[發明專利]含鈦雙金屬板材制備復合管的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810019084.1
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108555104B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 靳凱;陶杰;王建華;郭訓忠;王輝;袁奇煒
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/16;B21C37/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明提供了一種含鈦雙金屬板材制備復合管的裝置及方法，制備方法如下：制備芯模和協同自阻加熱工裝，選擇金屬板坯，在芯模和板坯表面涂抹潤滑劑，旋壓輪將其多道次減薄拉深旋壓成筒形件；選擇鈦板坯，安裝協同自阻加熱工裝，采用旋壓輪和電阻棒對鈦板進行協同自阻加熱多道次拉深旋壓成筒形件；對筒形件表面進行打磨拋光處理，脫模，將筒形件去頭部和末端，即得到含鈦雙金屬板材制備成形的雙金屬復合管。利用本發明提供的裝置及方法制備復合管，簡單高效，協同自阻加熱鈦板局部升溫較快，有利于鈦板旋壓成形，內外層金屬發生熱力耦合效應，界面結合強度大；芯模設計制造周期短，可以在同一臺數控旋壓機床上制備出不同材質和厚度的雙金屬復合管。

技術領域

本發明涉及雙金屬旋壓成形領域，具體是一種含鈦雙金屬板材制備復合管的裝置及方法。

背景技術

金屬管材在石油化工、航空宇航等行業有著廣泛的用途，隨著使用條件的提高，單金屬管件已無法滿足行業的發展需要，經過兩種金屬符合而成的雙金屬管既能實現單一金屬管無法滿足的性能要求，又能節省材料，性價比高。雙金屬復合管提高了金屬材料的使用范圍，在石油化工行業有著更加廣泛的需求。

常見的金屬復合管加工方法有機械復合工藝和冶金復合工藝兩種，機械復合就是在常溫下內管發生塑性形變，外管發生彈性形變，從而使內外壁緊緊貼合在一起，屬于非擴散結合，結合強度較低，存在高溫分層的威脅，因而其使用環境和應用領域收到一定的限制；冶金復合工藝屬于冶金結合，結合強度大，使用范圍廣，但冶金復合存在周期長、操作難度大的缺點。

發明內容

本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種含鈦雙金屬板材制備復合管的裝置及方法，既可以解決機械復合工藝帶來的應力釋放失效導致的使用范圍窄的問題，也可以解決冶金復合周期長、操作要求高的特點。

本發明提供了一種含鈦雙金屬板材制備復合管的裝置，包括芯模、鈦板、筒形件、加工刀具組、自阻加熱工裝和旋壓成形裝置；

所述的旋壓成形裝置包括依次套在旋壓主軸前端的移動頂尖、轉動頂尖和尾頂；

所述的芯模的一端經絕緣處理安裝在三爪卡盤上，另一端伸入筒形件內與筒形件內層金屬接觸，鈦板夾在筒形件和尾頂之間，鈦板兩側涂抹有高溫潤滑劑；

所述的加工刀具組包括刀具座以及對稱安裝在刀具座上的電阻棒與旋壓輪；

所述的協同自阻加熱工裝包括低壓大電流電源、碳刷架總成、碳刷桿、磁性固定架、導線，其中，碳刷桿一端通過絕緣處理與碳刷架總成過盈配合，另一端通過螺紋配合與磁性固定架固定，磁性固定架與移動頂尖固定，碳刷架總成與尾頂滑動接觸；低壓大電流電源正極通過導線與碳刷架總成相接，負極與電阻棒的相連，低壓大電流電源、導線、電阻棒、鈦板、尾頂和碳刷架總成組成回路電流，鈦板與電阻棒接觸的地方溫度升高，旋壓輪擠壓鈦板塑性形變。

所述的電阻棒與刀具座之間用耐高溫絕緣墊片隔開；尾頂通過緊頂螺釘固定在轉動頂尖上，尾頂與轉動頂尖之間用耐高溫絕緣墊片隔開。

所述的旋壓輪與電阻棒位于同一個平面且相隔180度，兩者關于主軸旋轉軸線對稱布置，且與主軸回轉軸線成45度夾角。

所述的旋壓輪圓角半徑與電阻棒工具頭半徑均為6mm，旋壓輪和工具頭材質為Cr12Mo。

所述的低壓大電流電源輸出電流不超過1000A,電壓最高不超過36V。

所述的低壓大電流電源連接有溫度控制器。

本發明還提供了一種含鈦雙金屬板材制備復合管的方法，包括以下步驟：

1）制備芯模：根據筒形件的內表面尺寸，設計制備出相同尺寸的芯模，被三爪卡盤固定的芯模的一端絕緣處理；

2）沖切出極限拉深比等于或大于4的圓形鈦板；