CN103433325A - 一种用于挤压管通件的填充介质及管通件的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质及管通件的制作工艺，本发明提供的用于挤压管通件的填充介质包括以下组分：5wt%～70wt%的硝酸钙；25wt%～90wt%的硝酸钠；1wt%～10wt%的水。本发明提供的用于挤压管通件的填充介质对人体和环境无毒害，本发明将填充介质加热，将得到的熔融态的介质填充入原始管坯中，冷却后对原始管坯进行挤压，再将填充介质熔融后除去，即可得到管通件。本发明提供的填充介质健康环保，易于工业规模化生产，可有效降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及管通工程和制冷管件技术领域，尤其涉及一种用于挤压管通件的填充介质及管通件的制作工艺。
背景技术
管通件是管道工程中重要的管配件，因其在管通工程领域内用途广泛，尤其是制冷、化工、建筑及食品等行业不可或缺。管通件的生产可通过铸造、锻造、焊接和挤压的工艺方法，铸造管通件一般需要再加工且其机械性能较差，日趋淘汰；锻造管通件加工余量大、成本高，应用受限；焊接管通件应用虽多，但高应力区处于焊缝位置上，容易留下事故隐患。上述铸造管通件、锻造管通件和焊接管通件都不符合精密管件的要求，挤压管通件在大弯曲应力区物焊缝、肩部挤压增厚，改善了其强度，且误差小，因此，挤压管通件在现有技术精密管件的制备中的应用越来越广泛。
挤压是根据金属塑性变形原理，利用装在压力机上的模具，在相当大的挤压力作用下，金属在模腔内产生塑性变形，使坯料变成所需形状、尺寸以及具有一定性能的零件的工艺过程。现有技术中，挤压制造管通件的技术途径大致分为冷、热挤压两大类，其中以低成本的冷挤压技术发展最快。在现有技术中，冷挤压技术主要有灌铅挤压、注油挤压、注水挤压和灌粉挤压等。其中注油或注水挤压均因技术难度大、设备成本高、挤出长度不理想等因素发展缓慢。而灌铅挤压因其挤压成型尺寸标准，成本低等诸多有利因素，导致在现行技术中仍以灌铅挤压为主。但铅是一种重金属，对人体和环境都有很大危害，必须淘汰。近年出现的灌粉挤压对上述几种挤压方式有了新的突破，有效克服了以往技术难点和环境弊端。但由于粉挤压对灌装工艺要求严格，现有灌装设备产能效率低，而市场上尚未研制出高效的灌装设备，制约了粉挤压技术推广和规模化生产，无法满足市场的大批量需求。
灌铅挤压是将熔化状态下的铅注入原始管坯中，待冷却后放入模具进行挤压。但是铅是一种重金属，对人体和环境都有很大的危害；而且灌铅工艺步骤比较繁杂，包括开料、去毛刺、吹金属屑、第一次灌铅、第一次清理管口、钻中心孔、开孔挤压、锯掉盲端、打磨、第一次退铅、退火、第二次灌铅、第二次清理管口、压形、切口、第二次退铅、除铅、扩口或缩口、抛光、酸性等二十项复杂的加工流程，其中，由于第一次灌入的铅受到挤压后，密度增大，如果直接压形，容易挤破管壁，因而需要退铅、再次灌铅、并再次退铅，前后需要经过两次灌铅、两次退铅、两次清理管口，工艺流程复杂，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于挤压管通件的填充介质及管通件的制作工艺，本发明提供的填充介质对人体和环境无毒害，而且使得挤压管通件的制备过程简单、适用于大规模工业化生产。
本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质，包括以下组分：
5wt%～70wt%的硝酸钙；
25wt%～90wt%的硝酸钠；
1wt%～10wt%的水。
优选的，所述硝酸钙为无水硝酸钙或四水合硝酸钙。
优选的，包括10wt%～65wt%的硝酸钙。
优选的，包括30wt%～85wt%的硝酸钠。
优选的，包括3wt%～8wt%的水。
本发明提供了一种管通件的制作工艺，包括以下步骤：
将上述技术方案所述的填充介质熔融，得到液态填充介质；
将所述液态填充介质填充入原始管坯中，冷却后将填充有所述填充介质的原始管坯在模具中挤压成型；
将挤压成型后的管件中的填充介质熔融后除去，得到管通件。
优选的，所述熔融的温度为100℃～800℃。
优选的，所述原始管坯的材质包括铜、铝、低碳钢或不锈钢。
优选的，所述原始管坯为直通管件。
优选的，所述管通件为多通型管通件或U型管通件。
本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质及管通件的制备方法，本发明提供的用于挤压管通件的填充介质包括以下组分：5wt%～70wt%的硝酸钙；25wt%～90wt%的硝酸钠；1wt%～10wt%的水。本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质，本发明将填充介质加热，将得到的熔融态的介质填充入原始管坯中，冷却后对原始管坯进行挤压，再将填充介质熔融后除去，即可得到管通件。本发明提供的填充介质灌装简单方便，易于除去，与现有技术的灌铅工艺相比，无需采用多次灌铅、多次退铅的过程，本发明提供的填充介质易于工业规模化生产，可有效降低生产成本。而且，本发明提供的填充介质对人体和环境都没有危害，健康环保，利于其大规模应用。
