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一种异型管的冷拔方法及模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种异型管的冷拔方法及模具，利用本发明生产的Ω形的异型管密排后焊接便形成用于废热锅炉的热交换器，焊接方便，焊接成本较低，且使用中能耐冲击，使用寿命长。这种Ω形的异型管热交换器的有效受热面积比圆管热交换器提高约一倍，热交换效率大大提高，使废热锅炉体积大大缩小，减少了制造的成本及使用的占地面积。

Description

一种异型管的冷拔方法及模具
技术领域
本发明涉及到一种异型管的冷拔方法及模具。
背景技术
废热锅炉是对工业生产的废气进行热能回收利用的装置。传统的废热锅炉的热交换器是由若干圆管及设置在圆管间的连接板焊接形成，为使热交换器能更好的耐冲击，连接板设置在圆管外壁中部，这种热交换器的有效热交换面积较小，充分利用废热需要大量的圆管，而且焊接比较困难，焊接成本较高。现在新的高效废热锅炉的热交换器采用一种Ω形的冷拔异型管密排焊接而成，这种异型管受热面积大，且焊接容易。但该种异型管冷拔加工难度较大，生产技术不成熟，成品废品率较高，难以量化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于生产在废热锅炉上使用、能 大大提高热效率的异型管的冷拔方法及模具。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种异型管的冷拔方法：
A、预处理，包括：
一、打头：将初具Ω形的管坯割去一侧头部及该侧两翼端部的尖角，使管坯两翼平缓过渡至管端，磨去毛刺；
二、酸洗：管坯退火后冷却至室温，下酸缸用15%~20%的硫酸浸泡，浸泡温度50-60度，浸泡时间40-50分钟，浸泡完后吊出冲水，冲洗干净后在清水缸浸泡10-15分钟，然后下酸缸重复浸泡一次并冲洗干净；
三、磷化：将坯料浸泡在磷化液中，磷化温度60-70度，磷化时间为25-30分钟，吊起待坯料表面干后再重复一次，所述磷化液由下述组份的原料组成，其份数为重量份，其中：氧化锌0.015，硝酸0.018，磷酸0.008，水1；
四、皂化：将磷化后的坯料浸泡在皂化液中，皂化温度40-50度，皂化时间为20-30分钟，
B、一次拔制：采用预拔模，开始拔制的时候，拔制速度为每分钟3-5米，然后逐渐提高拔制速度，但不能超过每分钟8米；
C、退火；
D、重复预处理中的酸洗、磷化、皂化工序；
E、二次拔制：采用成品模，开始拔制的时候，拔制速度为每分钟3-5米，待管材拔出1米后即可逐渐提高拔制速度，但不能超过每分钟8米；
F、正火：正火处理抗拉强度要求达到410-550Mpa；
G、矫直；
所述皂化液由下述组份的原料组成，其份数为重量份，其中：肥皂0.07-0.1，石灰0.07-0.1，水1；
所述的预处理工艺中，在打头流程后增加退火流程。
预拔模套和嵌套在预拔模套内的硬质合金预拔模芯，预拔模芯的模腔设置有预拔导入锥和预拔定径带，其特征在于：所述预拔导入锥的导入角为14°-17°，所述的预拔定径带长度为14 mm -16mm，预拔定径带的直径为成品直径+8mm~12mm。
所述的预拔模芯的两个端面分别设置有圆形凹槽。
一种采用冷拔工艺生产异型管的成品模，包括：成品模套和嵌套在成品模套内的硬质合金成品模芯，成品模芯的模腔设置有成品导入锥和成品定径带，成品定径带直径为成品直径， 所述成品导入锥的导入角为14°-17°，所述的成品定径带长度为14 mm -16mm。
