[發(fā)明專利]石英粉作壓力傳遞介質(zhì)的厚壁三通熱壓軸向補(bǔ)償成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610716343.7
• 申請(qǐng)日: 2016-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106311859B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾正濤;陳勇;李紅德;周黎明;劉志誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川三洲川化機(jī)核能設(shè)備制造有限公司
• 主分類號(hào): B21D26/037
• 分類號(hào): B21D26/037
• 代理公司: 成都立信專利事務(wù)所有限公司51100
• 代理人: 江曉萍

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及的是一種采用石英粉作壓力傳遞介質(zhì)的厚壁（壁厚至少為20mm）三通熱壓軸向補(bǔ)償成型方法。

背景技術(shù)：

目前熱壓三通通用的方法是將比產(chǎn)品規(guī)格大的管子加熱后壓扁，再放在模具中將旁通擠壓，拉拔成型的徑向補(bǔ)償工藝。而對(duì)薄壁的三通通常采用冷壓軸向補(bǔ)償工藝。在冷壓三通過(guò)程中，壓力機(jī)在直管兩端擠壓，與此同時(shí)通過(guò)液壓泵在直管內(nèi)充滿高壓油，于是直管產(chǎn)生軸向流動(dòng)在直管一側(cè)沿模具產(chǎn)生鼓包形成三通的旁通。由于金屬在室溫條件下強(qiáng)度高，一臺(tái)幾千噸的壓力機(jī)只能成型管壁較薄的三通。如果在1100℃左右熱壓成型，金屬的強(qiáng)度僅室溫條件的10%不到，則可成型壁厚厚幾倍的三通。問(wèn)題是這時(shí)無(wú)法提供直管內(nèi)的高壓，直管變形過(guò)程中易產(chǎn)生折皺。要解決這個(gè)問(wèn)題就得有高溫金屬液壓泵，目前還無(wú)法解決。如果將低熔點(diǎn)金屬熔化倒入直管，密封后壓制，則具有危險(xiǎn)性，而且還有液態(tài)金屬的侵蝕問(wèn)題。成型后還要重新加熱熔化管內(nèi)金屬才能得到通過(guò)產(chǎn)品，成本昂貴。于是用石英粉作為壓力傳遞介質(zhì)應(yīng)運(yùn)而生，用石英粉替代低熔點(diǎn)金屬?zèng)]有危險(xiǎn)性，石英粉在1100℃左右很穩(wěn)定不侵蝕三通本體，且成本低。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是為了克服以上不足，提供一種操作簡(jiǎn)單，工序少，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品壁厚均勻，外觀成型美觀，工期短，制造成本低的采用石英粉作壓力傳遞介質(zhì)厚壁三通熱壓軸向補(bǔ)償成型的方法。

本發(fā)明的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

1、石英粉作壓力傳遞介質(zhì)的厚壁三通熱壓軸向補(bǔ)償成型方法，包括以下步驟：

1）準(zhǔn)備模具：

三通模具選用高溫強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐冷熱疲勞的材料，在形位尺寸加工到位后，還應(yīng)該進(jìn)行表面硬化處理（淬火或滲氮等，至少在工作面），以確保工作面硬度達(dá)HRC40～45；

2 ）準(zhǔn)備坯料：坯料選擇碳鋼或不銹鋼材料制成的軋制管材，選擇壁厚時(shí)應(yīng)考慮旁通成型造成的減薄量，一般情況下直通壁厚會(huì)增加，旁通壁厚會(huì)減薄，減薄量會(huì)根據(jù)旁通直徑大小有所差異，坯料內(nèi)、外表面應(yīng)平整、光滑，端面應(yīng)經(jīng)加工平齊；

3）配制專用固體填料及裝料：

專用固體填料以100～140目干燥石英砂為主，加重量為干燥石英砂重量的18%～22%的干燥石墨粉配合而成；填料裝填前應(yīng)烘干，之后裝在管材內(nèi)以超過(guò)200T以上的壓力進(jìn)行壓實(shí)；

4）準(zhǔn)備補(bǔ)償擋板：

補(bǔ)償擋板一方面用于密封管材，以免內(nèi)部介質(zhì)漏出，一方面用于管材熱膨脹和補(bǔ)償固體介質(zhì)受壓后形成的空間，補(bǔ)償擋板應(yīng)是經(jīng)加工的平板，且材質(zhì)與管材相同，與裝有干燥石英砂和干燥石墨粉的管材焊接連接；

5） 準(zhǔn)備設(shè)備：

設(shè)備必須使用帶有雙側(cè)缸的三通專用壓力機(jī)，壓機(jī)額定壓力至少為2000T，設(shè)備壓制速度至少為150mm/min，同時(shí)主模合模，以及卸壓速度都要快；

6）加熱：

進(jìn)入模具前對(duì)于碳鋼或不銹鋼材料制成的軋制管材加熱至950～1150℃，保溫時(shí)間根據(jù)材質(zhì)、坯料壁厚來(lái)計(jì)算，坯料加熱的同時(shí)，模具預(yù)熱200～300℃；

7） 潤(rùn)滑：

保證模具作業(yè)面全部得到潤(rùn)滑，且至少有0.2mm以上的潤(rùn)滑涂層；

8） 壓制成形，包括：

①坯料出爐；

②裝入模具：

③快速合模：

④側(cè)缸同步壓制；

⑤壓制尺寸到位，側(cè)缸同退；

⑥主缸卸壓退回、上下模分開(kāi)；

⑦下缸頂出工件；

⑧從模具中吊出工件。

本發(fā)明方法采用在三通專用壓機(jī)上，將填有干燥石英砂和干燥石墨粉的管材加熱后放在三通模具內(nèi)進(jìn)行軸向壓制，形成工序少，操作簡(jiǎn)單，相較于以往的熱壓徑向補(bǔ)償工藝，火次大量減少，生產(chǎn)效率高，而且產(chǎn)品壁厚均勻、外觀成型美觀，工期縮短、制造成本大大降低。

附圖說(shuō)明：

圖1為工件在模具中的壓制示意圖。

具體實(shí)施方式：

本實(shí)施例石英粉作壓力傳遞介質(zhì)的厚壁 三通熱壓軸向補(bǔ)償成型方法，包括以下步驟：

1）模具準(zhǔn)備：

三通模具選用40CrMo合金鍛件，在形位尺寸加工到位后，進(jìn)行表面硬化處理后硬度HRC42；

2）準(zhǔn)備坯料：材質(zhì)20#鋼，尺寸：Φ420mm×47mm×1080mm；

3）配制專用固體填料及裝料：

專用固體填料采用100～140目干燥石英砂，加重量為干燥石英砂重量的20%的干燥石墨粉配合而成；填料裝填前烘干，之后裝在管材內(nèi)以700t的壓力機(jī)的進(jìn)行壓實(shí)；

4）準(zhǔn)備補(bǔ)償擋板：