[发明专利]一种高精度铝管的拉拔方法

说明书

技术领域：

本发明属于金属塑性加工成型技术领域，具体涉及一种高精度铝管的拉拔方法。

背景技术：

高精度优质铝合金管材是一种内径尺寸允许偏差很小的管材，接近机械加工的精度(一 般要求内径尺寸偏差为0～0.03mm)，远远超出国内外任何一个国家标准中对铝合金管材的精 度要求(如GB/T4436-1995、ASTMB210M-1995等)。主要应用于复印机的感光磁鼓、自动控制 方面的各种气缸(包括液压缸)的缸套及其他一些气动元件等。

同普通薄壁管材一样，高精度铝合金管材的生产工艺过程，首先也是由挤压提供管坯， 然后经过拉拔或冷轧管——拉拔的方式生产出成品。但高精度管材的生产难度远大于普通管 材。

一般情况下要生产高精度管材基本采用衬拉，衬拉包括固定短芯棒拉拔、游动芯棒拉拔、 长芯棒拉拔、顶管法和扩径法。而固定短芯头拉拔和长芯棒拉拔是最是拉拔精度最高的方法， 但很难达到高精度优质铝合金管材的要求。

由于高精度管材需要得到精度级别很高的内径尺寸，但实际生产中存在拔后管材内壁的 弹性恢复，弹性恢复造成了拔后管材存在不同程度的弹变量，弹变量的存在直接影响管材的 精度。因此，如何解决弹性恢复给管材内径尺寸精度带来的影响是生产高精度铝管的一大难 题。

目前提高管材精度的方法是通过有限元模拟研究管材内径尺寸的变化规律，设计合理的 拉拔工模具参数，制订合理的变形工艺制度，控制管材内径尺寸变化(见《重型机械》2005， 第1期“中芯棒位置对管材内径尺寸精度影响的有限元模拟”)。但该方法仅在理论上可行， 且拔后管材内壁的弹性恢复，弹性恢复造成了拔后管材存在不同程度的弹变量，仍无法解决。

发明内容：

本发明提供一种高精度铝管的拉拔方法，是根据金属变形原理，高频感应加热集肤效应和 金属拉拔时金属流动理论，发明的一种新的高精度铝管拉拔方法。

金属变形原理：

金属在受到超过屈服应力极限的外力作用时，会发生塑性变形，同时伴随有弹性变性。当 外力拆除时塑性变形仍会保留，而弹性变性会恢复，这是造成拔后管材精度难以控制的最主 要的原因。根据金属变形原理变形金属温度升高金属的塑性变形所占比重增加，弹性变形所 占比重减少。所以本发明将金属加热到适当的温度进行拉拔，减少拔后管材内壁的弹性恢复， 提高管材拉拔精度。

集肤效应：

如果把金属管材全部加热，在弹性变形所占比重减少的同时强度也在下降，很容易造成拉 断。所以必须进行表面浅层加热。高频感应加热的集肤效应就是当交变电流通过导体时，电流 将集中在导体表面流过，频率越高这种现象越明显，可以实现浅加热。所以本发明采用了高 频感应加热，只对管材内表面进行加热。

金属拉拔时金属流动理论：

在管材拉拔过程中，当变形量不大时金属的变形主要集中的内外表面，根据这一理论在最 后一道拉拔加工时，本发明采用内璧小变形量拉拔加工，以保证管材内径尺寸。

根据上述原理，本发明提供一种高精度铝管的拉拔方法，该方法利用高频加热方法将铝 管内壁表面加热到一定温度，减少回弹，同时保证铝管的其它部位的温度仍然很低和材料强 度，以防拉断；另外采用内璧小变形量拉拔加工保证变形仅发生在内璧表面的高温处。

本发明所提供的拉拔方法具体如下：

1、在普通管材拉拔机上增加一个高频感应加热装置，高频感应加热装置安装在拉拔机固 定短芯头的周围，该高频感应加热装置包括加热线圈以及温度检测传感器，具体的安装位置 和高频感应加热装置结构见说明书附图1以及说明书附图2所示。

高频感应加热装置的参数如下：

工作电源：单相220V/50Hz；

工作电压范围：180V～250V；

最大输入电流：5-100A；

振荡功率：1-20KVA；

振荡频率：40～160KHz。

2、先将铝管管坯外径、内径拉拔到以下尺寸：

D₁＝D+0～6mm

d₁＝d+0.5～1mm

D₁，d₁---分别是精拉前铝管管材的外径和内径；

D，d----分别是铝管管材目标外径和内径；