所述的成品模芯的两个端面分别设置有圆形凹槽。
本发明的优点是：拉拔前预处理能使坯料的表面质量较好。打头流程后增加的退火流程使坯料表面充分氧化，使附着在坯料表面的玻璃粉在酸洗流程中随着退火产生的氧化皮而自然剥落。两次磷化形成一层厚厚的磷化膜，磷化膜的主要由磷酸锌的晶粒构成，磷酸锌薄膜具有多孔性，这样就形成较为致密细微的网状组织，就能吸附更多的皂化液，改善了润滑条件，拔制时的摩擦系数就大大的降低，提高了模具的寿命。
坯料在拉拔过程中的塑性变形主要是在模具的导入部分完成的，增大了导入角使坯料与模具的接触面积减少，减少了拉拔的阻力。模具的定径带起稳定尺寸的作用，定径带的增长使得拉拔后尺寸稳定，提高模具的寿命。
两次拔制能使产品质量稳定，成品率高，且减少模具磨损，增加模具使用寿命。
利用本发明生产的异型管密排后焊接便形成热交换器，焊接方便，焊接成本较低，且使用中能耐冲击，使用寿命长。这种异型管热交换器的有效受热面积比圆管热交换器提高约一倍，热交换效率大大提高，使废热锅炉体积大大缩小，减少了制造的成本及使用的占地面积。
附图说明
图1为本发明的预拔模剖视示意图。
图2为本发明的成品模剖视示意图。
图中：1.预拔模套、2.预拔模芯，3.预拔导入锥、4.预拔定径带、5. 圆形凹槽、6. 成品模套、7.成品模芯，8.成品导入锥、9.成品定径带。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
如图1-图2所示，一种异型管的冷拔方法：
A、预处理，包括：
一、打头：将初具Ω形的管坯割去一侧头部及该侧两翼端部的尖角，使管坯两翼平缓过渡至管端，磨去毛刺；
二、退火：打头流程后增加的退火流程使坯料表面充分氧化，使附着在坯料表面的玻璃粉在酸洗流程中随着退火产生的氧化皮而自然剥落。
三、酸洗：管坯退火后冷却至室温，下酸缸用15%~20%的硫酸浸泡，浸泡温度50-60度，浸泡时间40-50分钟，浸泡完后吊出冲水，冲洗干净后在清水缸浸泡10-15分钟，然后下酸缸重复浸泡一次并冲洗干净；
三、磷化：将坯料浸泡在磷化液中，磷化温度60-70度，磷化时间为25-30分钟，吊起待坯料表面干后再重复一次，所述磷化液由下述组份的原料组成，其份数为重量份，其中：氧化锌0.015，硝酸0.018，磷酸0.008，水1；
两次磷化形成一层厚厚的磷化膜，磷化膜的主要由磷酸锌的晶粒构成，磷酸锌薄膜具有多孔性，这样就形成较为致密细微的网状组织，就能吸附更多的皂化液，改善了润滑条件，拔制时的摩擦系数就大大的降低，提高了模具的寿命。
四、皂化：将磷化后的坯料浸泡在皂化液中，皂化温度40-50度，皂化时间为20-30分钟，所述皂化液由下述组份的原料组成，其份数为重量份，其中：肥皂0.07-0.1，石灰0.07-0.1，水1；
B、一次拔制：采用预拔模，包括：预拔模套1和嵌套在预拔模套1内的硬质合金预拔模芯2，预拔模芯2的模腔设置有预拔导入锥3和预拔定径带4， 所述预拔导入锥3的导入角为14°-17°，所述的预拔定径带4长度为14 mm -16mm，预拔定径带4的直径控制在成品直径+8mm—成品直径+12mm。预拔模芯2的两个端面分别设置有圆形凹槽5。
开始拔制的时候，拔制速度为每分钟3-5米，然后逐渐提高拔制速度，但不能超过每分钟8米；
C、退火；
D、重复预处理中的酸洗、磷化、皂化工序；
E、二次拔制：采用成品模，包括：成品模套6和嵌套在成品模套6内的硬质合金成品模芯7，成品模芯7的模腔设置有成品导入锥8和成品定径带9，成品定径带9直径为成品直径， 所述成品导入锥8的导入角为14°-17°，所述的成品定径带9长度为14 mm -16mm。成品模芯7的两个端面分别设置有圆形凹槽5。
