CN108188195B - 一种高强度带状基材的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管材连接件技术领域，具体涉及一种高强度带状基材的成型方法，其中，带状基材用于加工对管材进行连接的管材连接件结构，具体成型方法包括以下步骤：步骤1：下料，取所需长度的棒状材料作为带状基材成型的原材料；步骤2：通过至少两步拉拔操作使得所述棒状材料形成带状结构，其中，任意一次拉拔操作前均对材料进行退火；步骤3：通过至少两步冷轧操作对所述带状结构进行精加工，其中，任意一次冷轧操作前均对材料进行退火。通过本发明中的技术方案，使得基材获得更好的韧性、更高的强度以及抗扭曲力，从而大大提升了上述管材连接件的使用寿命。

Description

一种高强度带状基材的成型方法

技术领域

本发明涉及管材连接件技术领域，具体涉及一种高强度带状基材的成型方法，其中，带状基材用于加工对管材进行连接的管材连接件结构。

背景技术

原有的PVC城市污水管路在安装的过程中，大多采用超声波摩擦焊接的方法，即将PVC管热熔后进行连接。此种连接方式在安装过程中必须使用专用的超声波焊接设备，其中设备的运输和安装增加了相应的人力成本。

本发明旨在提供一种用于加工PVC管连接件的带状基材的成型方法。

发明内容

本发明提供了一种高强度带状基材的成型方法，使得基材获得更好的韧性、更高的强度以及抗扭曲力，从而大大提升管材连接件的使用寿命。

本发明中高强度带状基材的成型方法，包括以下步骤：

步骤1：下料，取所需长度的棒状材料作为带状基材成型的原材料；

步骤2：通过至少两步拉拔操作使得所述棒状材料形成带状结构，其中，任意一次拉拔操作前均对材料进行退火；

步骤3：通过至少两步冷轧操作对所述带状结构进行精加工，其中，任意一次冷轧操作前均对材料进行退火。

进一步地，任意退火操作完成后均需进行烘干操作。

进一步地，步骤3中，任意冷轧操作前均需进行带状材料的校直。

进一步地，步骤2和3中的退火的条件和步骤均相同。

进一步地，步骤2和3中，所述退火均包括以下步骤：

步骤2.1：棒状材料退火炉内加热；

步骤2.2：炉内保温；

步骤2.3：随炉冷却；

步骤2.4：开炉冷却至常温。

进一步地，步骤2.1中，加热时间小于等于2小时。

进一步地，步骤2.1中，将棒状材料加热至850℃~950℃。

进一步地，步骤2.2中，炉内保温时间为8~9小时。

进一步地，步骤2.3中，随炉冷却后的材料温度为500℃~650℃。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明通过拉拔、冷轧成型工艺，使用于加工管材连接件的带状结构直接成型，在长时间使用后，此种结构不会出现损坏、变形现象，使用寿命较长，并且采用拉拔、冷轧成型后的带状结构具有更好的韧性、更高的强度以及抗扭曲力，大大提升了管材连接件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为由本发明中的成型方法所成型的带状基材加工而成的管材连接件的结构示意图；

图2为图1的局部示意图；

图3本管材连接件的正视图；

图4为图3中A-A处剖视图的局部；

图5为本发明中高强度带状基材的成型方法流程图；

附图中标记：环状主体1、弧形槽口11、齿状结构2、外表面21、开口端3、开口4、腔体5、弹性密封结构6。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

一种高强度带状基材的成型方法，包括以下步骤：

步骤1：下料，取所需长度的棒状材料1作为带状基材成型的原材料，其中棒状材料为316不锈钢材料；

步骤2：通过至少两步拉拔操作使得所述棒状材料形成带状结构，其中，任意一次拉拔操作前均对材料进行退火，通过拉拔操作能够使得材料达到所需要求，因为一直拉拔达无法达到工艺参数，因此必须经过多次拉伸成型，每一步拉拔操作后均退火的目的在于软化材料，消除应力；

