[发明专利]一种采用内部加热加压的管材校形装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管材校形装置及方法，具体涉及一种采用内部加热加压的管材校形装置及方法。

背景技术

工业生产中的大直径管材大多采用薄板卷焊的方式加工制造，在卷焊后往往出现非圆形截面或不规则截面。目前多采用在管坯内部加入刚性模具或者向管坯内部通入高压介质的方法进行校圆。采用内部加入刚性模具校圆的方法存在设备复杂、互换性差的弊端，每校形一种规格的管材需要一套与之相匹配的模具，成本较高。而采用向管坯内部通入高压介质的方法是使原始管坯在内压的作用下发生变形实现校圆。该方法工艺简单、成本较低。

对于不锈钢等在室温下变形能力较强的管材，一般可直接在常温下利用向管坯内部通入高压介质的方法进行校形，而对于铝合金、镁合金、钛合金等室温下塑性较差的管材，则需要通过提高其温度以改善管材的成形性能。

对于铝合金、镁合金等管材，当温度提高到400℃左右时即可使其屈服强度显著降低同时获得较好的成形性能，使用较低的压力即可完成校形。此时，可以采用将管坯在模具外预热然后快速移动到处于常温状态下的模具上进行校形，或采用将校形模具和管坯一起加热然后校形的方法。对于铝镁合金因其成形温度较低，对模具的耐热要求不高，校形模具受热后产生的形状和尺寸变化不明显。但是对于钛合金等高强度的管材，理想的校形温度往往超过850℃。此时如果采用将管坯与模具同时加热的方法，校形模具在高温下易出现形状与尺寸的变化，最终可能导致校形失败。

综上所述，对高强度管材进行校形时，若将管坯和模具同时加热后再校形，存在模具形状和尺寸容易变化而影响校形效果的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决对高强度管材进行校形时，若将管坯和模具同时加热后再校形，存在模具形状和尺寸容易变化的问题，进而提供一种采用内部加热加压的管材校形装置及方法。

本发明的技术方案是：一种采用内部加热加压的管材校形装置包括增压缸和加压管，所述管材校形装置还包括上滑块、上模座、模具镶块、下模座、加热源、支撑块和下台面，下台面水平设置在地面上，上滑块、上模座和下模座由上至下依次设置在下台面上，模具镶块镶嵌在上模座和下模座之间，支撑块设置在模具镶块内的下台面上，加热源设置在支撑块上，且加热源与外部的连接端密封设置在支撑块上，上模座上开有与模具镶块内腔相连通的通气孔，增压缸与上模座上的通气孔之间通过加压管密封连接。

本发明的技术方案是：一种采用内部加热加压的管材校形方法的具体过程为：

步骤一、将待校形的管坯放置在下模座上，使上滑块下行以压靠校形镶块，并实现待校形管坯的密封；

步骤二、利用置于待校形管坯中的加热源进行加热；

步骤三、在管坯达到200℃~950℃后通过上模座上开设的通气孔向待校形管坯内部通入1~55Mpa的高压气体；

步骤四、在高压气体的作用下使待校形管坯发生胀形逐渐贴合校形镶块内腔，实现校形；

步骤五、校形结束后，泄除高压气体，移开上滑块和校形镶块，取出校形后的管坯，切除两端未变形区域进而获得满足要求的校形管材，完成管材的校形。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

（1）采用内部加热加压的工艺进行校形，通过内部加热的方式有效地避免了模具材料受热而发生形状和尺寸的变化；

（2）采用内部加热加压的工艺进行校形，通过更换校形镶块实现对不同规格管坯的校形，大大降低生产成本；

（3）采用内部加热加压的工艺进行校形，能够在较高温度下降低铝合金、镁合金、钛合金的屈服强度，提高其成形性能；

（4）采用内部加热加压的工艺进行校形，内部通入的是高压气体介质，有效的避免了传统油压成形污染环境和生产成本高的缺点。

附图说明

图1是管材内部加热加压校形的原理示意图。图2是管材的开模阶段；图3是管材的合模密封阶段。图4是管材的加热加压阶段。图5是管材的贴模校形阶段。图6是仅采用感应线圈对待校形管坯7进行加热的示意图。图7是在感应线圈中放置实心芯棒对待校形管坯7进行加热的示意图。图8是在感应线圈中放置空心芯棒对待校形管坯7进行加热的示意图。图9是管坯端部利用刚性凸台扩孔实现密封的示意图。图10是在管坯端部利用带有聚氨酯套环的刚性凸台实现密封的示意图。图11是在感应线圈铜管导出处利用聚氨酯块实现密封的示意图。

具体实施方式