[發(fā)明專利]一種銅鎂銅三層復合筒形件及其成型工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810031497.1
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108015150B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 杜華云;陳洪勝;王文先;張媛琦;王晉鳳;劉瑞峰
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發(fā)明提供一種銅鎂銅三層復合筒形件及其成型工藝，屬于復合筒形件成型旋壓加工的技術(shù)領域，包括機械加工得到銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒，打磨和清洗銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒，對銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒進行錯距旋壓加工。本發(fā)明采用正旋錯距旋壓技術(shù)制備銅鎂銅三層復合筒形件，該復合筒形件以銅筒形件分別作為內(nèi)外層材料，鎂合金筒形件作為中間材料，不僅可以達到內(nèi)外壁耐腐蝕的效果，同時可以達到使產(chǎn)品質(zhì)量輕盈、價格低廉的目的。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及復合筒形件成型旋壓加工的技術(shù)領域，特別是涉及一種銅鎂銅三層復合筒形件及其成型工藝。

背景技術(shù)

純銅作為一種有色金屬結(jié)構(gòu)材料，具有導熱性好、線膨脹系數(shù)小、低溫強度高、耐腐蝕、耐高溫、耐高壓的特點，可在多種環(huán)境下使用從而成為各大領域的新寵兒。例如：輸送管道、供熱、制冷管道等。由于銅的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，因而具有很好的塑性變形能力；但是，銅的密度比較高、質(zhì)量較重、價格昂貴限制了銅的發(fā)展。鎂合金被譽為“21世紀環(huán)保節(jié)能型材料”，是由于其具有低密度、較高的比強度和比剛度、優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性能以及豐富的資源等優(yōu)勢。然而，鎂合金的塑性變形能力差且極其不耐腐蝕極大地限制了鎂合金在各個領域的應用。綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)銅與鎂合金具有完全互補的特點，為了使兩種材料都具有更大的發(fā)展空間，需要制備一種銅鎂銅三層復合筒形件。現(xiàn)在單一的銅質(zhì)筒形件最常用的制備方法是壓制或拉制成無縫管件，但是三層復合筒形件并不能采用這兩種方法。目前復合管件的制備主要是采用“軋制+焊接”技術(shù)來實現(xiàn)，然而焊接的部位通常是整個材料最薄弱的環(huán)節(jié)，因此現(xiàn)在使用的這種技術(shù)存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對銅質(zhì)筒形件密度大、質(zhì)量重且價格昂貴的問題，提出一種銅鎂銅三層復合筒形件，同時為了制備界面結(jié)合強度較高的銅鎂銅三層復合筒形件，提出了銅鎂銅三層復合筒形件的成型工藝。

本發(fā)明提供一種銅鎂銅三層復合筒形件的成型工藝，包括對機械加工得到的銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒進行打磨和清洗后，進行錯距旋壓加工；

銅質(zhì)內(nèi)筒的內(nèi)孔直徑為20mm，外圓直徑比內(nèi)孔大4mm；鎂合金中間筒的內(nèi)孔直徑與銅質(zhì)內(nèi)筒的外圓直徑配合，外圓直徑比內(nèi)孔大4mm；銅質(zhì)外筒的內(nèi)孔直徑與鎂合金中間筒的外圓直徑配合，外圓直徑比內(nèi)孔大4mm；銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒的長度不超過旋壓主軸的長度；

錯距旋壓加工具體實施過程為：

S1，加熱銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒至390℃并保溫10min，加熱三旋輪旋壓機的旋壓主軸和旋輪至200℃；

S2，銅質(zhì)內(nèi)筒套設于旋壓主軸上，鎂合金中間筒套設于銅質(zhì)內(nèi)筒外，銅質(zhì)外筒套設于鎂合金中間筒外，采用三旋輪錯距正旋法進行旋壓，旋壓主軸的轉(zhuǎn)速為550r/min，旋輪的進給速度為0.5±0.02mm/r，旋輪的進給方向與銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒發(fā)生塑性變形延伸方向一致，旋輪的攻角為25°，旋壓過程采用氧乙炔火焰進行補熱；

S3，旋壓過程共進行三道次，每道次之間不回爐加熱，三道次之后銅鎂銅三層復合筒形件的總體減薄率為50%，每道次的減薄率分別為20%，20%，10%。

進一步地，對機械加工得到的銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒進行打磨時采用砂紙打磨，砂紙打磨后用無水乙醇清洗。

進一步地，將銅質(zhì)內(nèi)筒套設于旋壓主軸上時，在旋壓主軸上涂抹石墨乳潤滑劑。

進一步地，銅質(zhì)外筒、鎂合金中間筒和銅質(zhì)內(nèi)筒的機械加工過程為：下料—粗車—半精車—校準—精車，具體實施的過程為：

S1，采用線切割分別在鎂合金板材和銅棒上切取圓柱形坯料；

S2，夾緊圓柱形坯料的一端，在另一端進行打孔，對內(nèi)孔、外圓以及兩端的平端面進行粗車，并留出預設余量；