步骤3：通过至少两步冷轧操作对所述带状结构进行精加工，其中，任意一次冷轧操作前均对材料进行退火，其中冷轧操作后退火的目的在于软化材料，消除应力。

实施例二

一种高强度带状基材的成型方法，包括以下步骤：

步骤1：下料，取所需长度的棒状材料作为带状基材成型的原材料，其中棒状材料为316不锈钢材料；

步骤2：拉拔成型，本实施例中通过7次拉拔操作实现带状材料的粗加工；

步骤2.1：退火，退火在仅存在氢气的真空环境下进行，在2个小时内，通过退火炉使棒状材料的温度上升到850℃—950℃之间；温度达到850℃-950℃之间后，使其在炉膛内保温8—9小时，然后随炉冷却至500℃—650℃之间，再通过开炉冷却至常温；

步骤2.2：采用拉拔设备对退火后的棒状材料进行第一次拉拔成型，形成截面形状近似长方形，且四边均为弧形的粗加工半成品；

步骤2.3：退火，退火在仅存在氢气的真空环境下进行，在2个小时内，通过退火炉使步骤2.2中的材料温度上升到850℃—950℃之间；温度达到850℃-950℃之间后，使其在炉膛内保温8—9小时，然后随炉冷却至500℃—650℃之间，再通过开炉冷却至常温；

步骤2.4：采用拉拔设备对步骤2.3中的材料进行第二次拉拔成型，使得上述长方形的宽度进一步缩小；

步骤2.5：退火，退火在仅存在氢气的真空环境下进行，在2个小时内，通过退火炉使步骤2.4中的材料温度上升到850℃—950℃之间；温度达到850℃-950℃之间后，使其在炉膛内保温8—9小时，然后随炉冷却至500℃—650℃之间，再通过开炉冷却至常温；

步骤2.6：采用拉拔设备对步骤2.5中的材料进行第三次拉拔成型，使得步骤2.5中的材料形成截面依次包括圆弧边、过渡边、直边和过渡边的近似拱形结构，四边均通过圆角过渡，其中两过渡边对称设置于直边两侧，且与直边间形成的内角为钝角；

步骤2.7：退火，退火在真空氢气环境下进行，在2个小时内，通过退火炉使步骤2.6中材料的温度上升到850℃—950℃之间；温度达到850℃-950℃之间后，使其在炉膛内保温8—9小时，然后随炉冷却至500℃—650℃之间，再通过开炉冷却至常温；

步骤2.8：采用拉拔设备对步骤2.7中的材料进行第四次拉拔成型，使得步骤2.7中的材料形成截面依次包括直边边、过渡边、直边和过渡边的近似等腰梯形结构，四边均通过圆角过渡；

重复步骤2.7和2.8，分别对材料进行第五~七次退火和拉拔操作，使得步骤2.8中等腰梯形的高度逐步缩小，同时等腰梯形的腰的坡度逐渐增加，且上述过渡圆角的半径逐渐缩小；

步骤3，冷轧成型，本实施例中通过3次冷轧操作实现带状材料的半精加工到精加工，其中冷轧的作用是保证产品精度；

步骤3.1：退火，退火在仅存在氢气的真空环境下进行，在2个小时内，通过退火炉使步骤2中材料的温度上升到850℃—950℃之间；温度达到850℃-950℃之间后，使其在炉膛内保温8—9小时，然后随炉冷却至500℃—650℃之间，再通过开炉冷却至常温；

步骤3.2：采用冷轧设备对步骤2中粗加工完成的材料进行第一次冷轧成型；

步骤3.3：退火，退火在仅存在氢气的真空环境下进行，在2个小时内，通过退火炉使步骤3.2中的带状材料温度上升到850℃—950℃之间；温度达到850℃-950℃之间后，使其在炉膛内保温8—9小时，然后随炉冷却至500℃—650℃之间，再通过开炉冷却至常温；

步骤3.4：采用冷轧设备对步骤3.3中的带状材料进行第二次冷轧成型，完成带状材料的半精加工;

步骤3.5：退火，退火在仅存在氢气的真空环境下进行，在2个小时内，通过退火炉使步骤3.4中的带状材料的温度上升到850℃—950℃之间；温度达到850℃-950℃之间后，使其在炉膛内保温8—9小时，然后随炉冷却至500℃—650℃之间，再通过开炉冷却至常温；

