[发明专利]一种黑色金属管坯制造方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于黑色金属加工及制造设备技术领域，特别涉及一种黑色金属管坯制造方法及设备。

背景技术

随着，我国工业的快速发展，在核电、火电、军工等领域对于黑色金属管的需求量越来越大，而管坯质量的好坏直接影响着最终成品管的优劣。目前，主要的黑色金属制管工艺，有轧制、离心铸造、机械加工、拉拔、挤压等，不管采用何种工艺都需要预先制坯。国内外最主要制坯方法为镦粗-穿孔法，如图1所示。由于该方法能够有效打碎大尺度的树枝状晶体，细化晶粒，且在制坯过程中金属为三向压应力状态，因此其得到了普遍应用。该方法首先对八角或圆柱实心锭进行闭式、半闭式或开式镦粗，然后再将制坯模具换位以穿孔，最后对管坯的余料进行切除(也可机加工、液压剪或圆盘锯切除余料等)。

上述传统黑色金属管坯制造方法，主要由三个工步组成：镦粗、穿孔和切压余。这三个工步在操作过程中是通过变换模具的位置来实现的。独立式镦粗模具1a、独立式穿孔模具2a固定在移动平台3a上，通过移动平台3a的运动带动两个模具的换位，其模具运动方向14虽然与管坯成型方向13都在模具运动平面11内，但它们相互垂直并不同心，且各模具本身的轴线虽然平行但不同轴，如图2所示。采用这种方法和设备，需要在每个制坯周期中循环变换模具的位置，定位精度只能通过液压控制或机械限位来保证。这种结构的定位受传感器灵敏度或机械配合精度决定，定位精度有限，且随着使用时间的延长，其定位精度会越来越差。另外，受闭环反馈时间的限制，很难适应快速制坯的工艺要求，当反馈时间过慢，会导致热态的金属冷却甚至无法制坯。因此，总的来看采用该工艺，管坯同心度不高，切压余不便，材料成品率低下，造成产品很大的浪费，最终影响黑色金属管的质量。

发明内容

本发明的目的是针对当前黑色金属管坯同心度不高，材料利用率低等问题，提出的一种用于提高工艺水平的黑色金属管坯制造方法及相应设备。

为实现上述目的，本发明主要采用下面的技术方案：

一种黑色金属管坯制造方法及设备，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将嵌入式穿孔模具2b套装入嵌入式镦粗模具1b内，并将嵌入式镦粗模具1b固定到主工作平面12上，使得嵌入式穿孔模具2b既能相对于嵌入式镦粗模具1b运动，又能与其同步运动；然后将待加工实心坯料6放置在嵌入式镦粗模具1b的顶部；

2)将多工位平台3b移动到镦粗-穿孔工位区17，并使筒状容器5锁死在多工位平台3b上，然后主工作平面12带动嵌入式穿孔模具2b和嵌入式镦粗模具1b同步运动，使其在筒状容器5和多工位平台3b形成的空间内对坯料进行镦粗；

3)镦粗行程结束后，嵌入式镦粗模具1b回程，嵌入式穿孔模具2b继续运动对坯料进行穿孔；

4)穿孔行程结束后，将多工位平台3b移动到切压余工位区16，嵌入式穿孔模具2b继续运动切压余；

5)多工位平台3b、嵌入式穿孔模具2b、嵌入式镦粗模具1b、筒状容器5和主工作平面12回到初始位置；模具运动方向14、管坯成形方向13和模具几何中心三者重合，即满足如下两个条件：