[发明专利]一种由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法及装置

说明书

本发明属于双金属复合管件技术领域，公开了一种由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法及装置，成形能力和成形温度确定,管件可成形性分析,管坯下料组装。根据可用的管坯尺寸下料，将外层管套在内层管的外面，内层管内壁与外层管外壁之间通过位于外层管和内层管两端间的两个支撑环保持均匀间隙0.1‑10mm；模具装配,自由胀形,合模进给，升压定形，卸载取件。得到双金属复合管件。本发明采用气压胀形方法，工序简单，能够通过单一工序同时实现室温难变形双金属复合管件的复合和成形。高温下管材的变形抗力小，塑性成形性能高，能够实现难变形材料的大塑性成形。双金属复合管件通过冷缩实现结合，结合可靠。

技术领域

本发明属于双金属复合管件技术领域，尤其涉及一种由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法及装置。

背景技术

目前，双金属复合管由两种不同性能的金属结合而成，它兼具两种组元金属的优良性能，综合利用了内管和外管的不同性能，发挥不同合金的性能优势，双金属复合管件由双金属复合管进一步加工而成，其应用越来越广泛。

现有技术中，双金属复合管的塑性成形方式有很多种，如拉拔复合、挤压复合、爆炸复合、液压胀接、电磁复合等，但上述方法不太适合镁合金、高强铝合金、钛合金和高温合金等室温难变形双金属复合管的生产，更不能直接成形为复合管件。

目前，复合管件的成形大部分都是用已成形的复合管作为坯料，例如，采用固体颗粒介质胀形成双金属复合管，再利用复合管再成形复合管件，工序多，成本高，能耗高；采用焊接的方法制作复合管件，具有焊缝应力集中、耐应力腐蚀性差等问题；CN106363070A公开了一种金属双层复合管件的加工工艺，该工艺将套接在一起的金属外管和金属内管先后置入内管和外管模型腔中；向金属内管和外管的内部通入高压水，依次完成对金属内管和外管的内高压成形，制成金属双层复合管件，这种方法需要两次内高压成形，工序多且要求金属具有较好的塑性。以上技术均未考虑复合管件之间的结合问题。

专利CN106183220A公开了一种复合管热胀形方法，该方法利用两种合金胀形温度重合的特点，在高温下同步胀形，加工双金属复合管，该工艺虽可用于加工双金属复合管，但并未进一步给出复合管件的加工工艺。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有技术中，不太适合镁合金、高强铝合金、钛合金和高温合金等室温难变形双金属复合管的生产，更不能直接成形为复合管件。

(2)现有技术中，制作金属双层复合管件的方法需要两次成形，工序多且要求金属具有较好的塑性。

(3)现有技术中，制作金属双层复合管件的方法均未考虑两层管之间的结合问题。

解决以上问题及缺陷的难度为：解决以上问题及缺陷的难度在于受两种金属管材塑性的限制，难以在同一工序中同时实现两种管材的变形和复合，并使管件具有结合力。

解决以上问题及缺陷的意义为：现有技术利用复合管再成形复合管件，工序多，成本高，能耗高，为此开发利用两种金属管材直接成形双金属复合管件的成形工艺为金属复合管件的成形开辟了一条新途径。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种由金属管材直接热成形双金属复合管件的方法及装置。现有技术该专利CN106183220A为本申请发明人所拥有的专利技术，本发明是在该发明CN106183220A的基础上的进一步创造和拓展。

本发明是这样实现的，一种由两种单层的金属管直接成形成双金属复合管件的方法包括如下步骤：

(1)成形能力和成形温度确定。根据管材热拉伸试验或胀形试验测定两种单层金属或合金管在不同温度下的热成形能力和材料常数，确定两种金属管材塑性相匹配的成形温度；