CN220970399U - 一种用于生产难变形合金管材的组合坯料结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，包括头垫、难变形合金管坯、内包套、外包套、尾垫和组合坯料主体，所述组合坯料主体的上端设置有头垫，且组合坯料主体的中间位置设置有难变形合金管坯，所述难变形合金管坯的外侧套设有外包套，且难变形合金管坯的内部嵌套安装有内包套。该用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，坯料内包套和外包套避免模具与难变形合金直接接触，头垫降低了开始挤压时的突破力，尾垫充当了挤压管压余的作用，使难变形合金全部挤出成形，通过热挤压生产难变形合金管材，降低挤压突破力，改善挤压过程中应力状况，促使金属稳定流动，提高管材的表面质量，提高了难变形合金的材料利用率。

Description

一种用于生产难变形合金管材的组合坯料结构

技术领域

本实用新型涉及金属材料加工技术领域，具体为一种用于生产难变形合金管材的组合坯料结构。

背景技术

难变形合金主要是指锻态高温合金、锻态耐蚀合金、铸态镍基合金、粉末高温合金等，材料热加工温度范围比较窄，变形抗力是钢的2倍到3倍，具有优异的抗疲劳性、抗腐蚀性及良好的高温性能，被广泛应用于航空航天、国防军工、核电、医疗等领域，是重大装备与高端制造业所必需的关键材料。

难变形合金塑性差，管材生产方法有锻造和热挤压，锻造工艺生产火次多，单道次变形量小，表面质量差，生产节奏慢，生产管材短；热挤压工艺是在三向压缩应力作用下成形，有利于发挥材料塑性，一火次成形，适合难变形合金的生产。但是在铸态高温合金和粉末高温合金管材热挤压过程中，由于材质变形抗力更大、变形能力较差，经常出现挤压力过大而闷车，管材表面严重开裂的问题，同时存在坯料压余不能全部挤出，切除压余时热据片消耗严重，导致料损较高，成材率低。难变形合金含有大量的Cr、Ni、Mo、W等贵金属元素，较低的材料利用率，导致能耗和资源的浪费，增加了企业负担。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，以解决上述背景技术中提出现有技术中难变形合金管材挤压力过大而闷车、管身容易产生裂纹的问题，使难变形合金材质全部挤出成才，提高金属利用率的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，包括头垫、难变形合金管坯、内包套、外包套、尾垫和组合坯料主体，其特征是：所述组合坯料主体的上端设置有头垫，且组合坯料主体的中间位置设置有难变形合金管坯，并且组合坯料主体的下端设置有尾垫，所述难变形合金管坯的外侧套设有外包套，且难变形合金管坯的内部嵌套安装有内包套；

优选的，所述头垫的外侧套设有平锥挤压模，所述组合坯料主体的外侧套设有挤压筒，且挤压筒的下端内部滑动安装有挤压杆，所述组合坯料主体和平锥挤压模之间卡合安装有玻璃垫，所述平锥挤压模和挤压筒之间卡合安装有模座，且模座的内部嵌套安装有模支撑，并且模支撑远离组合坯料主体的一侧固定安装有模垫，所述头垫的上端固定安装有管材主体，所述挤压杆靠近组合坯料主体的一侧固定安装有挤压垫，且组合坯料主体的内部滑动安装有芯棒，通过设置挤压垫和玻璃垫，可以避免该结构在进行加工的过程中设备与该结构直接发生硬性接触，对该结构加工效果造成影响。

优选的，所述垫上管状凸起L1的长度25mm～30mm，圆锥面α的角度95°～100°，头垫R处的圆角半径为R25mm～R50mm，尾部L2的长度40mm～50mm。头垫尾部外圆处上倒角作为焊接坡口，通过焊接方式与内外包套的难变形合金管坯连接，头垫表面粗糙度不大于3.2μm。

优选的，所述内包套的厚度4mm～12mm，与难变形合金管坯的间隙小于0.6mm；外包套的厚度5mm～20mm，与难变形合金管坯的间隙小于1mm；内包套、外包套和难变形合金管坯的表面粗糙度不大于3.2μm。

优选的，所述尾垫L3长度100mm～200mm，表面粗糙度不大于3.2μm，尾垫头部外圆处下倒角作为焊接坡口，通过焊接方式与内外包套的难变形合金管坯连接，通过焊接可以提高该结构加工的速度和稳定性。