步骤3.6：采用冷轧设备对步骤3.5中的带状材料进行第三次冷轧成型，完成带状材料的精加工。

作为上述实施例的优选，任意退火操作完成后均需进行烘干操作，其中，烘干的目的在于降低材料表面硬度。

作为上述实施例的优选，任意冷轧操作前均需进行带状材料的校直，其中，较直的目的在于保证下一道工艺的精度。

通过上述高强度带状基材的成型方法加工而成的带状基材可用于实现以下结构的管材连接件，包括：齿条带，齿条带包括环状主体1，以及自环状主体1宽度方向上的两侧边缘向环状主体1圆心方向延伸的若干齿状结构2，齿状结构2用于在管路连接时嵌入管路内；环状主体1设置有至少一个开口端3，开口端3在使用时通过连接结构闭合。其中连接结构可参考现有的卡箍连接结构，管材连接件在使用的过程中，位于环状主体1两侧的齿状结构2通过连接结构的收紧作用，对管路表面进行挤压，当挤压力达到一定值时，两侧的齿状结构2分别且嵌入待连接的两管路内，从而实现两管路的连接。

为了避免管材连接件在使用的过程中受到扭力作用而影响使用效果，环状主体1宽度方向上两侧的齿状结构2一一对应设置，此方式相对于不对称的设计在一定程度上保证了两管路对管材连接件的作用力的对称性；环状主体1与齿状结构2垂直设置，此结构的设置目的在于将齿状结构2由于连接结构的收紧作用而对管路造成的挤压力最大程度的实现切入管路的目的，为了避免在使用的过程中对操作人员造成伤害，环状主体1与齿状结构2的连接处外部通过圆角过渡，此处的圆角过渡可通过机械加工方式，如折弯自然形成。

开口端3闭合后，相邻两齿状结构2间形成长方形或等腰梯形的开口4，开口4的存在使得齿状结构2的两侧受到阻挡，避免了圆周方向的窜动，其中，开口4的形状决定着齿状结构2的强度，其中，长方形和等腰梯形为较优的选择；当开口4为等腰梯形时，等腰梯形的上底与环状主体1的边缘重合，此设置使得齿状结构2的端部受力面积减小，降低嵌入管路的难度，但同时需保持齿状结构2上下的尺寸比例，避免根部过大而在嵌入过程中增加管路的变形情况。

出于加工方面的考虑，环状主体1上位于相邻两齿状结构2之间的边缘部分设置有弧形槽口11，弧形槽口11的设置使得齿状结构2在通过折弯方式产生时，降低了其加工难度以及变形程度。

位于环状主体1宽度方向上两侧的齿状结构2与环状主体1形成截面为“凹”型的腔体5，腔体5内设置有弹性密封结构6，在管材连接件安装完成后，通过管路与管路端部的贴合，以及环状主体1与管路接缝的贴合来保证密封效果，此方式对于管材连接件的抱紧力要求极高，一旦贴合度不够则易发生泄漏事件，通过弹性密封结构6的设置降低了对抱紧力的要求，通过弹性密封结构6自身的形变可使得两管路间的缝隙得到有效的密封。

为了降低齿状结构2嵌入管路时的难度，本实施例中通过减少接触面积的方式来增加压强，齿状结构2在其长度延伸方向上逐渐收拢，形成嵌入管路内的刃；其中，刃由齿状结构2相对于管材连接件的外表面21部分或全部向内倾斜而形成，或者有外表面21和内表面相向倾斜而形成；为了保证齿状结构2的强度，部分倾斜为优选，所述外表面21部分倾斜具体为，倾斜自外表面21在远离环状主体1方向上高度的1/3~2/3位置处开始，适当的位置选择，有利于使得齿状结构2通过较为平缓的方式嵌入管路内，从而减少管路的挤压变形，其中，为了降低加工难度，外表面21和内表面的交线为直线，使得刃在于嵌入管路过程中，与管路相切时的切线为直线，外表面21的倾斜部分与未倾斜部分的连接线为直线，上述设置均可有效降低加工难度。

