[发明专利]电流辅助钛及钛合金波纹管单波连续成形装置及成形方法

权利要求书

1.一种电流辅助钛及钛合金波纹管单波连续成形装置，所述成形装置包括两个推模(3)、电源(4)、气源(5)、两个膜片(10)、两个弹簧(11)、两个导向杆(12)和两个弹簧反力杆(14)，其特征在于：所述成形装置还包括第一芯轴(2)、第二芯轴(7)、绝缘层(9)和四个绝缘套(13)，所述第一芯轴(2)和第二芯轴(7)的外径相同，所述第一芯轴(2)的右端与第二芯轴(7)的左端固接且二者位于同一轴线上，所述绝缘层(9)位于第一芯轴(2)和第二芯轴(7)之间，所述两个膜片(10)上下对应竖直设置在第二芯轴(7)上，且均与第二芯轴(7)的轴向垂直，每个膜片(10)的左侧分别固接有一个导向杆(12)和一个弹簧反力杆(14)，且导向杆(12)和弹簧反力杆(14)均与第二芯轴(7)平行设置，两个推模(3)上对应开有第一通孔(3-1)和第二通孔(3-2)，每个第一通孔(3-1)和第二通孔(3-2)内对应安装有一个绝缘套(13)，两个推模(3)上下对应穿装在相应的导向杆(12)和弹簧反力杆(14)上，每个弹簧反力杆(14)上套装有一个弹簧(11)，弹簧(11)位于对应的推模(3)和膜片(10)之间，所述第二芯轴(7)的内部沿轴线方向开有中心盲孔(7-1)，所述第二芯轴(7)上沿竖直方向对应开有两个第三通孔(7-2)，且两个第三通孔(7-2)均与中心盲孔(7-1)相连通，气源(5)与中心盲孔(7-1)相连通，电源(4)的两个输出端的一端与推模(3)连接，另一端与膜片(10)连接，所述电源(4)、推模(3)、模片(10)以及推模(3)模片(10)之间的待成形管坯(1)构成通电回路，所述电源(4)为大功率电源。

2.根据权利要求1所述的电流辅助钛及钛合金波纹管单波连续成形装置，其特征在于：所述成形装置还包括红外测温装置(6)，所述红外测温装置(6)与推模(3)和模片(10)之间的待成形管坯(1)连接。

3.根据权利要求1或2所述的电流辅助钛及钛合金波纹管单波连续成形装置，其特征在于：所述成形装置还包括两个密封圈(8)，所述第一芯轴(2)外壁上沿圆周方向开有第一环形凹槽(2-1)，所述第二芯轴(7)外壁上沿圆周方向开有第二环形凹槽(7-3)，第一环形凹槽(2-1)和第二环形凹槽(7-3)内均安装有一个密封圈(8)。

4.一种利用权利要求1、2或3的装置进行钛及钛合金波纹管单波连续成形的方法，其特征在于连续成形方法的工艺步骤如下：

步骤一：将上下对应两个推模(3)和两个膜片(10)同时向待成形管坯(1)移动，直到两个推模(3)和两个膜片(10)的上下表面将待成形管坯(1)的待成形端沿圆周方向紧紧包住；

步骤二、将第一芯轴(2)和第二芯轴(7)由右向左穿装在待成形管坯(1)内，使第二芯轴(7)上的第三通孔(7-2)的轴向位置紧邻模片(10)的左侧；

步骤三、根据推模(3)和模片(10)之间的待成形管坯(1)的横截面尺寸和电阻数据，选择电流参数，电流为1000～20000A；

步骤四、将所述成形装置放置在压力机上，并保持推模(3)两个膜片(10)与压力机和气源(5)绝缘；

步骤五、将电源(4)的电极分别连接到推模(3)和模片(10)上，通电加热，加热速度为10～30℃/s；

步骤六、通过红外测温仪(6)实时测量坯料的温度，并依据其温度实时调整电源(4)的输出电流参数，电源输出电压为4～10V；

步骤七、当推模(3)和模片(10)之间的待成形管坯(1)的温度达到600～1000℃时，向第二芯轴(7)的中心盲孔(7-1)中充入惰性气体，使气压达到0.5～1.5Mpa，中心盲孔(7-1)中的惰性气体通过两个第三通孔(7-2)进入到推模(3)和模片(10)之间的待成形管坯(1)的内壁，推模(3)和模片(10)之间的待成形管坯(1)的内壁受到气压的作用力鼓起，形成初波；

步骤八、通过压力机施压使推模(3)克服弹簧(11)的阻力沿着导向杆(12)向右移动，使初波的高度方向增加，宽度方向缩小，继续充入惰性气体，气压达到2～5MPa，直至波形达到设计尺寸为止；

步骤九、将推模(3)和模片(10)与已成形的波纹管分开，将已成形的波纹移动到膜片(10)的右侧，然后将上下对应两个推模(3)和两个膜片(10)同时向待成形管坯(1)移动，直到两个推模(3)和两个膜片(10)的上下表面将待成形管坯(1)的待成形端紧紧包住；重复步骤三～步骤八，成形下一个波纹，直到待成形管坯形成波纹管为止；

步骤十、然后经断电、卸气压、将推模(3)和模片(10)与已成形的波纹管分开、退第一芯轴(2)和第二芯轴(7)、退推模(3)五个工序，将已经成形的波纹管从模具中脱出。