[實用新型]厚壁對焊三通擠壓成形模具

有效

• 申請號: 200920218292.0
• 申請日: 2009-10-19
• 公開（公告）號: CN201516473U
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 馮斌;魏秦文;李玉卓;劉宇;郭曉疆;祝鵬;劉金生;岳莎莎;袁欣然
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣管道局
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/12;B21D22/20
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 金杰;任清漢

技術領域

本實用新型是一種大口徑厚壁三通的厚壁對焊三通擠壓成形模具及制造三通工藝，涉及用非軋制的方式生產金屬管和壓制件的制作技術領域。

背景技術

公知的大口徑厚壁三通主要采用熱壓成形加工而成，國內大直徑擠壓三通的生產多數是半經驗方式，加工精度差、效率低、成型率不高。

現有大直徑厚壁三通的加工工藝，主要是將圓形坯管加熱至AC₃以上保溫一段時間后，出爐壓扁；繼續加熱至AC₃以上一定溫度，保溫一段時間后，在壓力機上鼓包；鼓包工序均需反復重復3次以上，才能夠滿足三通對主管、支管高度要求；然后，將支管端部開孔，入爐加熱至AC₃以上，保溫一段時間后，在壓力機上拔口，通常拔口工序需要進行2次以上，才能加工出所需三通毛坯；最后再對三通進行整形、坡口。為保證鼓包時支管具有足夠的高度，坯管下料余量普遍偏大；由于管線鋼屈強比較高，需要對坯管進行多次局部淬火，坯管淬火部分金屬流動性變差，造成加工三通底部、腹部、主管和支管壁厚不均勻；金屬向支管一側流動，受支管側凹模影響，金屬容易在模具肩部形成堆積，主管壁厚沿軸向方向向外流動，而沿支管軸向，壁厚減小約80～90％；同時，坯管經多次加熱，管線鋼組織成分發生變化，晶粒粗大，機械性能下降；因需要進行多次鼓包、拉拔，很容易造成坯管表面局部損傷，而且坯管與模具多次重復定位，很容易造成坯管偏心，單側增厚嚴重，甚至報廢；由于坯管內部機加工難度較大，拉拔時，金屬沿支管方向流動，受模具摩擦力、拉拔頭拉力和材料流動特點影響，一般很難控制三通肩部補強面積，造成國內生產的熱壓三通補強效果普遍差于國外，因此，目前多數企業采用增大坯料壁厚的方法來滿足工程要求，如此一來，既不經濟，也不合理。總之，目前大口徑厚壁三通的加工工藝模具結構存在一定缺陷，造成擠壓成形難度大，工序復雜，操作難度大，存在原材料和能源浪費，效率低、成品率差、成本高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于設計一種鼓包、拉拔工序少、三通局部補強效果好、成形質量高的厚壁對焊三通擠壓成形模具。

本厚壁對焊三通擠壓成形所用的成形模具有毛坯錐形模具和毛坯三通拉拔模具。

毛坯錐形模具如圖5、圖6所示，主要由上凹模4和錐形凹模5等組成，上凹模4和錐形凹模5上下相對，上凹模4為上平下凸的矩形板，其兩端有固定孔；錐形凹模5為上凸下平且中部有通孔的矩形板，上凸部分兩軸向向通孔口傾斜，通孔的兩外口均有倒角，成慢過渡，錐形凹模5兩端有固定孔；上凹模4由固定螺栓7、錐形凹模5由固定螺釘6分別固定在壓力機機座上；上凹模4和錐形凹模5兩端坡面A底部水平夾角為α，錐形凹模5擠壓面具有一定的角度和弧度，其承壓面B底部水平夾角為β，豎直圓孔側面C垂直夾角為γ，豎直圓孔端部D面錐形角為θ角。毛坯錐形模具各角度分別為：α≈5°～15°；β≈5°～15°；θ≈100°～120°；γ≈5°～10°。

將毛坯錐形模具裝入壓力機，用固定螺釘6、固定螺栓7將上凹模4和錐形凹模5固定在壓力機機座上，兩者距離比毛坯扁管1高出100～200mm，在錐形凹模5上刷涂潤滑劑。

毛坯扁管1加熱至960℃±10℃保溫30min以上，將其放入裝配好的模具，裝配好后，起動壓力機，上凹模4下壓，重復毛坯扁管鼓形工序，直至將毛坯扁管壓1制成所需高度的毛坯錐形管2。根據需要，毛坯錐形管2支管高度應留出一定加工余量。

毛坯三通拉拔模具如圖7、圖8所示，主要由校形上模8、校形凹模9、拉拔頭10和丁字形拉拔桿12等組成，其特征在于：校形上模8和校形凹模9上下相對，校形上模8為上平下凸的矩形板，其兩端有固定孔；校形凹模9為上凸下平且中部有通孔的矩形板，通孔的上口有倒角，成慢過渡，錐形凹模5兩端有固定孔；校形上模8和校形凹模9分別由固定螺栓7和固定螺釘6固定在壓力機機座上。校形凹模9擠壓面具有一定的角度和弧度，校形上模8端部坡面E水平夾角與校形凹模9端部坡面F水平夾角同為α，承壓面G底部水平方向無坡面，豎直圓孔側面H垂直方向無坡面，毛坯三通拉拔模具角度α≈5°～15°。

其中：

拉拔頭10的結構如圖9、10所示，圖9為拉拔頭俯視圖，圖10為拉拔頭俯視圖E-E向剖視圖；拉拔頭10的外形成無腳的“鼎”狀，其中部豎直方向設有矩形的滑槽13通槽，在頂部滑槽13兩邊各有一并列的一字槽14；拉拔頭10上兩邊各裝有一支耳11，支耳11用于拉拔頭10的吊裝搬運，扁形滑槽13供丁字形拉拔桿12通過拉拔頭10，轉動丁字形拉拔桿12，使之卡裝在一字槽14中，丁字形拉拔桿12為扁平丁字形；