其中，通过上述高强度带状基材的成型方法加工而成的带状基材实现上述管材连接件，主要包括以下步骤：

步骤一：对带状结构宽度方向的两侧通过冲压的方式进行部分材料的去除，以形成若干齿状结构；

步骤二：将带状结构两侧的齿状采用折弯机进行折弯，以使得带状结构形成具有主体部分以及相对于主体部分两侧折弯的截面为“凹”型的结构；

步骤三：将主体部分进行折弯以形成具有开口端的环形结构，环形结构绕设于管路外表面；

步骤四：在主体部分两端部焊接用于将开口端闭合的连接结构。

管材连接件在使用的过程中，位于环状主体1两侧的齿状结构2通过连接结构的收紧作用，对管路表面进行挤压，当挤压力达到一定值时，两侧的齿状结构2分别嵌入待连接的两管路内，从而实现两管路的连接。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高强度带状基材的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：下料，取所需长度的棒状材料作为带状基材成型的原材料；

步骤2：通过至少两步拉拔操作使得所述棒状材料形成带状结构，其中，任意一次拉拔操作前均对材料进行退火；其中拉拔的过程具体如下：

步骤2.1：对退火后的棒状材料进行第一次拉拔成型，形成截面形状近似长方形，且四边均为弧形的粗加工半成品；

步骤2.2：对步骤2.1中的材料进行第二次拉拔成型，使得所述长方形的宽度进一步缩小；

步骤2.3：对步骤2.2中的材料进行第三次拉拔成型，使得步骤2.2中的材料形成截面依次包括圆弧边、过渡边、直边和过渡边的近似拱形结构，四边均通过圆角过渡，其中两过渡边对称设置于直边两侧，且与直边间形成的内角为钝角；

步骤2.4：对步骤2.3中的材料进行第四次拉拔成型，使得步骤2.3中的材料形成截面依次包括直边、过渡边、直边和过渡边的近似等腰梯形结构，四边均通过圆角过渡；

步骤2.5：分别对材料进行第五~七次退火和拉拔操作，使得步骤2.4中等腰梯形的高度逐步缩小，同时等腰梯形的腰的坡度逐渐增加，且上述过渡圆角的半径逐渐缩小；

步骤3：通过至少两步冷轧操作对所述带状结构进行精加工，其中，任意一次冷轧操作前均对材料进行退火；

其中，通过上述高强度带状基材的成型方法加工而成的带状基材用于加工管材连接件，主要包括以下步骤：

步骤一：对精加工后的所述带状结构宽度方向的两侧通过冲压的方式进行部分材料的去除，以形成若干齿状结构，通过所述拉拔使得所述齿状结构在其长度延伸方向上逐渐收拢，形成嵌入管路内的刃；

步骤二：将所述带状结构两侧的齿状进行折弯，以使得带状结构形成具有主体部分以及相对于所述主体部分两侧折弯的截面为“凹”型的结构；

步骤三：将所述主体部分进行折弯以形成具有开口端的环形结构，所述环形结构绕设于管路外表面；

步骤四：在所述主体部分两端部焊接用于将开口端闭合的连接结构。

2.根据权利要求1所述的高强度带状基材的成型方法，其特征在于，任意退火操作完成后均需进行烘干操作。

3.根据权利要求1所述的高强度带状基材的成型方法，其特征在于，步骤3中，任意冷轧操作前均需进行带状材料的校直。

4.根据权利要求1所述的高强度带状基材的成型方法，其特征在于，步骤2和3中的退火的条件和步骤均相同。

5.根据权利要求1或4所述的高强度带状基材的成型方法，其特征在于，步骤2和3中，所述退火均包括以下步骤：

棒状材料退火炉内加热；

炉内保温；

随炉冷却；

开炉冷却至常温。

6.根据权利要求5所述的高强度带状基材的成型方法，其特征在于，加热时间小于等于2小时。

7.根据权利要求5所述的高强度带状基材的成型方法，其特征在于，将棒状材料加热至850℃~950℃。

8.根据权利要求5所述的高强度带状基材的成型方法，其特征在于，炉内保温时间为8~9小时。

9.根据权利要求5所述的高强度带状基材的成型方法，其特征在于，随炉冷却后的材料温度为500℃~650℃。