CN217912203U - 一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，包括：圆锥段；拧紧六方，所述拧紧六方固定连接于所述圆锥段的左端；螺纹安装柱，所述螺纹安装柱固定连接于所述圆锥段的右端；圆柱段，所述圆柱段设置于所述圆锥段的右侧；螺纹安装槽，所述螺纹安装槽开设于所述圆柱段的左侧；连接螺纹，所述连接螺纹设置于所述圆柱段右侧的表面；挤压模，所述挤压模设置于所述圆锥段的左侧。本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，能够为钛合金厚壁管材制备开拓了新方法，新路线，可以制备任意小孔径的管材，具有很高的实用性及经济效益，为钛合金厚壁管材的工程化应用提供了强有力的技术保障。

Description

一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针

技术领域

本实用新型涉及有色金属加工领域，尤其涉及一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针。

背景技术

有色金属，狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。

随着科学技术的不断提高，为了能够满足对其相对应的液体进行远程输送，从而需要使用到各种不同材料所制作的管材，目前的管材主要采用斜轧穿孔轧制、挤压、拉拔、焊接等方法生产钛合金无缝管，钛合金普通管材D/S＝10～40的生产工艺技术较成熟，但是D/S＜10的钛合金小孔径无缝管材生产技术还不成熟，无生产长度较长钛合金无缝管材的有效方法，因此该类中高强钛合金无缝管材没有得到大范围应用。

现有的钛合金焊管，由于成形方式不同，焊接管材承受压力低，通过冷轧/拔方法生产的钛合金无缝管材，通过热处理后抗拉强度一般为960MPa，且工作压力也低，对于抗拉强度大于1050MPa，工作压力高于21MPa的管材由于塑性低，无法通过冷轧等方式轧制生产，而TC4钛合金是一种典型的α+β型两相钛合金，该合金具有优异的综合性能，在航空和航天工业中获得了最广泛的应用，主要半成品是棒材、锻件、厚板、薄板、型材和丝材等，TC4钛合金管材应用相对比较少尤其是高强状态管材，目前TC4管材加工方法主要包括采用板材卷曲焊接和棒材深孔钻制备工艺，但无法制备小规格耐压厚壁管材，航空用高强厚壁管材由于厚度大内孔小，组织均匀性和力学性能要求高，加工困难，从而需要使用到一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针。

因此，有必要提供一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，解决了目前TC4管材加工方法主要包括采用板材卷曲焊接和棒材深孔钻制备工艺，但无法制备小规格耐压厚壁管材，航空用高强厚壁管材由于厚度大内孔小，组织均匀性和力学性能要求高，加工困难的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，包括：圆锥段；

拧紧六方，所述拧紧六方固定连接于所述圆锥段的左端；

螺纹安装柱，所述螺纹安装柱固定连接于所述圆锥段的右端；

圆柱段，所述圆柱段设置于所述圆锥段的右侧；

螺纹安装槽，所述螺纹安装槽开设于所述圆柱段的左侧；

连接螺纹，所述连接螺纹设置于所述圆柱段右侧的表面；

挤压模，所述挤压模设置于所述圆锥段的左侧。

优选的，所述螺纹安装柱的使用直径和所述螺纹安装槽的使用直径相适配。

优选的，所述圆柱段的底部开设有插接槽，所述圆柱段底部的两侧均开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有滑块。

优选的，所述滑块的外侧且位于所述滑槽的内部设置有弹簧，所述滑块的底部固定安装有L形插杆。

优选的，所述圆柱段的底部且位于所述插接槽的底部设置有插接块。

优选的，所述插接块的底部固定连接有固定限位块，所述固定限位块的内部开设有贯穿插孔。

优选的，所述固定限位块的底部固定连接有连接绳。

与相关技术相比较，本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针具有如下有益效果：

本实用新型提供一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，通过圆锥段、拧紧六方、螺纹安装柱、圆柱段、螺纹安装槽、连接螺纹等结构之间的相互配合从而能够为钛合金厚壁管材制备开拓了新方法，新路线，可以制备任意小孔径的管材，而且成品管材超声波检测成品率100％合格，生产的管材组织和尺寸均匀性好，管材耐高温高压性能高，应用范围广，采用该挤压+热处理方法制备TC4厚壁钛合金管材，工模具使用时间久，制备效率高，无损检测成品率全和，具有很高的实用性及经济效益，为钛合金厚壁管材的工程化应用提供了强有力的技术保障。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针的第一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的圆柱段左侧的结构示意图；

图3为图1所示的整体剖面的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针的第二实施例的结构示意图；

图5为图4所示的插接槽底部的结构示意图。

图中标号：1、圆锥段，2、拧紧六方，3、螺纹安装柱，4、圆柱段，5、螺纹安装槽，6、连接螺纹，7、挤压模，

8、插接槽，9、滑槽，10、滑块，11、弹簧，12、L形插杆，13、插接块，14、贯穿插孔，15、固定限位块，16、连接绳。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

