[发明专利]一种内压成形与热处理一体化装置及方法

摘要

本发明公开了一种内压成形与热处理一体化装置，密封冲头分为下密封冲头和上密封冲头；合模推板分为右推板和左推板两部分；模具分为左模和右模两部分，模具位于合模推板的右推板和左推板之间；模具的右模与右推板相连接，模具的左模与左推板相连接；模具的左模和右模上均设置有弹性器件；加热器件分别嵌在左模和右模内；下密封冲头和上密封冲头上均开有介质通道；下密封冲头通过单向阀和介质通道开关与液体介质源相连通；加热器件通过导线和电源相连接；导线上设置有电源开关。方法分为十个步骤。本发明设计科学合理、性能稳定、工艺简单、做业效率高且成品精度及个格率高，具有较强的推广价值。

主权项

一种内压成形与热处理一体化方法，其特征在于：一体化方法所使用的一体化装置包括密封冲头、合模推板、模具、加热器件；所述密封冲头分为下密封冲头(3)和上密封冲头(14)；合模推板分为右推板(1)和左推板(8)两部分；所述模具分为左模(11)和右模(18)两部分，模具位于合模推板的右推板(1)和左推板(8)之间；所述模具的右模(18)与右推板(1)相连接，模具的左模(11)与左推板(8)相连接；模具的左模(11)和右模(18)上均设置有弹性器件(13)；所述加热器件(2)分别嵌在左模(11)和右模(18)内；所述下密封冲头(3)和上密封冲头(14)上均开有介质通道(7)；下密封冲头(3)通过单向阀(4)和介质通道开关(6)与液体介质源(5)相连通；上密封冲头(14)通过介质通道(7)、溢流阀(15)和泄压阀(16)与外界相通；加热器件(2)通过导线(9)和电源(12)相连接；导线(9)上设置有电源开关(10)；所述加热器件(2)为感应线圈；所述模具为陶瓷模具；所述加热器件(2)为低电阻率铜合金电极，电极与模具间绝缘，合模过程中电极与管坯端部接触并抱紧；所述模具与管坯接触的型面为绝缘材料；所述电源为大功率电源，大功率电源为电流范围0～5000000A，电压范围0～36V的电源；所述一体化方法的具体步骤为：a、根据欲加工的中空构件的形状采用相应的加热器件(2)、下密封冲头(3)、上密封冲头(14)和模具；b、选择合适的液体介质，液体介质为可气化介质，气化温度随压力的升高而升高；c、根据中空构件的成形温度，调整泄压阀(16)的开阀压力；d、将液体介质源内部压力调至工艺需求值，其要点为介质源内部压力小于泄压阀(16)的开阀压力，应为0～20MPa；e、选择形状合适的初始管坯(17)，将初始管坯(17)放在下密封冲头(3)上，然后下密封冲头(3)和上密封冲头(14)对管坯密封；打开介质通道开关(6)，液体介质在自身内部压力作用下通过单向阀(4)和介质通道(7)充填管坯内腔，至溢流阀(15)有液体介质溢出，然后关闭溢流阀(15)；f、电源开关(10)闭合，加热器件(2)通电，初始管坯(17)温度逐步升高；与此同时，合模推板的右推板(1)和左推板(8)开始对向运动，推动模具的左模(11)和右模(18)逐渐合模，左模(11)和右模(18)的内型面与初始管坯接触，初始管坯在合模推板的推力和内部压力的共同作用下开始变形，合模推板持续运动，至模具完全闭合，并施加合模力；g、随着通电持续，管坯温度升至液体介质气化温度，液体介质气化，并导致内部压力升高，当内部压力升至泄压阀(16)开启后，内部压力和初始管坯温度恒定；在该过程中初始管坯(17)在内部压力作用下贴模成形；其要点为电源功率应保证自电源开关(10)闭合至管坯贴模成形应在0～60秒内完成；h、根据中空构件的热处理温度，调整泄压阀(16)的开阀压力，其要点为，液体介质在该压力下的气化温度等于成形件(19)在快速加热模式下所需的热处理加热温度；i、当泄压阀(16)在液体介质气化压力作用下打开，并向外界排出蒸汽，继续通电0～60秒，其要点为初始管坯组织达到快速加热的热处理要求，然后断开电源开关(10)，打开溢流阀(15)；j、关闭介质通道开关(6)，打开模具，取出成形件(19)；成形及热处理结束。