附图说明
图1为本发明实施例1得到的挤压T型管通件结构示意图；
图2为本发明实施例2得到的挤压Y型管通件结构示意图；
图3为本发明实施例3得到的挤压三爪型管通件结构示意图；
图4为本发明实施例4得到的挤压四通型管通件结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质，包括以下组分：
5wt%～70wt%的硝酸钙；
25wt%～90wt%的硝酸钠；
1wt%～10wt%的水。
本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质，本发明将填充介质加热，将得到的熔融态的介质填充入原始管坯中，冷却后对原始管坯进行挤压，再将填充介质熔融后除去，即可得到管通件。本发明提供的填充介质灌装简单方便，易于除去，与现有技术中的灌铅工艺相比，无需采用多次灌铅、多次退铅的过程，本发明提供的填充介质易于工业规模化生产，可有效降低生产成本。而且，本发明提供的填充介质对人体和环境都没有危害，健康环保，利于其大规模应用。
本发明提供的用于挤压管通件的填充介质，包括5wt%～70wt%的硝酸钙，优选为10wt%～65wt%，更优选为15wt%～60wt%。本发明对所述硝酸钙的种类没有特殊的限制，可以采用无水硝酸钙，也可以采用水合硝酸钙，在本发明中，所述硝酸钙优选为无水硝酸钙或四水合硝酸钙。
本发明提供的用于挤压管通件的填充介质，包括25wt%～90wt%的硝酸钠，优选为30wt%～85wt%，更优选为35wt%～80wt%。本发明对所述硝酸钠没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的硝酸钠即可。
本发明提供的用于挤压管通件的填充介质，包括1wt%～10wt%水，优选为3wt%～8wt%，更优选为4wt%～6wt%。本发明对所述水的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的水即可，如所述水可以为自来水，也可以为蒸馏水。
本发明提供了一种管通件的制作工艺，包括以下步骤：
将上述技术方案所述的填充介质熔融，得到液态的填充介质；
将所述液态填充介质填充入原始管坯中，冷却后将填充有所述填充介质的原始管坯在模具中挤压成型；
将挤压成型后的管件中的填充介质熔融后除去，得到管通件。
本发明将上述技术方案所述的填充介质熔融，将得到的熔融态的填充介质填充入原始管坯中，冷却后进行挤压，再将其中的填充介质熔融后除去，得到管通件。本发明提供的填充介质填充方便，与现有技术相比，无需多次灌铅和多次退铅的过程，能够得到标准尺寸的管通件。采用本发明提供的填充介质挤压制备管通件，灌装简单方便、易于工业规模化生产、可有效降低生产成本。而且，本发明提供的填充介质对人体和环境无危害，使得管通件的制备过程健康环保。
本发明将上述技术方案所述填充介质熔融，得到液态的填充介质。本发明优选将所述填充介质包含的组分混合，将得到的混合物加热器皿中进行加热，得到液态填充介质。本发明对所述加热器皿的类型没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的加热器皿即可。在本发明中，所述填充介质熔融的温度优选为100℃～800℃，更优选为150℃～780℃，最优选为200℃～750℃，最最优选为220℃～720℃。本发明对所述加热熔融的时间没有特殊的限制，使所述填充介质熔融至液体流状、适于灌装入原始管坯中即可。
得到液态的填充介质后，本发明将所述液态的填充介质填充入原始管坯中，冷却后将填充有所述填充介质的原始管坯在模具中挤压成型。本发明优选采用自动灌装设备将所述液态的填充介质灌入原始管坯中，冷却后所述液态的填充介质重新变为固态，用于对原始管坯的支撑，然后将冷却后的原始管坯在模具中挤压成型。在本发明中，所述冷却的温度优选为自然温度状态。本发明对所述冷却的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却的技术方案即可，如在本发明中，所述冷却可以为自然冷却，也可以为根据本领域的常规技术手段改变冷却的速率，加速冷却或减速冷却。本发明对所述模具的种类没有特殊的限制，本领域技术人员可根据需要选择T型三通模具、Y型三通模具、三爪型三通模具、U型模具或四通型模具。
