CN103920765B - 薄壁金属管推弯成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁金属管推弯成形方法，属于金属塑性成形技术领域。首先，在薄金属薄壁管内、外表面同时施加支撑；其次，对外表面进行润滑处理，并对三层进行整体推弯成形后，去除内、外层的支撑材料，最终获得金属薄壁弯管。本发明在薄壁金属管推弯成形过程中，通过内支撑层和最外层金属管同时提供内、外支撑，消除了薄壁金属管在弯曲成形时容易出现的屈曲及起皱现象，同时改善弯管的壁厚均匀性。

Description

薄壁金属管推弯成形方法

技术领域

本发明涉及一种金属管推弯成形方法，尤其是一种薄壁金属管推弯成形方法，属于金属塑性成形技术领域。

背景技术

薄壁金属管一般指径厚比大于50的金属管。目前由于航空、航天以及汽车工业高度关注材料减重，对薄壁管件具有非常迫切的需求。由于薄壁管的壁厚相对较薄，其在弯曲成形过程中极易轴向受压屈曲、起皱以及开裂，产生塑性失稳。现有的绕弯、压弯、推弯、辊弯等工艺都是通过调整局部变形量、减小摩擦系数、施加反向推力等来调整弯曲成形过程，可以在一定程度上缓解管材弯曲成形缺陷。但上述工艺的改进对厚壁管的弯曲成形效果较为明显，无法适用于薄壁管的弯曲成形。

薄壁管在实际成形时主要存在压缩失稳起皱和截面畸变等缺陷，为减少起皱及截面畸变的缺陷，目前多采用内压提供管材内支撑，实际成形时可以起到了一定的缓解作用。但其也存在诸多弊端：(1)、内高压在减小弯管内侧压应力的同时，也增大了管材外壁与模具型腔之间的摩擦，导致又实际增加了内侧压应力，部分甚至全部抵消了其积极的一面，故实际改善起皱效果并不明显；(2)、采用内高压作为支撑，需要处理增压介质与管材间的密封问题，将加大成形工艺的复杂性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述的缺陷，提供一种工艺简单、抗皱效果明显的薄壁金属管推弯成形方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种薄壁金属管推弯成形方法，包括以下步骤：

1)、选取薄壁金属管；

2)、选取内径与薄壁金属管外径相同的金属管作为外支撑层，并沿轴向分割成对称的两个半片；

3)、将两个半片的金属管整体包覆薄壁金属管后，在其两端实施点焊将两个半片连接；

4)、在薄壁金属管中加入内支撑层，形成复合管坯；

5)、将复合管坯整体置入推弯模具中实施推弯成形；

6)、分离金属管上的焊点、移除薄壁金属管中的内支撑层，得到薄壁金属弯管。

本发明的有益效果在于：本发明在薄壁金属管推弯成形过程中，通过内支撑层和外部厚壁金属管同时提供内、外双重支撑，消除了薄壁金属管在弯曲成形时容易出现的屈曲及起皱现象，同时改善弯管的壁厚均匀性，且制造成本低，成形效率高。

为了减少金属管与模具型腔间的摩擦，在复合管坯整体置入推弯模具前在复合管坯外表面涂敷润滑剂。

为了减少金属管与薄壁金属管间的摩擦，上述步骤2)中还包括对两个半片的金属管进行磷化及皂化处理的过程。

为了保证外层金属管对薄壁金属管提供稳定的外支撑，所述金属管的壁厚为薄壁金属管壁厚的2-5倍。

为了提高推弯成形效率，所述外层金属管的塑性优于薄壁金属管。

为了适应不同薄壁金属管的成形需要，所述内支撑层为低溶点合金、聚氨酯橡胶、填充液体或固态小颗粒。

为了满足各类弯管的制作需要，所述推弯模具的相对弯曲半径为0.8-2。

附图说明

图1本发明薄壁金属管推弯成形方法流程图；

图2本发明内支撑层、金属管与薄壁金属管的装配示意图，其中(a)为左视图、(b)为(a)A-A剖视图；

图3本发明成形后薄壁金属弯管的结构图，其中(a)为主视图、(b)为俯视图；

图中，1-薄壁金属管，2-金属管，3-焊点，4-内支撑层。

具体实施方式

下面结合附图1至3，分别以薄壁6061铝合金弯管、薄壁钛合金管、薄壁不锈钢管推弯成形工艺为具体实施例对发明作详细说明。

实施例1

第一步、采用1mm厚的6061铝合金板材卷焊为直径为202mm的管坯，坯料的轴向长度约为260mm；

第二步、将内径为202mm，壁厚为3mm厚、塑性优于6061铝合金的碳钢管沿着轴向对剖，切割为对称的两个半片，并对碳钢管的两个半片实施磷化及皂化处理，改善内外表面润滑条件，减少摩擦；

