[发明专利]钛弯头的制造方法

说明书

本发明是关于钛弯头的制造方法，其特征是采用中频感应加热，通过芯模挤压成形。

目前工业性制造无缝钢弯头的方法有铸造、冲压和挤压等方法。钛管道中使用的钛弯头都是采用环缝焊制弯头（俗称虾米腰），焊制弯头的缺点是耐压低，流阻大和抗腐蚀性能差，影响管线的使用寿命。现在也有用铸造方法制造φ215mm×12mm和φ273mm×20mm的钛弯头。因铸造钛弯头中存在大量气孔，影响铸造钛弯头的性能和使用寿命。钛铸件中排除气孔问题是至今尚末得到解决的技术难题。由于钛强度高，回弹大，冷冲压难以成形，钛在空气中加热易氧化，热冲压也存在许多技术问题。

为了克服钛铸造弯头、冲压和环形焊缝焊接钛弯头的缺点，本发明钛弯头制造方法，采用中频感应加热，通过芯模挤压成形。本发明方法既能制造无缝钛弯头，也能生产直缝钛弯头。如φ150mm以上的大直径钛弯头，因目前尚无相应的大直径的无缝冷轧钛管，可用钛板卷筒，经氩弧焊后用挤压法制造。

本发明钛弯头的制造方法属于钛材加工领域。

本发明钛弯头的制造方法，是在卧式弯头挤压机上制造。管坯经中频感应加热，通过芯模挤压成形，能制造Dg40mm～Dg300mm壁厚1.0mm～8.0mm的多种规格的45°、90°和180°弯头，弯曲半经R＝1.5Dg（长半径）和R＝1.0Dg（短半径）。Dg是弯头的公称直径。

由于钛材硬度低、不耐磨，挤压成形时表面容易损伤，难以获得表面质量光滑的弯头。本发明挤压时在管坯上包覆钢套，覆层厚度取决于弯头的规格。用包套挤压解决了表面损伤问题。

由于钛强度高，回弹大，冷成形困难，本发明钛弯头挤压时采用中频感应加热，加热温度很窄，而且是动态加热，属于不稳定传热过程，不稳定传热过程其热量传播速度取决于材料的导温系数，钛的导温系数为0.053cm²/sec，只有铜的5%，铝的8%，钢的52%。由于钛的导温系数小而导致管坯温度分布不均匀，使挤压成形困难。因此要根据弯头的直径，壁厚等参数，用多圈感应加热严格控制挤压速度和加热温度。对于Dg40mm～Dg300mm等十余种规格的钛弯头，其挤压速度和加热温度范围分别为1.5mm～10mm/sec和350℃～650℃。

实施例

制造φ59×3mm长半径90°钛弯头的具体工艺如下：

取管坯直径φ45mm，长125mm，壁厚3mm的管坯，用钢包套，长度与管坯相同，壁厚1mm，加热温度为400℃～550℃，挤压速度为250mm/min，变形率为30%。

将包以钢套的管坯，经多圈中频感应加热，加热到400℃～550℃，将管坯穿在芯杆上，用卧式弯头挤压机以250mm/min挤压速度挤压，使管坯通过弯曲芯模而成形，挤压成形的钛弯头，再经整形模精整，酸洗除去钢包套，最后以机械加工平端面和坡口，使其达到技术条件要求的外形尺寸。