本发明对所述挤压的设备和条件没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的挤压管通件的技术方案即可，如可以采用三兴液压机厂生产的型号为80-125吨的挤压设备，在本发明中，所述挤压成型的压力优选为5MPa～20MPa，更优选为10MPa～15MPa；本发明无需在挤压成型过程中升高温度或降低温度，所述挤压成型优选在室温下进行；所述挤压成型在一个挤压动作内完成，所述挤压成型的时间优选为5s～20s，更优选为10s～15s。本领域技术人员可根据需要管通件的形状和尺寸不同，选择不同的挤压条件，制备得到管通件，本发明对此没有特殊的限制。
本发明对所述原始管坯的材质和形状没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的原始管坯即可。在本发明中，所述原始管坯优选为直通管件；所述原始管坯的材质优选包括铜、铝、低碳钢或不锈钢，本领域技术人员可根据需要选择不同材质的原始管坯进行挤压成型，得到不同材质的管通件。
完成对原始管坯的挤压成型后，本发明将挤压成型后的管件中的填充介质重新熔融，除去填充介质，得到管通件。本发明对所述熔融的温度和时间没有特殊的限制，采用上述技术方案所述的熔融的温度和时间即可。本发明优选将挤压后含有填充介质的管通件直接置于熔融的灌装介质中，在高温作用下，管通件中的固体填充介质受热融化，从管通件中流出，完成了填充介质的去除。在去除固体填充介质的同时，在高温作用下，所述管通件还完成了回火，降低了管件的硬度，提高了管件的塑性，有利于后续扎弯过程的进行。
在本发明中，对于T型三通或四通管通件来说，无需对挤压成型后的管件进行空管扎弯，也就不会出现扎弯过程中管件开裂等现象，也就无需对其进行回火。
对于Y型三通、三爪型三通的管通件来说，需要对挤压成型后的管件进行空管扎弯，去除管通件中的固体填充介质、完成回火过程后，本发明优选将完成回火过程的管通件进行空管扎弯处理，得到管通件成品。本发明对所述空管扎弯的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的空管扎弯的技术方案即可。本发明优选将得到的去除填充介质后的管通件在空管扎弯机上进行空管扎弯处理。本发明对所述扎弯机的使用方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的扎弯的技术方案即可。
在本发明的实施例中，采用不同形状的模具，得到不同形状的管通件，如图1～4所示，图1为本发明实施例1得到的挤压T型管通件结构示意图；图2为本发明实施例2得到的挤压Y型管通件结构示意图；图3为本发明实施例3得到的挤压三爪型管通件结构示意图；图4为本发明实施例4得到的挤压四通型管通件结构示意图。
本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质及管通件的制作工艺，本发明提供的用于挤压管通件的填充介质包括以下组分：5wt%～70wt%的硝酸钙；25wt%～90wt%的硝酸钠；1wt%～10wt%的水。本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质，本发明将填充介质加热，将得到的熔融态的介质填充入原始管坯中，冷却后对原始管坯进行挤压，再将填充介质熔融后除去，即可得到管通件。本发明提供的填充介质灌装简单方便，易于除去，与现有技术中的灌铅工艺相比，本发明提供的管通件的制作工艺无需采用多次灌铅、多次退铅的过程，本发明提供的填充介质易于工业规模化生产，可有效降低生产成本。而且，本发明提供的填充介质对人体和环境都没有危害，健康环保，利于其大规模应用。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的用于挤压管通件的填充介质及管通件的制作工艺进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将100g硝酸钙Ca(NO3)2·4H2O、1800g硝酸钠NaNO3和100g水均匀混合；
将得到的混合物置于加热器皿在800℃下进行加热融化，直至混合物完全熔融至液态流状，用自动灌装机把熔融的混合物灌装进50根外径为Φ10mm、长度为80mm的低碳钢管中，等冷却后将填充有填充介质的低碳钢管置于型腔为Φ10mm的T型模具腔内挤压成型；再将挤压成型后的管通件置于800℃高温熔融后的上述混合物中，管通件中的填充介质受高温熔化，5分钟后从管通件中流出，完成对管通件中填充介质的去除，得到T型三通管件。
T型三通管件的结构如图1所示，本实施例得到的T型三通管件双口长55mm，单口长20mm，外径为Φ10mm。
实施例2：
将600g Ca(NO3)2·4H2O、2370g硝酸钠和30g水均匀混合；
