[發明專利]一種異型方管的熱擠壓模具及熱擠壓整體成型方法

有效

• 申請號: 202010297114.2
• 申請日: 2020-04-15
• 公開（公告）號: CN111451309B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 劉振寶;胡家齊;王曉輝;梁劍雄;孫永慶;厲勇;王長軍;楊志勇;蘇杰;寧靜;高玉光;高杰;侯沖;劉富強;張愛亮;葉丙義
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;邯鄲新興特種管材有限公司
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02;B21C31/00;B21C23/08;B21C23/21;B21C29/00;B21D41/02;B21D37/16
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 吳利芳

1.一種異型方管的熱擠壓模具，其特征在于，包括具有異型空腔的模腔套，所述模腔套內設有熱擠壓芯棒，所述模腔套與所述熱擠壓芯棒之間的區域構成異型方管模腔孔；

模腔套的外徑為415～416mm；以模腔套徑向截面的圓心位置為原點在熱擠壓模具徑向截面上建立三維笛卡爾坐標系，橫向為X軸方向，縱向為Y軸方向，模腔套沿Z軸方向的厚度為20～40mm；所述模腔套和芯棒均關于Y軸對稱；異型方管模腔孔下方設有第一擠壓導流孔和第二擠壓導流孔；所述第一擠壓導流孔與第二擠壓導流孔關于Y軸對稱設置；

所述異型空腔包括相連接的第一矩形腔和第二矩形腔，所述第一矩形腔設于第二矩形腔的上方，所述第一矩形腔的長度大于第二矩形腔的長度；所述第一矩形腔頂部中間位置設有凸出部，所述凸出部中間位置設有下凹的圓弧部；所述凸出部以及所述圓弧部均關于Y軸對稱設置；

所述模腔套的外形為圓柱體，異型方管模腔孔整體形心位于模腔套徑向截面圓心位置；模腔套的兩個端面之間的夾角a2＝1°～2°；

所述第一擠壓導流孔和第二擠壓導流孔均為圓形孔；所述芯棒與第一矩形腔的長邊形成模腔孔寬部，所述芯棒與第二矩形腔形成模腔孔窄部；

在熱擠壓模具的進料端，模腔套在模腔孔寬部處設有倒圓角R11，R11＝10mm；模腔套在模腔孔窄部處設有圓角，圓角大小為15mm。

2.根據權利要求1所述的熱擠壓模具，其特征在于，所述第一矩形腔與第二矩形腔連接處設有倒圓角R1和R4；第一矩形腔頂部兩側設有倒角a1，a1＝45°；第二矩形腔底部關于Y軸對稱的兩個角處設有圓角，圓角大小為20.26mm；

所述芯棒的四角處分別設有相等的圓角R2、R3、R5、R6，所述圓角R2、R3、R5、R6均等于10.3mm。

3.一種異型方管的熱擠壓整體成型方法，其特征在于，采用權利要求1或2所述的異型方管的熱擠壓模具，包括以下步驟：

步驟1、對坯料進行加熱處理并擴孔；

對坯料進行機加工處理：對坯料外表面車削加工后表面光滑無缺陷，粗糙度≤3.2μm，鋸切后坯料的第一端面和第二端面進行車磨加工，第一端面和第二端面的切斜度≤2mm，坯料加工后的外徑為410～420mm，長度為900～1000mm，在第一端面進行預制孔，孔位于第一端面的圓心位置，第一端面的預制孔處設置喇叭口，喇叭口開口直徑為235～240mm，深度為182～235mm，喇叭口角度為41～46°，孔直徑為65～80mm；

在所述步驟1中，采用環形爐加熱，加熱速率為50～100℃/h，加熱至940～960℃，保溫4～5h；保溫處理后利用一次感應爐將坯料加熱至1150～1180℃出爐；

對加熱后的坯料進行擴孔，擴孔速度100～250mm/s；所述坯料為馬氏體沉淀硬化不銹鋼；

步驟2、擴孔后對坯料進行第二次加熱處理；

在所述步驟2中，第二次加熱過程包括擴孔后將坯料放入環形爐加熱，加熱速率為50～100℃/h，加熱至940～960℃，保溫時間≧1h；保溫處理后利用第二次感應爐將坯料加熱至1190～1220℃，均溫后出爐；

步驟3、利用異型方管熱擠壓模具對坯料進行熱擠壓；

在所述步驟3中，利用異型方管的熱擠壓模具對加熱后的坯料進行熱擠壓，擠壓力≤60MN，擠壓速度200～300mm/s；

步驟4、將熱擠壓成型的異型方管空冷至室溫，檢驗異型方管的表面質量及力學性能。

4.根據權利要求3所述的異型方管的熱擠壓整體成型方法，其特征在于，在所述步驟1中，加熱至950～960℃。

5.根據權利要求3所述的異型方管的熱擠壓整體成型方法，其特征在于，在所述步驟1中，擴孔速度180～250mm/s。

6.根據權利要求4所述的異型方管的熱擠壓整體成型方法，其特征在于，在所述步驟2中，第二次加熱過程包括擴孔后將坯料放入環形爐加熱，加熱至950～960℃，保溫時間為1h；保溫處理后利用第二次感應爐將坯料加熱至1200～1220℃，均溫后出爐。

7.根據權利要求3至6任一項所述的異型方管的熱擠壓整體成型方法，其特征在于，在所述步驟3中，利用異型方管的熱擠壓模具對加熱后的坯料進行熱擠壓，擠壓力為48MN，擠壓速度250～300mm/s。