[发明专利]薄壁金属圆筒体的制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种薄壁金属圆筒体的制造方法。

背景技术：

通常，作为光学膜制造、纳米压印、大小型电子呈像式打印机用、高精度印刷的辊，多使用壁厚为0.03～0.3mm范围的聚苯乙烯膜、聚酰亚胺膜制造。此外还有，在镀镍中进行电镀，采用从母体上抽出在圆筒形母体上析出了镍金属的电铸品的镍电铸法制作。

上述用途的辊，因为在连续进行加热、加压、冷却、剥离等处理的工序中使用，所以希望具有良好的热传导性、耐热性，另外，因作为旋转体使用，所以还需要出色的疲劳强度、刚性。

但是，若采用聚苯乙烯、聚酰亚胺一类的树脂材料作为辊体时，辊体的热传导性差，而采用镍电铸产品作为辊体，虽然其热传导性出色，但在200℃以上的温度下会引起热脆化。所以在打印设备行业，采用上述两种材料制成的辊体逐渐退出市场，取而代之的是采用薄壁金属圆筒体制成的辊体。

而对于薄壁金属圆筒体，传统的加工方法是采用旋压加工，旋压加工中，把铝、不锈钢、镍、钛、铜或不锈钢和铜的金属包层材等作为材料进行塑性加工，采用这种薄壁金属圆筒体可制成发挥具有金属出色的热抟导性、耐热性、疲劳强度、刚性的辊。但该加工方法还是存在明显的缺点，经旋压加工制得的薄壁金属圆筒体在其表面上会产生大量的螺旋条纹，严重影响薄壁金属圆筒体的表面平整度，这种质量的产品不符合打印设备极高的表面平整度要求。而且对于加工厚度只有0.1mm以下的圆筒体而言，加工出的产品的直线度较差，壁厚不均匀。

发明内容：

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种可生产出高质量的薄壁金属圆筒体的制造方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：薄壁金属圆筒体的制造方法，包括以下工艺步骤：

①把金属板材加工成圆筒状素管；

②将圆筒状素管套于旋压加工设备的芯轴上，进行旋压加工得到初级薄壁金属圆筒体；

③对步骤②得到的初级薄壁金属圆筒体进行差温拉伸捋加工，制得主体厚度为0.1mm以下的管件；

④把经差温捋加工后的管件两端切除，保留中部管体，最终制得所需薄壁金属圆筒体。

在旋压加工时，旋压的同时对工件施以轴向张力。

差温拉伸捋加工的步骤是：把装有初级薄壁金属圆筒体的冲头压进冲模内一次，压进的过程同时对冲头进行冷却，对捋加工冲模进行加热。

对冲头冷却温度控制在-7℃～20℃，对捋加工冲模的加热温度控制在70℃～200℃。

冲头压进冲模的加工速度为10～1000mm/秒。

采用上述技术方案后，先利用旋压加工生产出薄壁金属圆筒预制品，再利用差温拉伸捋加工工艺，把薄壁金属圆筒体表面上的螺旋条纹去掉，同时可以把产品的直线度和壁厚重新修正，差温拉伸捋加工过程，对冲头进行冷却，对捋加工冲模进行加热，可有效抑制因捋加工而导致的马氏体相变，提高金属素材的可塑性。

附图说明：

图1A为本发明旋压加工设备结构图之一；

图1B为本发明旋压加工设备结构图之二；

图2A为本发明旋压加工设备结构图之三；

图2B为本发明旋压加工设备结构图之四；

图3A为本发明旋压加工设备结构图之五；

图3B为本发明旋压加工设备结构图之六；

图3C为本发明旋压加工设备结构图之七；

图3D为本发明旋压加工设备结构图之八；

图4为本发明旋压加工设备结构图之九；

图5为传统再拉伸捋加工模具的结构图；

图6为试验材料SUS304的机械性能与温度依赖性的关系图；

图7为温度与0.2％耐力的各向异性的关系图；

图8为初级拉伸成形品壁厚测量位置的示意图；

图9为对应图4所示测量位置的初级拉伸成形品壁厚分布示意图；

图10为对应图4所示测量位置的各样品加工诱起马氏体变量的示意图；

图11为再拉伸率为60％、初级拉伸率分别为2.6和2.0的壁厚分布对照图；

图12为再拉伸率为55％、初级拉伸率分别为2.6和2.0的壁厚分布对照图；

图13为初级拉伸成型品作退火处理后的加工诱起马氏体相变量示意图；

图14材料因再拉伸捋加工诱起的马氏体相变量的示意图；

图15为高温范围内差温拉深加工温度与应力的关系图。

具体实施方式：

本实施例的薄壁金属圆筒体的制造方法，包括以下工艺步骤：

①利用冲压或焊接的方式把金属板材加工成帽状圆筒状素管；