[其他]金属管自增压润滑冷拔(空拔)方法及其模具

说明书

本发明涉及金属管的压力润滑冷拔加工技术。特别是金属管自增压润滑冷拔（空拔）加工技术。

冷拔管时，即使采用令人满意的工艺润滑，仍有40～50%的总拔制力消耗在克服摩擦力方面。选择良好的润滑方式，是冷拔加工生产中的重要环节。目前，金属管的冷拔加工生产普遍采用的前处理，主要是进行化学处理，以便在冷拔时产生润滑作用，但这种润滑方法的缺点是润滑效果欠佳、成本高。近年来，广泛研究采用加压润滑法，加压方式采用高压泵或低压泵输送液体润滑剂，或采用将润滑剂压入压力管。但这种强制加压法设备费用高，在高压下压入时的压力损失大，密封也很困难，因而也不适合于现场生产中。

在В·С·ПЭРШИН等《ХОЛОДНОЕВОЛОЧЕНИЕТРУБ》，（М·，《МЕТАЛЛУРГИЯ》，1979），74～125页第五章中阐述了一种采用润滑剂流体动力学送进用的有弹性元件装置（见图1）的压力润滑冷拔加工技术，这种压力润滑方法效果虽好，但由于结构复杂、稳定性差而未得到广泛应用。

鉴于目前冷拔管加工生产中，大都采用多道次的冷拔工艺，因而原材料消耗高，加工成本高。研究一种适合于工厂使用的冷拔道次延伸系数高的金属管压力润滑冷拔加工技术具有十分重要的意义。

本发明的目的是提供一种明显提高冷拔道次延伸系数，与现有工艺相比，减少冷拔道次1/3～1/2的金属管自增压润滑冷拔（空拔）加工技术。

本发明主要采用了带有弹性储压元件G并设计有六个工作带的冷拔（空拔）模具（见图2）和具有成压带的阶梯形锻头设计（见图4）。使金属管在拔制过程中产生自增压润滑的功能，从而使冷拔道次延伸系数显著提高，总拔制力大幅度降低。

本发明使用的带有弹性储压元件G的冷拔（空拔）模具是采用耐磨、耐压材料制成的，在设计上由入口带A、第一减径带B、储压带C、增压带D、第二变形带E、定径带F等六个工作带构成。与一般冷拔（空拔）模具相比增加了C、D、E、F四个工作带，并在储压带C中装设了弹性储压元件G，使润滑剂在模具的C、D带内形成自增压区。

现将模具各工作带的结构和作用叙述如下：一、入口带A：A工作带的作用与一般冷拔（空拔）模具相同，但本发明采用了较大的工作锥角α₁（α₁＝20°～30。）。A的长度a＝8～10毫米、直径d₅＝D₁+（4～6）毫米。

二、第一减径带B：B工作带作为液压密封带和第一减径带而设计的，金属管在此处受到小量的压缩。B的长度b＝2～4毫米，直径d₄＝D₁-（2～4）毫米。

三、储压带C：在C工作带内安放一个弹性储压元件G。C工作带的主要作用是储存拔制过程中产生的润滑剂压力。C的长度c＝10～12毫米，直径d₃＝d₄+（10～14）毫米。

四、增压带D：D工作带是润滑剂的增压区，润滑剂在此处受到挤压而增压。D带的设计参考压力管原理设计，待加工金属管在D工作带的直径D₂略小于模具增压带D的直径d₂。高压润滑剂在D工作带受到挤压摩擦发热膨胀而使压力再升高。D的长度d＝18～25毫米、直径d₂＝d₄+（0.1～0.3）毫米。

五、第二变形带E：金属管在此处急剧变形。E带长度的选择是工艺合理化的关键参数，它对拔制工艺中功率的消耗、壁厚的变化、打头的长度等都有直接的影响。E的长度e＝15～22毫米，工作锥角α₂＝20°～35°。

六、定径带F：定径带F是确定产品外径最终尺寸的工作带，同时也作为压力密封带而设计的。F的长度f＝4～6毫米、直径d₁＝成品公称直径+（0.1～1.4）毫米。

七、弹性储压元件G（见图3）是采用耐油、耐压、耐磨的弹性材料制成的。G的外径P₁＝d₃-（1～2）毫米，内径P₂＝d₂+（2～3）毫米、厚度H＝c（储压带长度）-（1～2）毫米。