[发明专利]含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置及方法

说明书

本发明提供了一种含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置及方法，包括钛管毛坯、钛管毛坯固定装置、加工刀具组、自阻加热工装和旋压成形装置。自阻加热工装包括高频低压电源、碳刷架总成、碳刷杆、磁性固定架、导线，其中，碳刷杆一端通过绝缘处理与碳刷架总成过盈配合，另一端通过螺纹配合与磁性固定架固定，磁性固定架与移动顶尖固定；高频低压电源正极通过导线与碳刷架总成相接，负极与旋压轮的接线柱相连，高频低压电源、钛管毛坯、旋压轮、尾顶、导线和碳刷架总成构成电流回路。本发明制备的含钛层状复合管经过热力耦合旋压，内外管界面结合强度大，不会产生开裂现象。

技术领域

本发明涉及复合管制备技术领域，具体是一种含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置及方法。

背景技术

金属管道在石油、天热气运输、航空航天、建筑行业、能源化工等行业有着广泛的应用；由于使用环境恶劣，单金属管在使用过程中会出现腐蚀、鼓包、破裂等现象，需要经常更换新管道来维持正常工作，导致了资源的大量浪费和存在潜在安全隐患。复合管的出现可以很好的解决上述问题，也提高了金属资源的使用率；钛有着强度高、热强度高、耐腐蚀性能好、低温性能好等优点，钛管毛坯热减薄旋压作为外管可以得到良好的抗压和抗冲击效果，接触腐蚀介质的内衬管可以根据不同的需要选择合适的材质管坯旋压；此发明方法既提高了管道的使用条件，也降低了金属材料的使用量。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置及方法，本发明制备的含钛层状复合管经过热力耦合旋压，内外管界面结合强度大，不会产生开裂现象。

本发明提供了一种含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置，包括钛管毛坯、钛管毛坯固定装置、加工刀具组、自阻加热工装和旋压成形装置。

所述的旋压成形装置包括依次套在旋压主轴前端的移动顶尖、转动顶尖和尾顶。

所述的钛管毛坯为凹形结构，钛管毛坯的凸口与尾顶连接并跟随尾顶旋转，钛管毛坯外面涂抹高温润滑剂，钛管毛坯外缘处设有加工刀具组。

所述的加工刀具组包括旋压轮和砂轮。

所述的钛管毛坯固定装置包括三爪卡盘、芯模和内衬管，芯模的一端经绝缘处理安装在三爪卡盘上，另一端套有内衬管，内衬管伸入凹形钛管毛坯凹口中。

所述的自阻加热工装包括高频低压电源、碳刷架总成、碳刷杆、磁性固定架、导线，其中，碳刷杆一端通过绝缘处理与碳刷架总成过盈配合，另一端通过螺纹配合与磁性固定架固定，磁性固定架与移动顶尖固定；高频低压电源正极通过导线与碳刷架总成相接，负极与旋压轮的接线柱相连，高频低压电源、钛管毛坯、旋压轮、尾顶、导线和碳刷架总成构成电流回路。

所述的尾顶通过螺栓固定在转动顶尖上，尾顶和转动顶尖之间通过3mm耐高温绝缘材料隔开；所述的旋压轮与加工刀具组其余结构之间通过2mm耐高温绝缘材料隔开。

所述的耐高温绝缘材料为高铝型硅酸铝纤维纸。

所述的高频低压电源输出电流大小为0-800A，电压大小为0-15V。

所述的高温润滑剂为37二硫化钼润滑剂。

本发明还提供了一种含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形方法，包括以下步骤：

1）制备芯模：根据金属内衬管的内径尺寸，设计出相同直径尺寸的芯模。

 2）内衬管坯的旋压：根据需要选择合适金属材质的一端封底的内衬管坯，在芯模表面和内衬管的内壁涂油润滑剂，设定道次减薄率、主轴转速和进给率，对内衬管进行减薄旋压至1-1.5mm。

 3）安装外管：选择一端封底的钛管毛坯套在内衬管的末端，钛管毛坯内径比内衬管外径大0.05-0.1mm。