[发明专利]一种波纹管快速热成形装置及其方法

说明书

一种轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形装置及其方法，它涉及一种波纹管快速热成形装置及其方法。本发明的目的是要解决现有材质为室温难变形材料的金属波纹管的制造方法困难，工艺复杂和制造成本高的问题。一种轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形装置包括压头、顶部模瓣、模套、耐高温柔性粉体、型腔模瓣、待成型金属管材、底盘、底模座和加热体。成形方法：一、放置待成型金属管材；二、添加耐高温柔性粉体，开启加热体进行加热，施加压力成形，得到金属波纹管。利用本发明的方法成形材质为室温难变形材料的金属波纹管容易，成形速度快，工艺和脱模简单。本发明适用于成形金属波纹管。

技术领域

本发明涉及一种波纹管快速热成形装置及其方法。

背景技术

金属波纹管在工业领域应用广泛，目前金属波纹管的主要材质为铝合金和不锈钢等室温塑性良好的金属，对于镁合金、钛合金等室温难变形材料，其波纹管的制造相对困难。目前常用的制造难变形材料波纹管的方法主要有超塑胀形、热滚压成形等，其工艺相对复杂、制造成本较高，极大限度地束缚了镁合金、钛合金等金属波纹管的大范围应用。

发明内容

本发明的目的是要解决现有材质为室温难变形材料的金属波纹管的制造方法困难，工艺复杂和制造成本高的问题，而提供一种轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形装置及其方法。

一种轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形装置包括压头、顶部模瓣、模套、耐高温柔性粉体、型腔模瓣、待成型金属管材、底盘、底模座和加热体。

所述的底盘的外部设有底模座，底模座上设有型腔模瓣，型腔模瓣内设有型腔，耐高温柔性粉体设置在型腔中。

所述的型腔模瓣上设有顶部模瓣；压头的下端穿过顶部模瓣进入到型腔中。

所述的模套设置在顶部模瓣、型腔模瓣和底模座的外部，加热体设置在模套的外部。

所述的待成型金属管材置于型腔中，待成型金属管材的顶端置于顶部模瓣与压头形成的空隙中，待成型金属管材的底端置于底模座与底盘形成的空隙中。

一种轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形方法，是按以下步骤完成的：

一、将待成型金属管材放入到型腔中，待成型金属管材的顶端置于顶部模瓣与压头形成的空隙中，待成型金属管材的底端置于底模座与底盘形成的空隙中。

步骤一中所述的待成型金属管材的壁厚为3mm~10mm。

二、将耐高温柔性粉体加入到型腔中，开启加热体进行加热，当待成型金属管材的温度达到0.3Tm~0.6Tm时，向压头施加压力，使压头的下压速度为20mm/min~50mm/min，成形结束后停止向压头施加压力，得到金属波纹管；再进行脱膜，将金属波纹管取出，即完成一种轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形方法。

步骤二中所述的Tm为待成型金属管材的熔点。

本发明的原理及优点：

一、本发明一种轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形方法能够辅助镁合金、钛合金、高温合金或金属间化合物成形出波纹管，该方法是一种低成本波纹管制造方法，本发明引入耐高温柔性粉体作为成形介质，在通过耐高温柔性粉体施加载荷的热成形过程中，由于摩擦作用，随着压头下压过程，带动周围耐高温柔性粉体向下移动，耐高温柔性粉体的移动带动与之接触的待成型金属管材向下移动；耐高温柔性粉体对待成型金属管材的这种摩擦力使待成型金属管材产生了沿内表面的切向力作用；一方面，耐高温柔性粉体带动待成型金属管材的下移，自动产生了补料的效果；另外一方面，沿内表面适当的切向应力平衡了一部分外表面的切向应力，在这两方面作用之下，成形得到的波纹管波纹部分减薄程度很小，同时待成型金属管材的高度也有相应程度的降低，可以快速进行近均匀壁厚波纹管的成形。