[發明專利]用于管材的等通道變截面擠壓模具及擠壓成形方法

無效

• 申請號: 201110347299.4
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102430609A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 薛鳳梅;李付國;汪程鵬;王磊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21C25/08
• 分類號: B21C25/08;B21C23/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及鋁、銅、鋼等金屬管材的成形領域，具體是一種等通道變截面擠壓模具及擠壓成形方法。

背景技術

在航空、航天、汽車和機械設備等領域無不涉及管件和管套的使用。以飛機為例，管路系統是飛機的生命線，它的性能好壞直接影響到飛機的整體性能，如果把發動機比作飛機的心臟，那么管路就像是飛機的血管。因此提高管路系統的技術水平，對提高飛機性能非常重要。

目前市場上用于管路系統的金屬管多采用傳統的成形方式，并多為無縫管(包鋼科技，2002，2：21)。這種管材的特點是壁厚越厚，它就越具有經濟性和實用性，壁厚越薄，它的加工成本就會大幅度上升，且在使用過程中易開裂。從國際和國內兩個市場來看，無縫管的現有生產能力均已大于需求，所以，如何發揮現有機組的生產能力，開發出高強度等級、高性能的管類零件，以滿足科研和生產需求是材料研究所面臨的前沿挑戰和發展急需。

作為無縫管的制造方法，多采用穿孔軋制，即：通過穿孔機對圓坯料進行穿孔扎制之后，通過芯棒式無縫管扎機、芯棒扎管機等進行延伸扎制，再通過定徑機等進行定徑扎制得到無縫管。這種傳統方式生產出來的管材內外表面會存在一些缺陷，對于航空液壓用管材，由于承受高壓力，如果存在微小米粒狀的缺陷，則管就會以缺陷為起點破裂，存在引發大事故等的危險性。目前已有很多發明針對無縫管的制造方法進行研究，以提高穿孔扎制管材的內外表面特性來抑制其缺陷，日本住友金屬工業株式會在公開號為CN101980802A的專利申請中提出的一種無縫管的制造方法，以及金龍精密銅管集團股份有限公司在公開號為CN101569893的專利申請中提出的一種鋁或鋁合金無縫管的制造方法，都是通過改進穿孔軋制的方式來制造無縫管。這些方式在一定程度上可以提高管材的性能，但其設備較為復雜，成形不易，成本較高且對管材性能的改善程度不太明顯。這些研究只是針對于改善管材的制造工藝，而未從管材的后續成形方式上進行探索，所以對已成形好的管材很難進行進一步的工藝設計，其工業應用受到一定的限制。

現有很多發明技術針對棒材、線材進行擠壓、拉拔、扭轉等后續加工以達到細化晶粒，提高性能的目的。西北工業大學在公開號為CN201371172的專利申請中提出的一種變通道擠壓模具，和公開號為CN201711480U的專利申請中提出的一種用于長軸類鍛件制坯的胎模，以及公開號為CN201862645U的專利申請中提出的一種制備變通道超細晶銅鋁線材的裝置，都是采用由圓截面變為橢圓截面，再由橢圓截面變為圓截面的變截面扭轉式模具型腔成形預制工件，具有結構簡單、載荷小、成本低和效率高的特點，能廣泛應用于鋼鐵和有色金屬的棒材及線材生產，以及大型軸類零件、高速鋼和粉末冶金等難變形材料的制坯，但目前還未有人采用這種簡便的后續加工方法用于管材。

上述傳統的制管工藝難以滿足日益發展的航空工業需求，由于強度不夠和變形織構的影響在使用過程中會出現開裂現象，嚴重時會影響到飛機管路的安全及可靠性。本發明提出了一種改善管材性能的等通道擠壓模具及擠壓成形方法，能夠應用于高強度、高性能金屬管成形的科研和生產領域。

發明內容

為克服現有技術中存在的出現開裂的不足，本發明提出了一種用于管材的等通道變截面擠壓模具及擠壓成形方法。