[發明專利]一種差動長芯頭管材拉拔方法

在審

• 申請號: 202110332048.2
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112934992A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 劉振偉;張振
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B21C1/00
• 分類號: B21C1/00;B21C3/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明屬于金屬加工技術領域，目的在于提供一種差動長芯頭管材拉拔方法，解決了管材固定短芯頭拉拔容易劃傷內表面和移動長芯棒拉拔過程過于繁瑣和工藝受到管材規格限制的問題。本發明所述的方法，在拉拔過程中管材與芯頭以一定的速度比同向移動，拉拔結束后管材與芯頭脫開，既大幅度增加芯頭的工作帶長度又不需要附加的脫芯工序，在保證管材拉拔質量的同時提高了拉拔效率。本發明可用于有一定塑性金屬管材的帶芯拉拔加工，尤其適用于鋁合金、奧氏體不銹鋼材料的小直徑、薄壁、長管材的加工，可以有效的避免管材的拉拔損傷。

技術領域

本發明屬于金屬加工技術領域，特別提供一種差動長芯頭管材拉拔方法。

背景技術

管材帶芯拉拔是指拉拔小車帶動管材通過外模和芯頭形成的環形區域，實現減徑和減壁的塑性變形方法。

管材通常的帶芯拉拔方式主要有兩種：固定短芯頭拉拔和移動長芯棒拉拔。固定短芯頭拉拔方式芯頭的工作帶長度一般為3～8mm，由于工作帶短，對于薄壁、長管材的拉拔，固定短芯頭方式極易造成內表面劃傷；移動長芯棒拉拔方式芯棒的工作帶長度為管材長度，管材表面不容易劃傷，但拉拔結束后需要附加脫芯處理，對于薄壁、小直徑、長管材的移動長芯棒拉拔，需要采用鍛打等方式脫芯，易造成表面損傷，并且加工效率低。

固定短芯頭拉拔時，芯頭的長度一般為60mm～80mm，將其固定在芯頭拉桿上，芯頭保持不動；外模被固定在模座上，也保持靜止。管材由拉拔小車牽引向前移動，通過外模與芯頭形成的環形區域，完成管材的拉拔過程，參考附圖1。固定短芯頭拉拔的主要優點是工藝過程簡單，不需要專門的脫芯工序，加工效率高；缺點是拉拔薄壁、長管材時，易造成管材內表面劃傷，主要原因有兩個：第一，芯頭所使用的工作帶長度僅為3～8mm，且在拉拔過程中工作帶位置不變，拉拔過程中，尤其是拉拔的中后期，潤滑膜容易破碎，使模具金屬與管坯金屬直接接觸，造成管材內表面劃傷；第二，拉拔過程中芯頭與管材的相對速度快(為拉拔小車的移動速度)，較快的相對速度使管材與工具表面接觸處產生的摩擦熱增加，且來不及傳導出去，溫度升高，易引起接觸表面接觸點的粘接，造成管材的內表面劃傷。

移動長芯棒拉拔是另一種傳統管材的拉拔方法，芯棒長度必須大于拉拔后管材的有效長度，拉拔時小車帶動長芯棒與管材一起向前移動，通過外模，完成減徑和減壁過程，參考附圖2。拉拔后管材與長芯棒結合在一起，必須通過脫芯處理，使管材與長芯棒分離。采用長芯棒拉拔，芯棒與管材的相對速度僅為拉拔前后管材的延伸率，可以有效地避免固定短芯頭拉拔過程中表面劃傷的問題。但是，由于增加了脫芯過程，使該方法效率低，對于薄壁、長管材，脫芯處理需要進行鍛打等復雜工藝，劣化了管材的表面質量，而對于某些長徑比較大的管材，脫芯過程可能無法完成。

發明內容

本發明的目的在于提供一種差動長芯頭管材拉拔方法，解決了管材固定短芯頭拉拔容易劃傷內表面和移動長芯棒拉拔過程過于繁瑣和工藝受到管材規格限制的問題。

本發明技術方案如下：

本發明提供了一種差動長芯頭管材拉拔方法，采用芯頭與管材同時同向移動，且芯頭的移動速度小于管材的移動速度。具體為拉拔時長芯頭在拉桿拖動下，相對于管材差速運動，參考附圖3，拉拔結束時，芯頭與管材自動脫離。

進一步地，管材的平均移動速度為1-10m/min，芯頭的平均移動速度為0.2-5m/min，管材與芯頭的移動速度比為2～10。合適的速度及比例能夠將拉拔過程中容易劃傷的問題解決。

進一步地，管材為連續式移動；芯頭為連續式移動，或為間歇式移動，且芯頭采取間歇式移動時，兩次間歇間芯頭的移動速度必須小于或等于管材的移動速度；這是因為如果芯頭的移動速度大于管材的移動速度容易劃傷管材的內表面。

具體地，本發明適用的管材長度為1m-10m。因為更短的管材要求的長芯棒長度短，用移動長芯棒拉拔方式完全可以滿足要求；而更長的管材芯頭拉桿要求長，太長的芯頭拉桿無法承受壓應力，不能在管材拉拔開始前將芯頭引入進外模區域，芯頭拉桿拉拔的方式不再適用。