第一实施例

请结合参阅图1、图2、图3，其中，图1为本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示的圆柱段左侧的结构示意图；图3为图1所示的整体剖面的结构示意图。一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，包括：圆锥段1；

拧紧六方2，所述拧紧六方2固定连接于所述圆锥段1的左端；

螺纹安装柱3，所述螺纹安装柱3固定连接于所述圆锥段1的右端；

圆柱段4，所述圆柱段4设置于所述圆锥段1的右侧；

螺纹安装槽5，所述螺纹安装槽5开设于所述圆柱段4的左侧；

连接螺纹6，所述连接螺纹6设置于所述圆柱段4右侧的表面；

连接螺纹6为挤压针与挤压轴连接螺纹。

挤压模7，所述挤压模7设置于所述圆锥段1的左侧。

所述螺纹安装柱3的使用直径和所述螺纹安装槽5的使用直径相适配。

为了实现高强厚壁管材生产，我们设计了小规格厚壁管材挤压专用挤压针，该挤压针区别于普通挤压针形状尺寸，普通挤压针为圆柱状，挤压针主要包含两部分，前部分为主要工作段，承受高温高压下钛合金变形的压应力和拉应力，后半段主要为结构部分，承受挤压过程的最大拉力，确保挤压过程顺利实现且不断针，这种变径的挤压针保证整了挤压过程针的稳定性，有利于挤压管材外径和内径的同心性，降低了厚壁挤压管材壁厚偏差。

通过改进挤压针工作段的斜率，有利于挤压过程金属流动，从而降低金属变形抗力有利于管材顺利挤出模孔，对于挤压的钛合金管坯通过后续固溶时效处理可以得到厚壁高强TC4管材。

将原来单根圆柱形挤压针改进成2支组合模式挤压针，改变结构克服了材料强度低；

解决了小孔径厚壁无缝管材生产问题；

降低模具制造成本，一支组合模具的圆柱段可以和多种不同规格的变径段模具配合；

提高生产效率，通过快速更换小巧的组合模具变径段加快生产节奏；

提高材料变形量，有利于细化组织晶粒，可充分发挥材料性能优势

TC4钛合金厚壁管材制备

步骤1，采用优质海绵钛和其他合金包为原料，按照一定配比通过不少于两次的真空自耗电弧炉熔炼，生产出直径φ700mm钛合金铸锭；

步骤2，将步骤1熔炼的铸锭加热后经过墩粗和拔长自由锻造，对棒坯进行表面处理，然后通过拔长锻造成Φ210mm挤压用棒坯；

步骤3，将步骤2制得的棒坯轴向中间钻孔孔径φ42mm，采用0.8～1.2mm厚钢板和铜板复合包套，挤压棒坯内外都包覆，钢套紧贴挤压棒坯，铜套紧贴钢套外面；

步骤4，将步骤3中制得的挤压坯料，送入工频感应炉或电阻炉加热，保温0.5-4h后进行正挤压。挤压时确保挤压锭坯放入挤压筒后，挤压筒的中心线与锭坯轴向中心线重合，同时将专用变径挤压针穿入挤压锭和挤压模具中心孔并突出20-50mm长，挤压时挤压针保持不动，挤压轴通过对挤压锭施加压力，采用180mm/s挤压速度，实现挤压锭坯的塑性变形，从而制得φ84×23.5mm厚壁钛合金管坯；

步骤5，将步骤4中制得的管坯在300～500℃温度范围内进行辊式矫直，矫直后的管材平直度≤3mm/m；

步骤6，将步骤5制得的管坯在电阻炉中进行双重热处理，固溶温度控制在相变点下20～60℃范围内，时效温度控制在460～600℃之间。

步骤7，将步骤6制得的管材通过精机加去除钛合金管材表面氧化物和挤压沟条等，使表面粗糙度≤1.6um获得本发明中的高强TC4钛合金厚壁管材，实测其抗拉强度1197MPa/1195MPa，延伸率13.5％/11.5％。

本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针的工作原理如下：

当需要使用时则通过手动的将其螺纹安装柱3和螺纹安装槽5之间的相互相互对齐并将其螺纹安装柱3插进螺纹安装槽5的内部，而同时转动圆柱段4，通过圆柱段4的转动从而带动螺纹安装槽5进行转动，而此时的圆锥段1和螺纹安装柱3处于不动的状态，从而会使得螺纹安装柱3插进螺纹安装槽5的内部两者之间进行螺纹连接在一起，从而使得圆锥段1和圆柱段4相互安装在一起，而此时形成为一个整体，通过将其圆锥段1从挤压模7中插入即可，并根据实际的情况进行调整其圆锥段1或者圆柱段4插进挤压模7内部的深度到达合适的位置即可，而进行管道变径的工作。

