[發明專利]制作帶內外加厚形式變截面鋁合金管的制備裝置及方法

有效

• 申請號: 201210046798.4
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN103286151B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 余榮華;袁鵬斌
• 申請（專利權）人: 上海海隆石油管材研究所;上海海隆石油鉆具有限公司
• 主分類號: B21C23/08
• 分類號: B21C23/08;B21C25/02
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所31216
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及一種制作帶內外加厚形式變截面鋁合金管的制備裝置及方法。

背景技術

鋁材是僅次于鋼材的第二大金屬材料，近幾十年發展十分迅速，在國民經濟和人民生活各領域獲得了十分廣泛的應用。隨著國民經濟的發展和科學技術的不斷進步，對管材斷面提出了多種多樣的要求，通用的圓管不再是最優選的結構形式，因此，出現了變截面鋁合金管材的研制和開發。在國外，變截面鋁合金鉆桿管材的品種數量、生產規模和質量水平都有了很大的提高。變截面鋁合金鉆桿管材主要特點是能最大限度的滿足各種零件的強度和剛度要求，可按等強度來設計各種零部件，不僅安全可靠，而且能大大減輕零件的重量，節省技術損耗，減少加工工時和減輕勞動量，減低成本，提高社會效益和經濟效益。工業發達國家雖然已經開發出生產各種變截面鋁合金鉆桿的生產方法和技術，但仍然不能大批量穩定的生產，而且很多品種仍在研制之中，我國在制造變截面鋁合金管材目前還是空白，需加加大開發力度。

變截面鋁合金管材的應用將越來越廣。變截面鋁合金管材目前的應用例如：應用于超深井鉆井、定向鉆井或大陸架海洋鉆井等各種復雜鉆井的鋁合金鉆桿。鋁合金鉆桿管體就是管體兩端部位為外加厚、內加厚或者內外加厚形式的一種變截面管。

目前，國內外擠壓變截面管材最常用的擠壓工模具是采用多套分瓣模分步擠壓基本管材部分和變斷面部分。這就需要在擠壓過程中停機，以便更換模具和調整機構,經常因模瓣組合不佳、模瓣組合的間隙大,使管材部分的金屬實體尺寸超標。由于是采用分段擠壓,手工換模,易在近過渡區處發生模具碰傷管材表面，影響表面質量；對于尺寸精度和表面質量要求較高的產品, 往往需要進行后續的機械加工, 使擠壓的特點不能充分發揮。特別是這些擠壓工模具只能擠壓截面由小到大一次變化的變截面管材, 無法擠壓截面由大到小、再由小到大重復變化的連續變截面管材或異形零件, 因而不能充分發揮變截面型材的優越性, 限制了變截面擠壓件的品種和應用范圍。

專利文獻CN201482818U、CN201482817U和CN102019303A分別針對制作內加厚和增厚保護器鋁合金鉆桿的擠壓模具、制作外加厚鋁合金鉆桿的擠壓模具和鋁合金鉆桿管體的制備裝置及方法，這些方案具有各自的針對性，與本制備裝置及方法有所區別，各自具有不同的優勢和使用對象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種制作帶內外加厚形式變截面鋁合金管的制備裝置及方法，利用本裝置和方法可制作帶內外加厚形式的變截面鋁合金管材，其克服了傳統制作方法的缺陷，提高了變截面鋁合金管材的制作質量和效率。

為解決上述技術問題，本發明制作帶內外加厚形式變截面鋁合金管的制備裝置，包括擠壓機和擠壓工模具，所述擠壓機是雙動擠壓機，所述擠壓工模具包括擠壓筒、擠壓軸、擠壓針和擠壓模，所述擠壓軸位于所述擠壓筒內，所述擠壓針位于所述擠壓軸的中心通孔內，所述擠壓模設于所述擠壓筒頭端，所述擠壓機對所述擠壓針獨立控制，其特征在于：所述擠壓模是一個模孔的整體擠壓模，所述擠壓模模孔沿軸向分別間隔設有異徑第一定徑帶和第二定徑帶，所述第二定徑帶內徑大于所述第一定徑帶內徑，所述第一定徑帶內徑由變截面鋁合金管標稱外徑決定，所述第二定徑帶內徑由變截面鋁合金管內外加厚端的外徑決定，所述第一定徑帶和第二定徑帶之間斜面連接，所述擠壓針前端向后沿軸向依次間隔設有異徑第二工作帶、徑縮帶和第一工作帶，所述第一工作帶控制變截面鋁合金管標稱內徑，第一工作帶外徑由變截面鋁合金管標稱內徑決定，所述第二工作帶控制變截面鋁合金管內外加厚部位的內徑，所述第二工作帶外徑由變截面鋁合金管加厚部位內徑決定，第一工作帶外徑大于第二工作帶外徑，第二工作帶外徑大于徑縮帶外徑，所述第一工作帶、徑縮帶和第二工作帶之間斜面圓滑過渡連接。

為保證在擠壓變截面鋁合金管加厚部位過程中擠壓料流通具有充足流通空間，所述擠壓模第一定徑帶橫斷面與擠壓針徑縮帶橫斷面面積之差不小于擠壓模第二定徑帶橫斷面與擠壓針第二工作帶橫斷面面積之差。

采用上述制備裝置制作帶內外加厚形式變截面鋁合金管的方法包括如下步驟：