磨損腐蝕性能；4)良好的綜合力學(xué)性能；5)良好的可焊性能等。超大尺寸三通管是工程管路系統(tǒng)的重要組成部分，在現(xiàn)代管件生產(chǎn)的份額中占有很大的比例，其不僅可以改變管路中介質(zhì)流動的方向，而且可以提高管路柔順性，緩解管件振動和約束力，補(bǔ)償熱膨脹所帶來的負(fù)效應(yīng)，從而對提高整個管路系統(tǒng)的穩(wěn)定性起著重要的作用。

現(xiàn)有的超大尺寸三通制造方法主要包括單純熱壓法及成形成t形三通后再對夾角實施調(diào)整的方法。中國專利cn102139438b公開了一種三通管熱壓成形法，其采用對焊接成形的管坯進(jìn)行直接熱壓的成形方法。采用這種方法成形三通管時，通常會存在支管高度較低的缺陷。中國專利cn100445627c公開了一種y形熱壓三通的成形方法，該方法采用先將管坯熱壓制成t形三通，再對加熱后的t形三通主管與支管之間的夾角進(jìn)行調(diào)整的方法制得了y形三通。該方法容易導(dǎo)致三通主管與支管過渡處的材料嚴(yán)重變形，并且造成截面畸變，進(jìn)而導(dǎo)致整體壁厚分布不均。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題在于克服上述的缺陷，提供一種壁厚均勻，主管與支管連接處過渡圓滑的超大尺寸雙相不銹鋼三通的成形方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種超大尺寸雙相不銹鋼三通整體成形方法，包括以下步驟：

1)、將坯料壓扁，坯料截面呈橢圓形，增大壓扁后的坯料感應(yīng)加熱面積，以利于更多的材料參與變形；

2)、熱壓成形之前向坯料(1)的內(nèi)部填充準(zhǔn)流態(tài)耐高溫陶瓷介質(zhì)(4)；

3)、熱壓成形時上模(1)沿徑向?qū)ε髁线M(jìn)行壓制；同時，軸向補(bǔ)料推桿(5)沿軸向推動材料向支管流動；成形過程中，軸向補(bǔ)料和徑向壓制同時進(jìn)行；

4)、熱壓成形后拔制過程分多個道次完成，每次所用拔制工具的拔制芯的外徑逐漸減小。

所述的成形方法，所述步驟1)中坯料加熱的面積占坯料總面積的3/4。

所述的成形方法，所述步驟1)中感應(yīng)加熱溫度范圍為1000℃-1200℃。

所述的成形方法，所述步驟3)中控制上模徑向壓制的速度在8mm/s-20mm/s的區(qū)間內(nèi)，軸向補(bǔ)料速度在10mm/s-20mm/s的區(qū)間內(nèi)，以實現(xiàn)材料整體向支管方向流動。

所述的成形方法，所述步驟4)中所用的拔制工具包括可拆卸拉桿以及拔制芯，可拆卸拉桿與拔制芯之間采用螺紋連接，所述拔制芯為半圓球形。

所述的成形方法，所述步驟4)中三道次拔制過程中所用拔制芯的外徑尺寸分別為0.75～0.8d，0.8～0.95d，d。

所述的成形方法，所述步驟3)，措施4)中在徑向補(bǔ)料，軸向補(bǔ)料，多道次拉拔過程中，調(diào)節(jié)管坯變形量及應(yīng)變速率，實現(xiàn)奧氏體向高溫鐵素體的轉(zhuǎn)變誘導(dǎo)，成形后三通管中高溫鐵素體的含量不低于75％，支管高度不低于0.6倍的主管直徑。

所述的成形方法，具體包括以下步驟：

第一步、根據(jù)所要成形的三通管的尺寸確定坯料(1)的尺寸，其中坯料直徑為1.5～2倍的三通管主管直徑d，坯料長度為1.5～1.75倍的三通管主管長度；

第二步、將坯料壓扁，截面為近似橢圓形，截面橢圓短軸長度為三通管主管直徑d；

第三步、對壓扁后的坯料成形部位進(jìn)行感應(yīng)加熱(加熱溫度1100℃)，坯料加熱面分布在截面橢圓短軸的兩側(cè)，左側(cè)全部加熱，右側(cè)僅加熱與左側(cè)相連接的一部分，總的加熱面積占三通管總面積的3/4；

第四步、將感應(yīng)加熱后的坯料(3)放置在下模(2)上，其中，橢圓形的長軸垂直于下模，短軸水平，感應(yīng)加熱區(qū)域朝向下模放置以便于材料向下模上的支管流動；

第五步、閉合上模(1)，使其與坯料上表面恰好接觸；

第六步、向坯料(1)的內(nèi)部填充準(zhǔn)流態(tài)耐高溫陶瓷介質(zhì)(4)；

第七步、使密封裝置(6)緩慢向坯料運(yùn)動，同時持續(xù)向坯料內(nèi)部填充準(zhǔn)流態(tài)耐高溫陶瓷介質(zhì)直至密封裝置(6)將充滿耐高溫陶瓷介質(zhì)的坯料完全密閉；該步中密封裝置包括坯料左右兩個方向的密封擋板，將裝滿耐高溫陶瓷介質(zhì)的坯料密封于上模(1)及下模(2)之間；

