一种金属锥形管无模拉拔成形工艺

摘要

本发明属于金属热加工领域，涉及一种变截面金属管件的成形方法，特别提供了一种金属锥形管无模拉拔成形工艺，可用于不锈钢、碳钢、合金钢、铝合金、铜合金、钛合金等锥形管的成形。通过控制坯料拉拔速度、进料速度(或冷热源移动速度)以及感应加热温度、冷热源距离等工艺参数来实现金属锥形管的成形，解决了常规方法生产锥形管存在工艺复杂、工序多、材料损耗大等缺点。本发明具有以下优点：采用等径焊管坯或无缝管坯为原料，通过加热和冷却直接无模拉拔成形锥形管，工艺流程短，生产成本低；加工过程不产生废料，材料利用率高；产品形状规格自由度大、产品尺寸精度高，单道次断面缩减率大，生产效率高。

主权项

1、一种基于连续无模拉拔的金属锥形管成形工艺，其特征在于：(1)原材料选择：直径D₀＝(1～1.1)D₁、壁厚t₀＝(1～1.1)t₁的无缝或有缝不锈钢、碳钢、合金钢、铝合金、铜合金、钛合金的等径管坯，D₁、t₁分别为产品大端直径和壁厚；(2)等径管坯在感应线圈加热和冷却装置冷却的共同作用下形成一段软化区，感应加热温度为T＝(0.5～0.95)T_m，T_m为材料的熔点、单位：K；冷却水流量为10～200L/h；感应线圈和冷却水装置之间的距离为0＜S₀≤5D₀；(3)管坯一端送进，一端拉拔，进料速度v_i等于初始拉拔速度v₀，拉拔速度v_t按拉拔速度模型呈非线性逐渐增大；随着拉拔速度的增大，管材直径连续减小，形成外锥度α的金属锥形管，0＜α≤1°；(4)拉拔过程中断面缩减率逐渐增大，单道次断面缩减率最大达65％；(5)无模拉拔成形金属锥形管的壁厚逐渐减薄，其内锥度β为$\tan \beta =k(1-2\frac{t_0}{D_0})\tan \alpha ,$其中k＝1.0～1.2；(6)所述无模拉拔速度v_t的模型为$v_t=(\frac{A_1}{A_2}-1)v_i$式中，v_i-进料速度；$A_1=2S_0+2\frac{D_0^2-{(D_0-2t_0)}^2}{[D_0-(D_0-2t_0)/k]\tan \alpha };$$A_2=\frac{S_0}{2}+\frac{D_0^2-{(D_0-2t_0)}^2}{2[D_0-(D_0-2t_0)/k]\tan \alpha }+\sqrt{{\{\frac{S_0}{2}+\frac{D_0^2-{(D_0-2t_0)}^2}{2[D_0-(D_0-2t_0)/k]\tan \alpha }\}}^2-2\frac{D_0^2-{(D_0-2t_0)}^2}{[D_0-(D_0-2t_0)/k]\tan \alpha }{v}_{i}t};$t-时间。