优选的，所述头垫和尾垫材质是低碳钢或者低碳马氏体不锈钢，内包套和外包套材质是奥氏体不锈钢304或316，内包套和外包套材质是奥氏体不锈钢304或316可以保证对该结构加工的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.该用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，坯料内包套和外包套避免模具与难变形合金直接接触，头垫降低了开始挤压时的突破力，尾垫充当了挤压管压余的作用，使难变形合金全部挤出成形。用本实用新型通过热挤压生产难变形合金管材，降低了挤压突破力，改善了挤压过程中应力状况，促使金属稳定流动，提高了管材的表面质量，提高了难变形合金的材料利用率。

附图说明

图1为本实用新型头垫正剖视结构示意图；

图2为本实用新型平锥挤压模正剖视结构示意图；

图3为本实用新型内包套正剖视结构示意图；

图4为本实用新型模座正剖视结构示意图；

图5为本实用新型模支撑正剖视结构示意图。

图中：1、头垫；2、管材主体；3、难变形合金管坯；4、内包套；5、外包套；7、尾垫；8、组合坯料主体；9、平锥挤压模；10、玻璃垫；11、模支撑；12、模座；13、模垫；14、挤压筒；15、挤压垫；16、芯棒；17、挤压杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅1-图5，本实用新型提供一种技术方案：一种用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，包括头垫1、管材主体2、难变形合金管坯3、内包套4、外包套5、尾垫7、组合坯料主体8、平锥挤压模9、玻璃垫10、模支撑11、模座12、模垫13、挤压筒14、挤压垫15、芯棒16和挤压杆17。

组合坯料主体8的上端设置有头垫1，且组合坯料主体8的中间位置设置有难变形合金管坯3，并且组合坯料主体8的下端设置有尾垫7，难变形合金管坯3的外侧套设有外包套5，且难变形合金管坯3的内部嵌套安装有内包套4，头垫1的外侧套设有平锥挤压模9，组合坯料主体8的外侧套设有挤压筒14，且挤压筒14的下端内部滑动安装有挤压杆17，组合坯料主体8和平锥挤压模9之间卡合安装有玻璃垫10，平锥挤压模9和挤压筒14之间卡合安装有模座12，且模座12的内部嵌套安装有模支撑11，并且模支撑11远离组合坯料主体8的一侧固定安装有模垫13，头垫1的上端固定安装有管材主体2，挤压杆17靠近组合坯料主体8的一侧固定安装有挤压垫15，且组合坯料主体8的内部滑动安装有芯棒16，头垫1尾部外圆处上倒角作为焊接坡口，通过焊接方式与内外包套的难变形合金管坯3连接，头垫1表面粗糙度不大于3.2μm，内包套4的厚度4mm～12mm，与难变形合金管坯3的间隙小于0.6mm；外包套5的厚度5mm～20mm，与难变形合金管坯3的间隙小于1mm；内包套4、外包套5和难变形合金管坯3的表面粗糙度不大于3.2μm，尾垫7L3长度100mm～200mm，表面粗糙度不大于3.2μm，尾垫7头部外圆处下倒角6作为焊接坡口，通过焊接方式与内包套4和外包套5的难变形合金管坯3连接。

根据图1，在加工该用于生产难变形合金管材的组合坯料结构时，首先将该结构放置在需要进行工作的位置，难变形合金管坯3形状是圆环形，位于组合坯料的中间位置，外圆包覆有外包套5，内圆包覆有内包套4；头垫1设置在组合坯料的头部，头垫前端的凸起形状与管材一致，凸起后面是圆锥面，头垫1的外径和内径与组合坯料一致，尾垫7设置在组合坯料的尾部，外径和内径与组合坯料一致。头垫1上管状凸起L1的长度25mm～30mm，圆锥面α的角度95°～100°，头垫R处的圆角半径为R25mm～R50mm，尾部L2的长度40mm～50mm。头垫1和尾垫7材质是低碳钢或者低碳马氏体不锈钢，内包套4和外包套5材质是奥氏体不锈钢304或316。

