[發(fā)明專利]一種高比強度管材及其制作方法

在審

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• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114704693A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何曄
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十六研究所
• 主分類號: F16L9/02
• 分類號: F16L9/02;B21D26/033
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

本發(fā)明公開了一種高比強度管材及其制作方法，包括金屬管件，在金屬管件管腔內(nèi)填充有高壓氣體，金屬管件的兩端設(shè)有堵頭以將高壓氣體封閉于管腔內(nèi)。制作時，在金屬管件一端焊接堵頭以將該端封閉；然后將金屬管件放置于液氮罐中冷卻，金屬管件另一端位于液氮罐外，使金屬管件另一端冷卻到設(shè)定溫度；通過金屬管件另一端向管腔內(nèi)加入干冰；在金屬管件另一端焊接堵頭以將另一端封閉從而使干冰封閉于管腔內(nèi)；取出金屬管件，干冰在常溫下氣化而在金屬管件內(nèi)部形成高壓氣體，即得到高比強度管材。本發(fā)明能夠有效提高材料的比剛度和比強度，并且制作簡單，調(diào)節(jié)靈活。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓薄壁材料技術(shù)改進，具體涉及一種高比強度管材及其制作方法，屬于材料制作技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在工程應(yīng)用過程中，往往期望材料具有較高的剛度和強度，然而材料的剛度和強度的增加，往往伴隨著材料重量和密度增加的應(yīng)用矛盾，以及比剛度和比強度的矛盾。怎么解決這些矛盾成為材料科學(xué)研究的重要問題，有通過結(jié)構(gòu)設(shè)計改進的，有通過新型復(fù)合改進的，均取得一定的成效，特別是在結(jié)構(gòu)設(shè)計上取得了很大的進步。如何提供一種方便制備、比剛度和比強度更優(yōu)且可控的材料一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種高比強度管材及其制作方法，本發(fā)明能夠有效提高材料的比剛度和比強度，并且制作簡單，調(diào)節(jié)靈活。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種高比強度管材，包括金屬管件，在金屬管件管腔內(nèi)填充有高壓氣體，金屬管件的兩端設(shè)有堵頭以將高壓氣體封閉于管腔內(nèi)。

所述高壓氣體為二氧化碳。

所述金屬管件為不銹鋼管。

一種高比強度管材制作方法，步驟如下，

1）在兩端開口的金屬管件一端焊接堵頭以將該端封閉；

2）將步驟1）得到的金屬管件放置于液氮罐中冷卻并與液氮罐固定，金屬管件另一端位于液氮罐外，使金屬管件另一端冷卻到設(shè)定溫度；該設(shè)定溫度低于干冰的沸點；

3）通過金屬管件另一端向管腔內(nèi)加入干冰；

4）在金屬管件另一端焊接堵頭以將另一端封閉從而使干冰封閉于管腔內(nèi)；

5）取出金屬管件，干冰在常溫下氣化而在金屬管件內(nèi)部形成高壓氣體，即得到高比強度管材。

優(yōu)選地，步驟4）焊接堵頭時，保持焊槍位置固定，旋轉(zhuǎn)液氮罐和金屬管件以完成堵頭的焊接。

步驟3）加入干冰的量以干冰在常溫下氣化后在管腔內(nèi)得到需要的高壓為準(zhǔn)。

步驟3）和步驟4）進行時，金屬管件始終位于液氮罐內(nèi)。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明通過在薄壁不銹鋼管件內(nèi)部充入高壓氣體的獨特方式，構(gòu)建出一種新型工程材料，有效的提高了材料的比剛度和比強度。

2、本發(fā)明制作簡單實用，能很好的解決工程中對高比強度和高剛度性能材料的需求，并可根據(jù)實際需要通過調(diào)節(jié)干冰量達到調(diào)節(jié)構(gòu)件材料力學(xué)性能的目標(biāo)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高比強度管材結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明加工示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

參見圖1，本發(fā)明提出了一種高比強度管材，包括金屬管件1，在金屬管件管腔內(nèi)填充有高壓氣體3，金屬管件1的兩端設(shè)有堵頭2以將高壓氣體3封閉于管腔內(nèi)。

所述高壓氣體3為二氧化碳。

所述金屬管件1為不銹鋼管。