[发明专利]一种旋压大直径薄壁管材旋压纹深度的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于金属加工成形技术领域，具体涉及一种旋压大直径薄壁管材旋压纹深度的测量方法。

背景技术

大直径薄壁管材在航空、航天、兵器、船舶、核工业等诸多领域的军、民品上具有良好的应用前景，随着先进装备的升级换代，不但对其组织性能提出更高的要求，对其表面质量、尺寸精度和形位精度等也提出更高要求。

强力旋压（强旋）是制备加工大直径薄壁管材的有效方法之一，旋压管材表面为等间距的旋压纹，高精度大直径薄壁管材对表面质量要求较高，管材经旋压后，表面须抛光处理，方可使用，虽然抛光是高精度大直径薄壁管材制备加工的辅助工序，但其决定管材尺寸精度和表面质量，若控制不当，极易造成管材报废，前功尽弃。高精度大直径薄壁管材的外径为Φ200mm～Φ600mm，外径公差仅为0.1mm；壁厚为0.4～0.5mm，壁厚公差仅为0.08mm，管材长度为1500mm～4000mm，表面光洁度不低于▽1.6，大直径薄壁管材尺寸精度和表面质量要求非常严格。生产实践表明，采用粗糙度测量仪，可以评价大直径旋压管材表面的粗糙度，但难以精确测量，旋压纹深度。由于没有行之有效的方法精确测量旋压纹深度，无法明确给出抛光多少才能将凹凸不平的旋压纹抛光，表面光洁度高于▽1.6。目前，抛光工序主要依靠生产一线工人师傅的经验，难以精确掌握抛光量，经常使得管材壁厚超出公差要求，造成管材报废，使得大直径薄壁管材的成品率极低。

因此，精确测量旋压纹深度，为抛光工艺提供基础数据，显得非常重要。此外，可通过精确测量旋压纹深度，调整和改进旋压工艺和工模具结构，减小旋压纹深度，减少抛光量，提高管材成品率。

发明内容

本发明是为了解决生产实际问题，根据生产需要，提供了一种旋压大直径薄壁管材旋压纹深度的精确测量方法。

本发明的技术方案如下：

一种旋压大直径薄壁管材旋压纹深度的测量方法：

（1）在旋压大直径薄壁管材内放入胎具，切割圆环，并将圆环从中间切开，得到半圆环管材试样；

（2）将半圆环试样的管材内壁一侧朝下，放到铺垫棉毡的水平台上，在试样另一侧铺垫棉毡，将表面光滑的平直钢板压在铺垫棉毡的试样上面，校平试样；

（3）在较平的试样上切出正方形或长方形试样；

（4）将正方形或长方形试样镶样、抛光；上述镶样为热镶或冷镶，热镶的温度为150℃；

（5）在测试设备上测量旋压纹波峰和波谷到管材内壁的距离，然后计算出旋压纹深度。

其中：

步骤（1）中旋压大直径薄壁管材的壁厚为0.4～0.5mm，直径为200mm～600mm。

步骤（1）中胎具的直径与旋压大直径薄壁管材的内径相同。

步骤（1）中的切割在线切割机上进行；

步骤（4）中的热镶在金相镶样机上进行；冷镶的嵌料为义齿基托树脂。

将管材试样放在上述金相镶样机的圆柱腔体中进行热镶，管材试样旋压纹的平行方向与金相镶样机圆柱腔体的圆柱面平行，与圆柱腔体的底面垂直。

步骤（5）中的测试设备选自扫描电镜、金相显微镜或光学影像测量仪，该测试设备可以直接测量距离并给出测量数据。

本发明的有益效果为：

（1）本发明取样时，在大直径薄壁管材内放置胎具，避免了取样装卡不当，影响管材形位精度，测量旋压纹深度的实施过程中对管材无损伤；

（2）本发明为大直径薄壁管材后续表面处理提供了关键的基础数据，对精确控制抛光过程、提高管材尺寸精度和成品率具有实用价值和重要工程意义，也有助于调整和改进旋压工艺和工模具结构，减小旋压纹深度，减少抛光量；

（3）本发明实施方便，易于操作，采用的镶样机、抛光机和测试设备均为现有通用，无需购置专用设备，投资小，经济可靠；本发明首次用于精确测量大直径薄壁管材旋压纹深度；

（4）本发明主要针对壁厚为0.4～0.5mm和直径为Φ200mm～Φ600mm的大直径薄壁管材，亦适用于壁厚为更薄或稍厚，直径更大或更小的薄壁管材，本发明的适用性强。

附图说明

图1为金相镶样中试样放置示意图；

图2为旋压纹深度示意图；

图3为实施例1旋压大直径薄壁管材旋压纹深度在扫描电镜上的测量结果；

图4为实施例2旋压大直径薄壁管材旋压纹深度在扫描电镜上的测量结果；

图5为实施例3旋压大直径薄壁管材旋压纹深度在扫描电镜上的测量结果；

图中：1-试样；2-金相镶样机的圆柱腔体；3-圆柱腔体的底面。