第八步、啟動液壓設(shè)備，帶動上模(1)沿長軸方向?qū)ε髁线M(jìn)行壓制；同時，啟動軸向補(bǔ)料推桿(5)，使其沿軸向推動坯料向支管流動；成形過程中，軸向補(bǔ)料和徑向壓制同時進(jìn)行；

第九步、鼓包過程完成后，卸去上下模，取出鼓包后的管坯；

第十步、在管坯的鼓包位置切一小口，使拉拔工具的可拆卸拉桿穿過該小口，并與放置于管坯內(nèi)部的拉拔工具的拔制芯通過螺紋相連；

第十一步、拔制過程分三道次完成，每次所用拔制芯的外徑依次增大；

第十二步、對拔制后的三通管進(jìn)行切邊，表面清理操作，完成成形過程。

所述的成形方法，所述第八步中，徑向壓制速度為16mm/s，軸向補(bǔ)料速度為15mm/s。

所述的成形方法，所述第十一步中，每次所用拔制芯的外徑分別為0.8d，0.95d，d。

有益效果：

1、本發(fā)明在超大尺寸三通管的成形過程中首次綜合采用了：①徑向補(bǔ)料與軸向補(bǔ)料同步進(jìn)行；②管坯局部加熱區(qū)域超過管坯總表面積的1/2；③管材內(nèi)部施加內(nèi)壓的措施，實現(xiàn)了材料整體向支管方向流動，提高了主管及支管的壁厚均勻性。

2、本發(fā)明中設(shè)計了變拔制芯直徑的多道次拉拔工具，提高了成形后支管的高度。

3、本發(fā)明中在徑向補(bǔ)料、軸向補(bǔ)料以及局部拉拔過程中，調(diào)節(jié)變形量及應(yīng)變速率，實現(xiàn)鐵素體和奧氏體相變的雙向轉(zhuǎn)化誘導(dǎo)，通過誘導(dǎo)相變實現(xiàn)整體塑性的提高，實現(xiàn)鐵素體和奧氏體的高溫協(xié)同變形。

附圖說明

圖1、三通管熱壓成形裝備示意圖；

圖2、坯料壓扁示意圖；

圖3、鼓包拉拔示意圖；

圖中，1-上模、2-下模、3-壓扁后的管坯、4-準(zhǔn)流態(tài)耐高溫陶瓷介質(zhì)、5-徑向補(bǔ)料推桿、6-密封裝置、7-可拆卸拉桿、8-拔制芯；

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種超大尺寸(三通主管公稱直徑≥dn700)雙相不銹鋼三通整體成形方法，包括以下步驟：

第一步、根據(jù)所要成形的三通管的尺寸確定坯料(1)的尺寸，其中坯料直徑為1.5～2倍的三通管主管直徑d(外徑)，坯料長度為1.5～1.75倍的三通管主管長度；

第二步、將坯料壓扁，截面為近似橢圓形，截面橢圓短軸長度為三通管主管直徑d；

第三步、對壓扁后的坯料成形部位進(jìn)行感應(yīng)加熱，坯料加熱面分布在截面橢圓短軸的兩側(cè)，左側(cè)全部加熱，右側(cè)僅加熱與左側(cè)相連接的一部分，總的加熱面積占三通管總面積的3/4，感應(yīng)加熱溫度為1100℃；

第四步、將感應(yīng)加熱后的坯料(3)放置在下模(2)上，其中，橢圓形的長軸垂直于下模，短軸水平，感應(yīng)加熱區(qū)域朝向下模放置以便于材料向下模上的支管流動；

第五步、閉合上模(1)，使其與坯料上表面恰好接觸；

第六步、向坯料(1)的內(nèi)部填充準(zhǔn)流態(tài)耐高溫陶瓷介質(zhì)(4)；

第七步、使密封裝置(6)緩慢向坯料運(yùn)動，同時持續(xù)向坯料內(nèi)部填充準(zhǔn)流態(tài)耐高溫陶瓷介質(zhì)直至密封裝置(6)將充滿耐高溫陶瓷介質(zhì)的坯料完全密閉。該步中密封裝置包括坯料左右兩個方向的密封擋板，將裝滿耐高溫陶瓷介質(zhì)的坯料密封于上模(1)及下模(2)之間；

第八步、啟動液壓設(shè)備，帶動上模(1)沿長軸方向?qū)ε髁线M(jìn)行壓制。同時，啟動軸向補(bǔ)料推桿(5)，使其沿軸向推動坯料向支管流動。成形過程中，軸向補(bǔ)料和徑向壓制同時進(jìn)行，徑向壓制速度為16mm/s，軸向補(bǔ)料速度為15mm/s；

第九步、鼓包過程完成后，卸去上下模，取出鼓包后的管坯；

第十步、在管坯的鼓包位置切一小口，使拉拔工具的可拆卸拉桿穿過該小口，并與放置于管坯內(nèi)部的拉拔工具的拔制芯通過螺紋相連；

第十一步、拔制過程分三道次完成，每次所用拔制芯的外徑分別為0.8d，0.95d，d。

第十二步、對拔制后的三通管進(jìn)行切邊，表面清理操作，完成成形過程。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。