第三步、将碳钢两个半片完全包覆住6061铝合金管后，在碳钢两个半片的两端实施点焊，将碳钢两个半片局部连接；

第四步、在6061铝合金管内部浇注低熔点合金，待低熔点合金完全冷却，作为内支撑层4；

第五步、在碳钢管表面涂敷润滑剂；

第六步、将具有内支撑层4、碳钢管和6061铝合金管的复合管坯整体置入相对弯曲半径为0.8的推弯模具内实施推弯成形；

第七步、弯曲成形后的将复合弯管尾部及头部工艺段切割，将带有焊点3的碳钢管分离为两个半片，取出内部带有低熔点合金的6061铝合金弯管；

第八步、将内部带有低熔点合金的6061铝合金弯管整体置入开水内，将低熔点合金完全流出，最终获得薄壁6061铝合金弯管。

实施例2

第一步、将直径为48.5mm、壁厚为1mm厚的钛合金无缝管下料，坯料的轴向长度约为115mm；

第二步、将内径为48.5mm，壁厚为2mm厚、塑性优于钛合金的碳钢管沿着轴向对剖，切割为对称的两个半片，并对碳钢管的两个半片实施磷化及皂化处理，改善内外表面润滑条件，减少摩擦；

第三步、将碳钢两个半片完全包覆住钛合金无缝管后，在碳钢两个半片的两端部实施点焊，将碳钢两个半片局部连接；

第四步、在钛合金无缝管内部置入圆柱状聚氨酯橡胶，作为内支撑层4；

第五步、在碳钢管表面涂敷润滑剂；

第六步、将具有内支撑层4、碳钢管和钛合金无缝管的复合管坯整体置入相对弯曲半径为1.5的推弯模具内实施推弯成形；

第七步、弯曲成形后的弯管尾部及头部工艺段切割，将带有焊点3的碳钢管分离为两个半片，取出内部聚氨酯橡胶的钛合金无缝弯管；

第八步、将钛合金无缝弯管内的聚氨酯橡胶脱出，最终获得薄壁钛合金弯管。

实施例3

第一步、将壁厚为1mm厚的不锈钢实施卷焊，获得直径为100mm的管坯，坯料的轴向长度约为314mm，同时将不锈钢管坯的尾部封底；

第二步、将内径为100mm，壁厚为5mm厚、塑性优于不锈钢的碳钢管沿着轴向对剖，切割为对称的两个半片，并对碳钢管的两个半片实施磷化及皂化处理，改善内外表面润滑条件，减少摩擦；

第三步、将碳钢两个半片完全包覆住不锈钢管后，在碳钢端部实施点焊，将两个半片局部连接；

第四步、将碳钢管尾部焊接封底，在不锈钢管内注入填充液体并用冲头密封，作为内支撑层4；

第五步、在碳钢管表面涂敷润滑剂；

第六步、将具有内支撑层4、碳钢管和不锈钢管的复合管坯置入相对弯曲半径为2的推弯模具内实施推弯成形；

第七步、将弯曲成形后的复合弯管尾部、冲头工艺段切割并排出填充液体；同时，将带有焊点3的碳钢管分离为两个半片，最终获得薄壁不锈钢弯管。

上述实施例中的内支撑层也可以选用流动性较好的固态小颗粒或其他升压介质。

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，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种薄壁金属管推弯成形方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、选取薄壁金属管(1)；

2)、选取内径与薄壁金属管外径相同的金属管(2)作为外支撑层，并沿轴向分割成对称的两个半片；对两个半片的金属管进行磷化及皂化处理；

3)、将两个半片的金属管(2)整体包覆薄壁金属管(1)后，在其两端实施点焊将两个半片连接；

4)、在薄壁金属管(1)中加入内支撑层(4)，形成复合管坯；

5)、在复合管坯外表面涂敷润滑剂，将复合管坯整体置入推弯模具中实施推弯成形；

6)、分离金属管(2)上的焊点(3)、移除薄壁金属管中的内支撑层(4)，得到薄壁金属弯管。

2.根据权利要求1所述的薄壁金属管推弯成形方法，其特征在于：所述金属管的壁厚为薄壁金属管壁厚的2-5倍。

3.根据权利要求2所述的薄壁金属管推弯成形方法，其特征在于：所述内支撑层为低熔点合金、聚氨酯橡胶、填充液体或固态小颗粒。

4.根据权利要求3所述的薄壁金属管推弯成形方法，其特征在于：所述推弯模具的相对弯曲半径为0.8-2。