开始拔制的时候，拔制速度为每分钟3-5米，待管材拔出1米后即可逐渐提高拔制速度，但不能超过每分钟8米；
F、正火：正火处理抗拉强度要求达到410-550Mpa；
G、矫直；
矫直完的后检验合格的产品即可作为成品使用。
坯料在拉拔过程中的塑性变形主要是在模具的导入部分完成的，增大了导入角使坯料与模具的接触面积减少，减少了拉拔的阻力。模具的定径带起稳定尺寸的作用，定径带的增长使得拉拔后尺寸稳定，提高模具的寿命。
两次拔制能使产品质量稳定，成品率高，且减少模具磨损，增加模具使用寿命。
采用该异型管密排后焊接便形成热交换器，焊接方便，焊接成本较低，且使用中能耐冲击，使用寿命长。这种异型管热交换器的有效受热面积比圆管热交换器提高约一倍，热交换效率大大提高，使废热锅炉体积大大缩小，减少了制造的成本及使用的占地面积。

Claims (7)

1.一种异型管的冷拔方法，其特征是：
A、预处理，包括：
一、打头：将初具Ω形的管坯割去一侧头部及该侧两翼端部的尖角，使管坯两翼平缓过渡至管端，磨去毛刺；
二、酸洗：管坯退火后冷却至室温，下酸缸用15%~20%的硫酸浸泡，浸泡温度50-60度，浸泡时间40-50分钟，浸泡完后吊出冲水，冲洗干净后在清水缸浸泡10-15分钟，然后下酸缸重复浸泡一次并冲洗干净；
三、磷化：将坯料浸泡在磷化液中，磷化温度60-70度，磷化时间为25-30分钟，吊起待坯料表面干后再重复一次，所述磷化液由下述组份的原料组成，其份数为重量份，其中：氧化锌0.015，硝酸0.018，磷酸0.008，水1；
四、皂化：将磷化后的坯料浸泡在皂化液中，皂化温度40-50度，皂化时间为20-30分钟，
B、一次拔制：采用预拔模，开始拔制的时候，拔制速度为每分钟3-5米，然后逐渐提高拔制速度，但不能超过每分钟8米；
C、退火；
D、重复预处理中的酸洗、磷化、皂化工序；
E、二次拔制：采用成品模，开始拔制的时候，拔制速度为每分钟3-5米，待管材拔出1米后即可逐渐提高拔制速度，但不能超过每分钟8米；
F、正火：正火处理抗拉强度要求达到410-550Mpa；
G、矫直。
2.如权利要求1所述的异型管的冷拔方法，其特征是：所述皂化液由下述组份的原料组成，其份数为重量份，其中：肥皂0.07-0.1，石灰0.07-0.1，水1。
3.如权利要求1所述的异型管的冷拔方法，其特征是：所述的预处理工艺中，在打头流程后增加退火流程。
4.一种采用冷拔工艺生产异型管的预拔模，包括：预拔模套和嵌套在预拔模套内的硬质合金预拔模芯，预拔模芯的模腔设置有预拔导入锥和预拔定径带，其特征在于：所述预拔导入锥的导入角为14°-17°，所述的预拔定径带长度为14 mm -16mm，预拔定径带的直径为成品直径+8mm~12mm。
5.如权利要求4所述的一种采用冷拔工艺生产异型管的预拔模，其特征在于：所述的预拔模芯的两个端面分别设置有圆形凹槽。
6.一种采用冷拔工艺生产异型管的成品模，包括：成品模套和嵌套在成品模套内的硬质合金成品模芯，成品模芯的模腔设置有成品导入锥和成品定径带，成品定径带直径为成品直径，其特征在于：所述成品导入锥的导入角为14°-17°，所述的成品定径带长度为14 mm -16mm。
7.如权利要求6所述的一种采用冷拔工艺生产异型管的成品模，其特征在于：所述的成品模芯的两个端面分别设置有圆形凹槽。
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