[发明专利]一种用于提高管材内高压成形极限的有益皱纹预制方法

摘要

一种用于提高管材内高压成形极限的有益皱纹预制方法，属于管材液压成形技术领域，可解决低塑性材料有益皱纹内高压成形大膨胀率管件中存在的皱纹控制困难、相互制约问题，利用感应加热装置对低塑性管坯需要起皱位置进行局部加热，待管坯局部温度达到要求后，管坯在轴向补料作用下或在内压与轴向补料共同作用下在加热位置首先发生屈服及塑性失稳，形成局部皱纹；以此类推，直至完成所有皱纹的预成形；将有益皱纹管坯放入内高压成形模具，进行加压整形，预制皱纹被完全展平，贴靠模具，成形为最终管件。本发明避免了对模具结构的依赖性，通过预制有益皱纹，在内高压成形区预先聚集材料，展平后得到管件的极限膨胀率更大，壁厚分布更加均匀。

主权项

1.一种用于提高管材内高压成形极限的有益皱纹预制方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步，将待起皱的管坯穿过感应加热线圈和冷却线圈，将管坯的两端分别安装在可沿轴向进行运动的左冲头Ⅰ和右冲头Ⅰ之间，管坯的两端与左冲头Ⅰ和右冲头Ⅰ分别密封，其中，左冲头Ⅰ的中心设有通道Ⅰ，冷却线圈位于感应加热线圈的两侧；第二步，将感应加热线圈和冷却线圈调整到管坯的待起皱位置，通过通道Ⅰ向管坯内部通入压力为p_i的高压流体，p_i的范围为0~1.4p_s，其中p_s为管坯的初始屈服压力，通过感应加热线圈在30s时间内将管坯局部加热到管坯熔点的0.15~0.50倍范围，当管坯待起皱位置的温度达到要求后，左冲头Ⅰ和右冲头Ⅰ同时前进，管坯在轴向补料或内压与轴向补料共同作用下则会在加热位置首先发生屈服以及塑性失稳，形成第一个有益皱纹，左冲头Ⅰ和右冲头Ⅰ停止前进；第三步，当第一个皱纹的温度降低到室温时，移动感应加热线圈和冷却线圈到另一个需要形成皱纹的位置，待该位置的温度增加到目标值时，左冲头Ⅰ和右冲头Ⅰ继续前进，形成第二个有益皱纹，左冲头Ⅰ和右冲头Ⅰ停止前进，依次类推，直至完成所需数量的有益皱纹的预成形；第四步，将完成有益皱纹预成形的管坯放入内高压成形模具中，其中，内高压成形模具由左冲头Ⅱ、右冲头Ⅱ、上模和下模组成，左冲头Ⅱ的中心设有通道Ⅱ，管坯的两端分别与左冲头Ⅱ和右冲头Ⅱ密封，内高压成形模具合模后，通过左冲头Ⅱ的通道Ⅱ向管坯内注入高压流体，管坯在10~20p_s的内压作用下进行整形，预成形的有益皱纹被完全展平，贴靠模具，形成最终的大膨胀率管件。