[發明專利]薄壁金屬管推彎成形方法

有效

• 申請號: 201410132718.6
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103920765A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 郭訓忠;陶杰;金先玉;裴文嬌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B21D9/12
• 分類號: B21D9/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種金屬管推彎成形方法，尤其是一種薄壁金屬管推彎成形方法，屬于金屬塑性成形技術領域。

背景技術

薄壁金屬管一般指徑厚比大于50的金屬管。目前由于航空、航天以及汽車工業高度關注材料減重，對薄壁管件具有非常迫切的需求。由于薄壁管的壁厚相對較薄，其在彎曲成形過程中極易軸向受壓屈曲、起皺以及開裂，產生塑性失穩。現有的繞彎、壓彎、推彎、輥彎等工藝都是通過調整局部變形量、減小摩擦系數、施加反向推力等來調整彎曲成形過程，可以在一定程度上緩解管材彎曲成形缺陷。但上述工藝的改進對厚壁管的彎曲成形效果較為明顯，無法適用于薄壁管的彎曲成形。

薄壁管在實際成形時主要存在壓縮失穩起皺和截面畸變等缺陷，為減少起皺及截面畸變的缺陷，目前多采用內壓提供管材內支撐，實際成形時可以起到了一定的緩解作用。但其也存在諸多弊端：(1)、內高壓在減小彎管內側壓應力的同時，也增大了管材外壁與模具型腔之間的摩擦，導致又實際增加了內側壓應力，部分甚至全部抵消了其積極的一面，故實際改善起皺效果并不明顯；(2)、采用內高壓作為支撐，需要處理增壓介質與管材間的密封問題，將加大成形工藝的復雜性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述的缺陷，提供一種工藝簡單、抗皺效果明顯的薄壁金屬管推彎成形方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種薄壁金屬管推彎成形方法，包括以下步驟：

1)、選取薄壁金屬管；

2)、選取內徑與薄壁金屬管外徑相同的金屬管作為外支撐層，并沿軸向分割成對稱的兩個半片；

3)、將兩個半片的金屬管整體包覆薄壁金屬管后，在其兩端實施點焊將兩個半片連接；

4)、在薄壁金屬管中加入內支撐層，形成復合管坯；

5)、將復合管坯整體置入推彎模具中實施推彎成形；

6)、分離金屬管上的焊點、移除薄壁金屬管中的內支撐層，得到薄壁金屬彎管。

本發明的有益效果在于：本發明在薄壁金屬管推彎成形過程中，通過內支撐層和外部厚壁金屬管同時提供內、外雙重支撐，消除了薄壁金屬管在彎曲成形時容易出現的屈曲及起皺現象，同時改善彎管的壁厚均勻性，且制造成本低，成形效率高。

為了減少金屬管與模具型腔間的摩擦，在復合管坯整體置入推彎模具前在復合管坯外表面涂敷潤滑劑。

為了減少金屬管與薄壁金屬管間的摩擦，上述步驟2)中還包括對兩個半片的金屬管進行磷化及皂化處理的過程。

為了保證外層金屬管對薄壁金屬管提供穩定的外支撐，所述金屬管的壁厚為薄壁金屬管壁厚的2-5倍。

為了提高推彎成效率，所述外層金屬管的塑性優于薄壁金屬管。

為了適應不同薄壁金屬管的成形需要，所述內支撐層為低溶點合金、聚氨酯橡膠、填充液體或固態小顆粒。

為了滿足各類彎管的制作需要，所述推彎模具的相對旋轉半徑為0.8-2。

附圖說明

圖1本發明薄壁金屬管推彎成形方法流程圖；

圖2本發明內支撐層、金屬管與薄壁金屬管的裝配示意圖，其中(a)為左視圖、(b)?為(a)A-A剖視圖；

圖3本發明成形后薄壁金屬彎管的結構圖，其中(a)為主視圖、(b)為俯視圖；

圖中，1-內管，2-外管，3-焊點，4-內支撐層。

具體實施方式

下面結合附圖1至3，分別以薄壁6061鋁合金彎管、薄壁鈦合金管、薄壁不銹鋼管推彎成形工藝為具體實施例對發明作詳細說明。

實施例1

第一步、采用1mm厚的6061鋁合金板材卷焊為直徑為202?mm的管坯1，坯料的軸向長度約為260mm，；

第二步、將內徑為202mm，壁厚為3mm厚、塑性優于6061鋁合金的碳鋼管2沿著軸向對剖，切割為對稱的兩個半片，并對碳鋼管2的兩個半片實施磷化及皂化處理，改善內外表面潤滑條件，減少摩擦；

第三步、將碳鋼兩個半片完全包覆住6061鋁合金管1后，在碳鋼兩個半片的兩端實施點焊，將碳鋼兩個半片局部連接；

第四步、在6061鋁合金管1內部澆注低熔點合金，待低熔點合金完全冷卻，作為內支撐層4；

第五步、在碳鋼管2表面涂敷潤滑劑；

第六步、將具有內支撐層4、碳鋼管2和6061鋁合金管1的復合管坯整體置入相對旋轉半徑為0.8的推彎模具內實施推彎成形；