[發明專利]一種高精度鋁管的拉拔方法

無效

• 申請號: 200910145169.5
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN101693260A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 錢健清;鄧小民
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B21C1/24
• 分類號: B21C1/24;B21C9/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 周宗如

技術領域：

本發明屬于金屬塑性加工成型技術領域，具體涉及一種高精度鋁管的拉拔方法。

背景技術：

高精度優質鋁合金管材是一種內徑尺寸允許偏差很小的管材，接近機械加工的精度(一 般要求內徑尺寸偏差為0～0.03mm)，遠遠超出國內外任何一個國家標準中對鋁合金管材的精 度要求(如GB/T4436-1995、ASTMB210M-1995等)。主要應用于復印機的感光磁鼓、自動控制 方面的各種氣缸(包括液壓缸)的缸套及其他一些氣動元件等。

同普通薄壁管材一樣，高精度鋁合金管材的生產工藝過程，首先也是由擠壓提供管坯， 然后經過拉拔或冷軋管——拉拔的方式生產出成品。但高精度管材的生產難度遠大于普通管 材。

一般情況下要生產高精度管材基本采用襯拉，襯拉包括固定短芯棒拉拔、游動芯棒拉拔、 長芯棒拉拔、頂管法和擴徑法。而固定短芯頭拉拔和長芯棒拉拔是最是拉拔精度最高的方法， 但很難達到高精度優質鋁合金管材的要求。

由于高精度管材需要得到精度級別很高的內徑尺寸，但實際生產中存在拔后管材內壁的 彈性恢復，彈性恢復造成了拔后管材存在不同程度的彈變量，彈變量的存在直接影響管材的 精度。因此，如何解決彈性恢復給管材內徑尺寸精度帶來的影響是生產高精度鋁管的一大難 題。

目前提高管材精度的方法是通過有限元模擬研究管材內徑尺寸的變化規律，設計合理的 拉拔工模具參數，制訂合理的變形工藝制度，控制管材內徑尺寸變化(見《重型機械》2005， 第1期“中芯棒位置對管材內徑尺寸精度影響的有限元模擬”)。但該方法僅在理論上可行， 且拔后管材內壁的彈性恢復，彈性恢復造成了拔后管材存在不同程度的彈變量，仍無法解決。

發明內容：

本發明提供一種高精度鋁管的拉拔方法，是根據金屬變形原理，高頻感應加熱集膚效應和 金屬拉拔時金屬流動理論，發明的一種新的高精度鋁管拉拔方法。

金屬變形原理：

金屬在受到超過屈服應力極限的外力作用時，會發生塑性變形，同時伴隨有彈性變性。當 外力拆除時塑性變形仍會保留，而彈性變性會恢復，這是造成拔后管材精度難以控制的最主 要的原因。根據金屬變形原理變形金屬溫度升高金屬的塑性變形所占比重增加，彈性變形所 占比重減少。所以本發明將金屬加熱到適當的溫度進行拉拔，減少拔后管材內壁的彈性恢復， 提高管材拉拔精度。

集膚效應：

如果把金屬管材全部加熱，在彈性變形所占比重減少的同時強度也在下降，很容易造成拉 斷。所以必須進行表面淺層加熱。高頻感應加熱的集膚效應就是當交變電流通過導體時，電流 將集中在導體表面流過，頻率越高這種現象越明顯，可以實現淺加熱。所以本發明采用了高 頻感應加熱，只對管材內表面進行加熱。

金屬拉拔時金屬流動理論：

在管材拉拔過程中，當變形量不大時金屬的變形主要集中的內外表面，根據這一理論在最 后一道拉拔加工時，本發明采用內璧小變形量拉拔加工，以保證管材內徑尺寸。

根據上述原理，本發明提供一種高精度鋁管的拉拔方法，該方法利用高頻加熱方法將鋁 管內壁表面加熱到一定溫度，減少回彈，同時保證鋁管的其它部位的溫度仍然很低和材料強 度，以防拉斷；另外采用內璧小變形量拉拔加工保證變形僅發生在內璧表面的高溫處。

本發明所提供的拉拔方法具體如下：

1、在普通管材拉拔機上增加一個高頻感應加熱裝置，高頻感應加熱裝置安裝在拉拔機固 定短芯頭的周圍，該高頻感應加熱裝置包括加熱線圈以及溫度檢測傳感器，具體的安裝位置 和高頻感應加熱裝置結構見說明書附圖1以及說明書附圖2所示。

高頻感應加熱裝置的參數如下：

工作電源：單相220V/50Hz；

工作電壓范圍：180V～250V；

最大輸入電流：5-100A；

振蕩功率：1-20KVA；

振蕩頻率：40～160KHz。

2、先將鋁管管坯外徑、內徑拉拔到以下尺寸：

D₁＝D+0～6mm

d₁＝d+0.5～1mm

D₁，d₁---分別是精拉前鋁管管材的外徑和內徑；

D，d----分別是鋁管管材目標外徑和內徑；