[发明专利]一种具有波纹结合面的金属复合管三辊斜轧成形方法

说明书

本发明涉及金属复合管成形技术领域，具体涉及一种具有波纹结合面的金属复合管三辊斜轧成形方法,金属复合管在三辊斜轧机上轧制，三辊斜轧机上设有三个轧辊，轧辊的外表面上从轧辊的小头端至轧辊的大头端依次设置有咬入段、成形段及轧平段，所述轧辊上设有单道成形波纹，成形波纹分布于咬入段的末端与成形段的末端之间，三个轧辊上的成形波纹错距分布，三个轧辊上的成形波纹先后依次与复合管坯的外壁接触。本发明能够利用三辊斜轧机在复合管坯上轧制出一道完整的螺旋波纹，同时将波纹轧制和波纹轧平两种工艺集成在一套轧辊上，减少工艺流程，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及金属复合管成形技术领域，具体涉及一种具有波纹结合面的金属复合管三辊斜轧成形方法。

背景技术

金属复合管是指由内、外两层不同的金属管(基管、覆管)结合而成的金属复合管材，能够充分利用基管和覆管的最佳性能，因其优越的性能应用领域相当广泛。现有技术中基管和覆管之间主流的固-固相复合工艺是拉拔复合、滚压复合、旋压复合、热连轧、热挤压等方法，其中冷变形加工的复合界面通常为机械啮合，结合强度低，热变形和特殊成形过程中复合界面在高温、压力、变形作用下可以形成稳固的冶金结合，但这种方法基管和覆管之间的结合界面通常较为平整，其结合能力有限，导致金属复合管的抗剥离强度、抗扭强度难以达到设计要求。

最新的研究中，在金属复合管的结合面轧制出波纹可以显著增加金属复合管的结合强度。这种金属复合管的制备需要多机架、多孔型、多道次来实现，比如在轧机上轧出带波纹的管坯，再在另一个轧机上换一套模具进行波纹的轧平，在工艺流程和生产效率上具备改进空间。

发明内容

针对现有技术中的以上不足，本发明的目的在于提供一种具有波纹结合面的金属复合管三辊斜轧成形方法，能够利用三辊斜轧机在复合管坯上轧制出一道完整的螺旋波纹，同时将波纹轧制和波纹轧平两种工艺集成在一套轧辊上，减少工艺流程，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种具有波纹结合面的金属复合管三辊斜轧成形方法，金属复合管在三辊斜轧机上轧制，三辊斜轧机上设有三个轧辊，轧辊的外表面上从轧辊的小头端至轧辊的大头端依次设置有咬入段、成形段及轧平段，所述轧辊上设有单道成形波纹，成形波纹分布于咬入段的末端与成形段的末端之间，三个轧辊上的成形波纹错距分布，三个轧辊上的成形波纹先后依次与复合管坯的外壁接触，该成形方法包括以下步骤：

S1、将芯棒穿入复合管坯中，送进三辊斜轧机中进行轧制，三个轧辊在轧制线周围互成120°布置且同向旋转，每个轧辊的轴线相对于轧制线的偏转角度为送进角，每个轧辊的端面与轧制线之间的角度为碾轧角，芯棒中心线与轧制线重合；

S2、推送机以一定的速度沿轧制线方向推送复合管坯，当复合管坯与咬入段接触，推送机停止推送，在轧辊摩擦力的作用下，复合管坯实现绕轧制线旋转并同时沿着轧制线方向运动，实现复合管坯的咬入；

S3、复合管坯由咬入段进入成形段，三个轧辊上的成形波纹在空间上错距分布，复合管坯与第一个轧辊上的成形波纹接触，在摩擦力的作用下，复合管坯转动1/3圆周并轴向进给一段送进距离，复合管坯上轧出一道次螺旋波纹，此时，第二个轧辊上的成形波纹与一道次复合管坯波纹接触，复合管坯再次转动1/3圆周并轴向进给同等的送进距离，在一道次螺旋波纹的基础上轧出二道次螺旋波纹，随后，第三个轧辊上的成形波纹与二道次复合管坯波纹接触，复合管坯再次转动1/3圆周并轴向进给同等的送进距离，在二道次波纹的基础上轧出三道次螺旋波纹，如此三道次波纹渐进成形，在复合管坯上轧制出一道完整的螺旋波纹；

S4、复合管坯继续旋转进给，经过轧平段，将复合管坯上外壁上的螺旋波纹轧平，在复合管坯的结合界面上轧制形成波纹结合面。