如图2所示，平锥挤压模9的入口夹角β角度为120°，平直段L4的长度为15mm～65mm。

如图3所示，利用本实用新型生产管材的过程为：根据所生产管材尺寸，加工出组合坯料主体8，首先安装上相应尺寸的挤压模9、芯棒16、挤压筒14和挤压杆17，当高温坯料涂上玻璃粉润滑剂后，装进挤压筒14，然后挤压杆17推动挤压垫15和坯料向挤出方向移动到挤压模9的前端，同时芯棒16穿入坯料内孔，坯料前端接触到紧贴挤压模9的玻璃垫10后，挤压杆17继续向前推动，通过挤压垫15对坯料施压，先使坯料发生镦粗变形，消除坯料外圆与挤压筒14内壁的间隙以及坯料内表面与芯棒16的间隙，然后坯料被挤压进入挤压模9与芯棒16组成的的环形孔腔变成管材，待挤压杆17前进到限位停止处时，挤压过程结束，挤压筒14内留下25mm～50mm没有压完的坯料压余。然后锁紧挤压筒14的开关打开，挤压筒14后撤，同时把坯料压余、挤压垫15、挤压杆17和芯棒16一起后撤，将坯料压余从管材上用切掉，管材从挤压机出口方向输送到冷床，本次挤压过程结束。

根据图图1-5，本实用新型组合坯料的组装过程为：根据难变形合金管材成品尺寸计算出难变形合金管坯3尺寸，根据难变形合金管坯3尺寸分别加工出头垫1、内包套4、外包套5和尾垫7。头垫尾部外圆处上倒角2作为焊接坡口，通过焊接方式与内包套4和外包套5的难变形合金管坯3连接。内包套4的厚度4mm～12mm，与难变形合金管坯3的间隙小于0.6mm；外包套5的厚度5mm～20mm，与难变形合金管坯3的间隙小于1mm；尾垫7的L3长度100mm～200mm，尾垫7头部外圆处下倒角6作为焊接坡口，通过焊接方式与内包套4和外包套5的难变形合金管坯3连接，增加了整体的实用性。

在本实用的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，包括头垫(1)、难变形合金管坯(3)、内包套(4)、外包套(5)、尾垫(7)和组合坯料主体(8)，其特征在于：所述组合坯料主体(8)的上端设置有头垫(1)，且组合坯料主体(8)的中间位置设置有难变形合金管坯(3)，并且组合坯料主体(8)的下端设置有尾垫(7)，所述难变形合金管坯(3)的外侧套设有外包套(5)，且难变形合金管坯(3)的内部嵌套安装有内包套(4)。

2.根据权利要求1所述的用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，其特征在于：所述头垫(1)的外侧套设有平锥挤压模(9)，所述组合坯料主体(8)的外侧套设有挤压筒(14)，且挤压筒(14)的下端内部滑动安装有挤压杆(17)，所述组合坯料主体(8)和平锥挤压模(9)之间卡合安装有玻璃垫(10)，所述平锥挤压模(9)和挤压筒(14)之间卡合安装有模座(12)，且模座(12)的内部嵌套安装有模支撑(11)，并且模支撑(11)远离组合坯料主体(8)的一侧固定安装有模垫(13)，所述头垫(1)的上端固定安装有管材主体(2)，所述挤压杆(17)靠近组合坯料主体(8)的一侧固定安装有挤压垫(15)，且组合坯料主体(8)的内部滑动安装有芯棒(16)。

3.根据权利要求1所述的用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，其特征在于：所述头垫(1)上管状凸起L1的长度25mm～30mm，圆锥面α的角度95°～100°，头垫(1)R处的圆角半径为R25mm～R50mm，尾部L2的长度40mm～50mm，头垫(1)尾部外圆处上倒角作为焊接坡口，通过焊接方式与内包套(4)和外包套(5)的难变形合金管坯连接，头垫(1)表面粗糙度不大于3.2μm。

4.根据权利要求1所述的用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，其特征在于：所述内包套(4)的厚度4mm～12mm，与难变形合金管坯(3)的间隙小于0.6mm，外包套(5)的厚度5mm～20mm，与难变形合金管坯(3)的间隙小于1mm，内包套(4)、外包套(5)和难变形合金管坯(3)的表面粗糙度不大于3.2μm。

5.根据权利要求1所述的用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，其特征在于：所述尾垫(7)L3长度100mm～200mm，表面粗糙度不大于3.2μm，尾垫(7)头部外圆处下倒角(6)作为焊接坡口，通过焊接方式与内包套(4)和外包套(5)的难变形合金管坯连接。

6.根据权利要求1所述的用于生产难变形合金管材的组合坯料结构，其特征在于：所述头垫(1)和尾垫(7)材质是低碳钢或者低碳马氏体不锈钢，内包套(4)和外包套(5)材质是奥氏体不锈钢304或316。