将得到的混合物置于加热器皿中，在220℃进行加热熔融，直至混合物完全熔融至液态流状，用自动灌装机把熔融的混合物灌装进100根外径为Φ8mm、长度为100mm的铝管中，等冷却后将填充有填充介质的铝管置于型腔为Φ8mm的Y型三通模具中挤压成型；再将挤压成型后的管通件置于380℃高温熔融后的上述混合物中，管通件中的填充介质受高温熔化，5分钟后从管通件中流出，完成对管通件中填充介质的去除，在去除填充介质的过程中，高温对管通件起到回火效应；将去除填充介质后的管通件在空管扎弯机上进行空管扎弯，得到Y型三通管件。
Y型三通管件的结构如图2所示，本实施例得到的Y型三通管件的外径为Φ8mm，中心距为25.4mm，总高32.5mm。
实施例3：
将2000g Ca(NO3)2、1600g硝酸钠和400g水均匀混合；
将得到的混合物置于加热器皿内，在100℃下进行加热融化，直至混合物完全熔融至液态流状，用自动灌装机把熔融的混合物灌装进150根外径为Φ9mm、长度为90mm的铜管中，等冷却后将填充有填充介质的铜管放入型腔为Φ9mm的模具中挤压成型；再将挤压成型后的管通件置于450℃高温熔融后的上述混合物中，管通件中的填充介质受高温熔化，5分钟后从管通件中流出，完成对管通件中填充介质的去除，在去除填充介质的过程中，高温对管通件起到回火效应；将去除填充介质后的管通件在空管扎弯机上进行空管扎弯，得到三爪型三通管件。
三爪型三通管件的结构如图3所示，本实施例得到的三爪型三通管件的外径为Φ9mm，中心距为22mm，高为24mm。
实施例4：
将3750g Ca(NO3)2、850g硝酸钠和400g水均匀混合；
将得到的混合物置于加热器皿内，在480℃下进行加热融化，直至混合原料完全熔融至液态流状，用自动灌装机把熔融的混合物灌装进200根外径为Φ12mm、长度为150mm不锈钢管中，等冷却后将填充有填充介质的不锈钢管置于型腔为Φ12mm的模具内挤压成型；再将挤压成型后的管通件置于800℃高温熔融后的上述混合物中，管通件中的填充介质受高温熔化，5分钟后从管通件中流出，完成对管通件中填充介质的去除，得到四通型管件。
四通型管件的结构如图4所示，本实施例得到的四通型管件的外径为Φ12mm，长端双口长45mm，短端双口长32mm。
由以上实施例可知，本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质及管通件的制作工艺，本发明提供的用于挤压管通件的填充介质包括以下组分：5wt%～70wt%的硝酸钙；25wt%～90wt%的硝酸钠；1wt%～10wt%的水。本发明提供了一种用于挤压管通件的填充介质，本发明将填充介质加热，将得到的熔融态的介质填充入原始管坯中，冷却后对原始管坯进行挤压，再将填充介质熔融后除去，即可得到管通件。本发明提供的填充介质灌装简单方便，易于除去，与现有技术公开的灌铅工艺相比，本发明提供的管通件的制作工艺无需采用多次灌铅、多次退铅的过程，本发明提供的填充介质易于工业规模化生产，可有效降低生产成本。而且，本发明提供的填充介质对人体和环境都没有危害，健康环保，利于其大规模应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于挤压管通件的填充介质，包括以下组分：
5wt%～70wt%的硝酸钙；
25wt%～90wt%的硝酸钠；
1wt%～10wt%的水。
2.根据权利要求1所述的填充介质，其特征在于，所述硝酸钙为无水硝酸钙或四水合硝酸钙。
3.根据权利要求1所述的填充介质，其特征在于，包括10wt%～65wt%的硝酸钙。
4.根据权利要求1所述的填充介质，其特征在于，包括30wt%～85wt%的硝酸钠。
5.根据权利要求1所述的填充介质，其特征在于，包括3wt%～8wt%的水。
6.一种管通件的制作工艺，包括以下步骤：
将权利要求1～5任意一项所述的填充介质熔融，得到液态填充介质；
将所述液态填充介质填充入原始管坯中，冷却后将填充有所述填充介质的原始管坯在模具中挤压成型；
将挤压成型后的管件中的填充介质熔融后除去，得到管通件。
7.根据权利要求6所述的制作工艺，其特征在于，所述熔融的温度为100℃～800℃。
8.根据权利要求6所述的制作工艺，其特征在于，所述原始管坯的材质包括铜、铝、低碳钢或不锈钢。
9.根据权利要求6所述的制作工艺，其特征在于，所述原始管坯为直通管件。
10.根据权利要求6所述的制作工艺，其特征在于，所述管通件为多通型管通件或U型管通件。
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- 2013-09-11 CN CN201310412633.9A patent/CN103433325B/zh active Active
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