[发明专利]一种复合冷拔衬芯内模及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷拔无缝钢管用衬芯内模。

背景技术

我国是世界上冷拔无缝钢管第一大国，也是出口第一大国，由于生产量极大，故在冷拔过程中，只要是由较大的口径、较厚的壁冷拔出所需要的尺寸与壁厚，一定要用到衬芯内模，故使用的衬芯内模数量庞大。

由于冷拔工艺是外模、钢管、衬芯内模在常温下、同一工作区域中通过用力拔制毛管一端，依靠外模与内模之间的夹缝使毛管变形的一种工艺。这使得衬芯内模的表面耐磨性与衬芯内模的整体强度显得尤为重要。如果以上两方面达不到冷拔条件，则冷拔的钢管会出现两种问题，1、内模表面不耐磨导致钢管内壁不光滑2、内模强度不够，缩径，拔制的管子内径有偏差，最终两种情况都导致于钢管产品不合格，造成巨大的损失。

传统工艺的内模一般由两种材料组成：一、由硬质合金作为整体材料；二、普通45#钢经表面渗碳淬火磨削到尺寸后，表面镀硬铬。前者由于是整体为硬质合金，需要合金数量大，特别是大规格的衬芯内模，一个内模达几十公斤，价格相当昂贵，其主要成份钨、钴均为国家战略物资，国家也在逐步控制用途，表面耐磨性高，强度也成了问题。并且由于内模整体是合金，在工厂操作使用过程中，工人在操作时难免会在调试时不小心撞击到外模或钢管，在调整中破裂模块的现象也时常发生，造成模具报废，这样无形中增加企业的生产成本，故一般工厂不是特别要求高的产品时不选择使用此类模具。后者在制作上工艺较繁琐，但成本较低，但由于其内模是普通中碳钢渗碳淬火，表面只能达HRC60以下的硬度，强度较前者材料也大大降低，缩径的现象普遍存在。特别是衬芯内模表面要进行电镀处理工艺，总所周知，电镀是一种污染作业，铬是一种重金属，对人生伤害极大，会给我们的环境造成严重的污染，给我们的工人带来很大的健康危害，由于国家对环境保护日趋重视，企业对电镀后的质量材料的处理的要求越来越高，也无形的增加内模的制作成本，此类模具在生产过程中经常会出现钢管内壁不光滑，内模表面沾钢，内模缩径，在拔制过程中，钢管内径变小，导致残次品。现在大部分钢管生产厂家还是普遍使用此类模具为主，但目前又没有性价比更高的产品出现。 

发明内容

本发明针对上述不足，提供了一种制作简单、使用寿命长、成本低的复合冷拔衬芯内模。

本发明的技术关键在于将内模基体做成内外两层复合结构，通过硬质合金材料和普通碳钢组合，提高耐磨性和冲击韧性，具体技术方案为：一种复合冷拔衬芯内模，包括环状基体，基体中心连接固定内模芯杆，其特征在于所述基体由内环、外环套接构成并焊接固定，所述内环与外环配合表面开设有若干凹槽，所述外环为硬质合金，所述内环为普通45#钢。

作为优选，外环的硬质合金优选为材质YG20，硬度为HRA70~90，最优选为HRA80。

上述技术方案中内环与外环配合表面开设有若干凹槽，相接触面加工成凹凸现象，使得内环和外环进行焊接固定时提高结合力，使得焊接更牢固。

为更好的解决上述现有技术的不足，提供了复合冷拔衬芯内模的制作方法，其特征在于包括以下步骤：首先用YG20的硬质合金加工成所述基体的外环，用普通45#钢加工成内环；其次在内环表面加工若干个凹槽，然后将外环和内环相互套接，并通过高频焊接使内外环连接固定，最后在内环中心套接内模芯杆，并用螺母锁紧固定。

本发明的有益效果：本发明内模外环由整体合金组成，其工作面具有很高的耐磨性，使用寿命与现有技术材料一相当，比现有技术材料二寿命提高200倍以上，强度也很高，达200kg/m㎡，所以也不会出现缩径现象，保证了钢管内壁的光滑和内径尺寸的精确，内部由普通钢材构成，大大节约了硬质合金。特别是这样的两者焊接成一体配合的内模，外强内柔，整体具有很好的冲击韧性，在操作调整过程中不易损坏内模，结合了现有技术两者材料的优点，具有表面较高的耐磨性与整体高强度的优点，剔除了两者之缺陷，大大节约的生产成本，为国家节约战略物资钨、钴（硬质合金主要成份为钨、钴），特别是省去电镀工艺，保护了我们的生产环境，并且成本较低，适于产业应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

一种复合冷拔衬芯内模，包括环状基体001，基体001中心连接固定内模芯杆002，所述基体001由内环011、外环012套接构成并焊接固定，所述内环011与外环012配合表面开设有若干凹槽111，所述外环012为硬质合金，所述内环011为普通45#钢，所述外环为YG20，硬度为HRA80。

一种复合冷拔衬芯内模制作方法，包括以下步骤：首先用YG20的硬质合金加工成所述基体的外环012，用普通45#钢加工成内环011；其次在内环011表面加工若干个凹槽111，然后将外环012和内环011相互套接，并通过高频焊接使内、外环（011、012）连接固定，最后在内环011中心套接内模芯杆002，并用螺母锁紧固定。