[发明专利]一种由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法及装置在审
申请号: | 202010558111.X | 申请日: | 2020-06-18 |
公开(公告)号: | CN111992611A | 公开(公告)日: | 2020-11-27 |
发明(设计)人: | 王刚;杨建雷;王如月;战立强 | 申请(专利权)人: | 哈尔滨工业大学(威海) |
主分类号: | B21D26/051 | 分类号: | B21D26/051;B21D26/041;B21D26/053 |
代理公司: | 北京安度修典专利代理事务所(特殊普通合伙) 11424 | 代理人: | 杨方成 |
地址: | 264209*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 金属 管材 直接 成形 双金属 复合管 方法 装置 | ||
1.一种由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法,其特征在于,所述由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法包括:
步骤一,成形能力和成形温度确定:根据管材热拉伸试验或胀形试验测定两种单层金属或合金管在不同温度下的热成形能力和材料常数,确定与两种金属管材塑性相匹配的成形温度;
步骤二,管件可成形性分析:利用有限元分析软件基于步骤一所得的数据模拟所述两种金属管材直接热气压胀形双金属复合管件的成形过程,判断所述双金属复合管件的可成形性,并得到管坯外径、壁厚尺寸参数以及成形气压、加载路径、轴向进给量、成形时间工艺参数;
步骤三,管坯下料组装:根据管坯尺寸下料,将外层管套在内层管的外面,内层管内壁与外层管外壁之间通过位于外层管和内层管两端间的两个支撑环保持均匀间隙0.1-10mm;
步骤四,模具装配:将组合好的双层管放入模块中组装好,并将内层管、外层管以及左右两个模块放入套筒中,装配好通气管,打开加热装置,并加热到两种金属或合金的共同热成形温度,保温1-20min;
步骤五,自由胀形:从通气孔通入成形气体,加气压载荷使内层管发生自由胀形并贴靠外层管,内外两层管贴靠后,外层管和内层管同步发生自由胀形;
步骤六,合模进给:开启两侧轴向进给装置使左右两个模块在套筒内同时向中间移动,使左右两个模块贴合在一起,外层管和内层管继续同步胀形,并且局部和模壁接触,当左右两个模块接触后,停止轴向进给装置;
步骤七,升压定形:按照设定的加载路径继续升高气压,并保压,使外层管完全贴靠模腔内壁,形成双金属复合管件的清晰轮廓。
2.如权利要求1所述的由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法,其特征在于,步骤一中,所述室温难变形外层管/内层管金属组合为镁合金/铝合金、不锈钢/钛合金、不锈钢/高温合金、高温合金/钛合金。
3.如权利要求1所述的由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法,其特征在于,步骤四中,所述加热方式是电阻炉加热、感应加热、自阻加热。
4.如权利要求1所述的由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法,其特征在于,步骤五中,气体压力为1MPa-3MPa,胀形时间为5-60s;所述成形气体是氩气、氮气、空气。
5.如权利要求1所述的由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法,其特征在于,步骤六中,当所成形的复合管件所需的变形量不大时,左右两个模块之间可不留间隙,无需用轴向进给装置合模进给,不操作步骤六,由步骤五直接进入步骤七。
6.如权利要求1所述的由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法,其特征在于,步骤七中,气压5-20MPa,保压60-600s。
7.如权利要求1所述的由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法,其特征在于,步骤七后,还需进行:卸除内层管中的气体压力,退回密封头和进气封头,将管件从陶瓷模块中取出空冷,得到金属管材直接热成形双金属复合管件。
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