本發(fā)明涉及波紋管的技術領域,特別涉及一種鈦合金波紋管的熱成形方法。
背景技術:
鈦合金波紋管通常應用在工作環(huán)境惡劣或者性能要求較高的工作場合。鈦合金屬于難變形金屬,冷成形能力較差,通常采用熱成形工藝進行加工。液壓成形和機械成形屬于冷成形工藝,不適合制造鈦合金波紋管;對于焊接成形,雖然可以通過精密焊接技術制造出鈦波紋管,但是焊接波紋管不耐壓,且制造成本高;而超塑成形工藝加熱速度慢,能量損耗大,波紋管的生產效率低?,F有的成形技術不能實現鈦合金波紋管的快速、高效率制造。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的是提供一種鈦合金波紋管的熱成形方法,解決上述現有技術問題中的一個或者多個。
本發(fā)明提供的一種鈦合金波紋管的熱成形方法,包括以下步驟:
a1、將鈦合金管材安裝在成形的兩塊支撐板之間,套上套筒,控制套筒左右兩端的伸出量,使得伸出量為成形所需要的補料長度,將施加內部脹形氣壓的接口接入到管材上;
a2、將陶瓷模具安裝在管材的中心部位,之后安裝上保護陶瓷模具的金屬夾板,通過頂部蓋板和成形模具上的絲桿固定陶瓷模具的位置,使其不能隨意的軸向滑動;
a3、在密封圈和陶瓷模具之間的位置安裝上通電電極,然后對電極施加一定安培的電流,管材的升溫過程中,當溫度加到400℃時,通過通氣施加一定的內壓力,使得波紋處形成初始波紋;
a4、在初始波紋形成以后,加大氣缸沖頭的氣壓,對管材施加軸向壓力,同時對鈦合金管材的型腔補料,得到所述的鈦合金波紋管。
在一些實施方式中,鈦合金波紋管的波高為15mm,波距為26mm。該尺寸的鈦合金波紋管彈性好,補償位移效果好。
在一些實施方式中,初始波紋的波高為2-4mm。初始波紋高度過小會導致模具相對于管材造成滑移動,過大會導致脹形脹破的缺陷。
在一些實施方式中,氣壓脹形使用惰性氣體。惰性氣體能防止鈦合金波紋管被氧化。
在一些實施方式中,一定電流為3500-4000a。通入該電流,能使得加熱的溫度穩(wěn)定在700-800℃。
在一些實施方式中,一定的內壓力為0.2-0.4mpa。脹初波階段的氣壓過大會出現脹破缺陷,因此選擇合適的內壓力進行脹形。
在一些實施方式中,鈦合金管材的材料按重量百分比包括:5.5%-6.8%的al、3.5-4.5%的v、≤0.03%的fe、≤0.10%的c、≤0.20%的o、≤0.05%的n、≤0.015%的h、其余為ti。該組分得到鈦合金波紋管耐高溫、耐高壓,能在400℃、壓力250kg的工況下使用。
具體實施方式
下面結合說明書附圖,對本發(fā)明進行進一步詳細的說明。
圖1為鈦合金波紋管成形的裝置,如圖1所示:
一種鈦合金波紋管的熱成形裝置,包括基座6,基座6上垂直設有兩個支撐板3,支撐板3設有通孔,管材4通過所述通孔固定于支撐板3,管材4兩端套設有管套8,基座6兩端設有兩個氣缸1,氣缸1一端設有并驅動沖頭2,管材4中心套設有陶瓷模具5。管材4與管套8之間設有密封環(huán)7。在密封環(huán)7和陶瓷模具5之間的位置安裝上通電電極。
基于鈦合金波紋管成形裝置的熱成形方法,包括以下步驟:
a1、將鈦合金管材安裝在成形的兩塊支撐板之間,套上套筒,控制套筒左右兩端的伸出量,使得伸出量為成形所需要的補料長度,將施加內部脹形氣壓的接口接入到管材上;
a2、將陶瓷模具安裝在管材的中心部位,之后安裝上保護陶瓷模具的金屬夾板,通過頂部蓋板和成形模具上的絲桿固定陶瓷模具的位置,使其不能隨意的軸向滑動;
a3、在密封圈和陶瓷模具之間的位置安裝上通電電極,然后對電極施加一定安培的電流,管材的升溫過程中,當溫度加到400℃時,通過通氣施加一定的內壓力,使得波紋處形成初始波紋;
a4、在初始波紋形成以后,加大氣缸沖頭的氣壓,對管材施加軸向壓力,同時對鈦合金管材的型腔補料,得到所述的鈦合金波紋管。
優(yōu)選的,鈦合金波紋管的波高為15mm,波距為26mm。
優(yōu)選的,初始波紋的波高為2-4mm。
優(yōu)選的,氣壓脹形使用惰性氣體。
優(yōu)選的,一定電流為3500-4000a。
優(yōu)選的,一定的內壓力為0.2-0.4mpa。
鈦合金管材的材料按重量百分比包括:5.5%-6.8%的al、3.5-4.5%的v、≤0.03%的fe、≤0.10%的c、≤0.20%的o、≤0.05%的n、≤0.015%的h、其余為ti。該材質的波紋管能在400℃、壓力250kg的工況下使用。
本發(fā)明提供的實施方案采用電流輔助熱成形,利用高密度的電流通過金屬時產生大量焦耳熱,將金屬管材迅速加熱升溫至成形溫度,然后進行塑性變形。該熱成形方式能將金屬管材在幾十秒甚至更短的時間內加熱到成形溫度,大大節(jié)省了加熱時間,提高了工藝效率,且可使成形溫度維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài),避免成形溫度不穩(wěn)定導致的氧化、起皺等問題。
以上表述僅為本發(fā)明的優(yōu)選方式,應當指出,對本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些也應視為本發(fā)明的保護范圍之內。