[發明專利]一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法

有效

• 申請號: 201210545360.0
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102962294A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 楊英麗;吳金平;蘇航標;郭荻子;盧亞鋒;羅媛媛;趙恒章;趙彬
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06;B21D22/16
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于金屬管材加工技術領域，具體涉及一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法。

背景技術

波紋管類彈性元件具有無磁性、熱輻射及電磁遮蔽性好、重量輕、靈敏度高和耐腐蝕性強等優點，在航空、航天、航海、原子能和化學工業等部門有廣泛的應用前景。鈦合金因具有優異且穩定的耐腐蝕性能、高的比強度、良好的力學和抗疲勞性能、優異的焊接性能、穩定的彈性性能等，是制作波紋管類彈性元件的良好材料。

但鈦合金的冷變形抗力大、回彈嚴重、塑性不高、冷加工性能差，用其制造波紋管及膨脹節的難度很大。獲得高質量、塑性好、尺寸精度高的超薄壁無縫管材是推動鈦合金波紋管類彈性元件應用的關鍵。

順利制造出鈦合金波紋管類彈性元件的前提是首先制備出塑性及質量好、尺寸精度高的超薄壁無縫鈦管材。目前，壁厚不大于0.3mm的鈦合金無縫管材可采用的制備方法有：鈦帶材（或箔材）-卷圓焊接方法、管材-強力旋壓方法、管材機械加工方法、管材冷軋制方法和管材-滾珠旋壓法五種方法。

鈦帶材（或箔材）-卷圓-焊接方法可制備出帶焊縫的超薄壁鈦管材，但因鈦帶材（或箔材）壁厚太薄，卷圓成形、焊縫質量等均難以保證，更重要的是管材焊縫及熱影響區的塑性、耐腐蝕性能、疲勞性能均和基體有差異，不但在波紋管成形時易開裂，而且難以保證波紋管類彈性元件在強腐蝕介質中安全可靠的使用要求。鈦管材機械加工法因要將鈦管經多道次機加后獲得超薄壁的管材，其工序長、成本高、成材率極低。另外因薄壁鈦材的機加變形很大，管材長度和尺寸精度等均難以保證，更重要的是管材的塑性不高，難以保證后續波紋管成形的需要。管材—強力旋壓法因鈦合金變形抗力大、回彈嚴重、冷旋技術難以掌握，且成材率低、成本高，熱旋壓難以保證尺寸公差及表面質量。傳統的管材多輥精軋法因易開裂、送進困難、頭尾易插入常使軋制過程不能建立，即就是勉強軋制得到管材，其表面質量差、壁厚不均勻而不能滿足質量要求。傳統的滾珠旋壓法制備的薄壁管材表面質量一般不能滿足特殊環境下高耐蝕性的要求。本發明采用邊旋壓邊剝皮的加工方法，去除了原材料表面缺陷，得到了高光潔度的超薄壁管材，滿足了高腐蝕性環境對管材表面質量的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種設計巧妙、工藝簡單、生產流程短的超薄壁無縫鈦管材的制備方法。采用該方法能夠制備壁厚為0.10mm～0.30mm，外徑為10mm～80mm的超薄壁無縫鈦管材；該超薄壁無縫鈦管材的表面質量好、尺寸精度高、塑性好，滿足航空航天、核工業、石油化工等領域，工作在各種強腐蝕介質中的截止閥、閘閥或其它類型閥門用波紋管制備所需的超薄壁無縫鈦合金管材的使用要求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將壁厚為1.2mm～2.1mm，外徑為12.5mm～84mm的無縫鈦管材定尺切割至長度為300mm～900mm；

步驟二、在步驟一中定尺切割后的無縫鈦管材一端的外表面沿無縫鈦管材的長度方向加工出三條縱向溝槽，三條所述縱向溝槽的深度均為0.5mm～0.8mm，寬度均為0.5mm～1.0mm，長度均不大于30mm；

步驟三、將步驟二中加工有三條縱向溝槽的無縫鈦管材表面的污物清理干凈；

步驟四、調試滾珠旋壓機，然后向調試后的滾珠旋壓機中注入潤滑劑；

步驟五、將步驟三中清理干凈的無縫鈦管材安裝在步驟四中注有潤滑劑的滾珠旋壓機的芯棒上，將無縫鈦管材中加工有三條縱向溝槽的一端作為起旋端，利用滾珠旋壓機對所述無縫鈦管材進行一道次的旋壓成形，得到壁厚為0.1mm～0.3mm，外徑為10mm～80mm的超薄壁無縫鈦管材。

上述的一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述無縫鈦管材的材質為純鈦或鈦合金。

上述的一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述無縫鈦管材為冷加工態的無縫鈦管材或熱處理態的無縫鈦管材。

上述的一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法，其特征在于，步驟二中三條縱向溝槽在無縫鈦管材一端呈均勻分布。

上述的一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述潤滑劑為46#機油。

上述的一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法，其特征在于，步驟五中旋壓成形后無縫鈦管材的剝皮厚度為0.2mm～0.8mm，無縫鈦管材的壁厚減薄率為80%～90%。

上述的一種超薄壁無縫鈦管材的制備方法，其特征在于，步驟五中所述超薄壁無縫鈦管材的表面粗糙度Ra不大于0.1μm。