与相关技术相比较，本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针具有如下有益效果：

通过圆锥段1、拧紧六方2、螺纹安装柱3、圆柱段4、螺纹安装槽5、连接螺纹6等结构之间的相互配合从而能够为钛合金厚壁管材制备开拓了新方法，新路线，可以制备任意小孔径的管材，而且成品管材超声波检测成品率100％合格，生产的管材组织和尺寸均匀性好，管材耐高温高压性能高，应用范围广，采用该挤压+热处理方法制备TC4厚壁钛合金管材，工模具使用时间久，制备效率高，无损检测成品率全和，具有很高的实用性及经济效益，为钛合金厚壁管材的工程化应用提供了强有力的技术保障。

第二实施例

请结合参阅图4和图5，基于本申请的第一实施例提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，本申请的第二实施例提出另一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

具体的，本申请的第二实施例提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针的不同之处在于，一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，所述圆柱段4的底部开设有插接槽8，所述圆柱段4底部的两侧均开设有滑槽9，所述滑槽9的内部滑动连接有滑块10。

插接槽8和插接块13相适配，当其插接块13完全插进插接槽8的内部的同时固定限位块15的顶部和圆柱段4的底部接触。

所述滑块10的外侧且位于所述滑槽9的内部设置有弹簧11，所述滑块10的底部固定安装有L形插杆12。

通过弹簧11的弹性形变从而能够使得其滑块10使用向内侧受力，而使得其L形插杆12使用受力从而能够稳定的插在贯穿插孔14的内部。

所述圆柱段4的底部且位于所述插接槽8的底部设置有插接块13。

所述插接块13的底部固定连接有固定限位块15，所述固定限位块15的内部开设有贯穿插孔14。

贯穿插孔14的使用直径和L形插杆12的使用直径相适配，从而能够使得其L形插杆12能够插进贯穿插孔14的内部对其插接块13进行固定在插接槽8的内部。

所述固定限位块15的底部固定连接有连接绳16。

本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针的工作原理如下：

当其整体不使用时通过手动的向外侧同时推动滑块10，促使其滑块10受力在滑槽9的内部进行从内侧向外侧移动，在通过滑块10的移动从而挤压弹簧11，促使其弹簧11发生弹性形变，再通过滑块10的移动从而带动L形插杆12进行移动，直至其滑块10在滑槽9的内部移动到最外侧的位置即可，且此时的弹簧11被挤压到最小的状态，而此时L形插杆12脱离处于插接槽8的外侧，从而使得插接槽8的底部位置处于没有任何物体阻挡的状态，而此时则通过手动的将其插接块13从插接槽8的外侧开口位置插进插接槽8的内部，直至其插接块13完全的插进插接槽8的内部时即可。

而此时贯穿插孔14的两侧开口位置和L形插杆12处于对齐的状态，再通过松开对其滑块10的向外侧推动，通过弹簧11的弹性形变从而向内侧滑块10，促使其滑块10在滑槽9的内部从外侧向内侧移动，再通过滑块10的移动从而带动L形插杆12进行移动，从而使得L形插杆12插进贯穿插孔14的内部，从而对其插接块13进行固定在插接槽8的内部，且此时使得固定限位块15被固定在圆柱段4的底部即可，从而使得连接绳16和圆柱段4相互连接在一起即可，而此时则可通过连接绳16将其圆柱段4挂在合适的位置。

与相关技术相比较，本实用新型提供的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针具有如下有益效果：

通过插接槽8、滑槽9、滑块10、弹簧11、L形插杆12、插接块13、贯穿插孔14、固定限位块15、连接绳16等结构之间的相互配合从而能够在其不使用的期间通过使用连接绳16对其进行挂起来，避免在不使用期间出现丢失的情况，且挂起的位置处于工作位置的附近从而能够方便后期使用，结构简单，操作方便能够快速的进行与连接绳16之间的连接和分离。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，其特征在于，包括：圆锥段；

拧紧六方，所述拧紧六方固定连接于所述圆锥段的左端；

螺纹安装柱，所述螺纹安装柱固定连接于所述圆锥段的右端；

圆柱段，所述圆柱段设置于所述圆锥段的右侧；

螺纹安装槽，所述螺纹安装槽开设于所述圆柱段的左侧；

连接螺纹，所述连接螺纹设置于所述圆柱段右侧的表面；

挤压模，所述挤压模设置于所述圆锥段的左侧。

2.根据权利要求1所述的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，其特征在于，所述螺纹安装柱的使用直径和所述螺纹安装槽的使用直径相适配。

3.根据权利要求1所述的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，其特征在于，所述圆柱段的底部开设有插接槽，所述圆柱段底部的两侧均开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有滑块。

4.根据权利要求3所述的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，其特征在于，所述滑块的外侧且位于所述滑槽的内部设置有弹簧，所述滑块的底部固定安装有L形插杆。

5.根据权利要求4所述的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，其特征在于，所述圆柱段的底部且位于所述插接槽的底部设置有插接块。

6.根据权利要求5所述的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，其特征在于，所述插接块的底部固定连接有固定限位块，所述固定限位块的内部开设有贯穿插孔。

7.根据权利要求6所述的一种低成本小孔径钛合金管材变径挤压针，其特征在于，所述固定限位块的底部固定连接有连接绳。

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