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用水作为填充介质的冷挤压金属三通管件成型工艺

    随着世界经济的发展,能源消耗急剧增加,石油化工、核电等产业不断扩大生产,以适应世界各国实现工业现代化对能源产品的需要,作为输送能源产品的管道和管道接头需求量日益增大。在销售市场国际化时代,国内外各公司、企业对金属管件的需求量大增,对金属管件产品的制造质量提出越来越高的要求,以满足不同服役环境条件,保证安全可靠生产的需要。为了提高我国金属管件制品质量达到世界先进水平,根据国家提倡科技技术创新号召和市场需求,研制用水作为填充介质的冷挤压金属三通管件成型工艺,从而进一步提升金属三通管件的产品质量,节约能耗,减少环境污染,使我国的制造业装备上一个新台阶。
   工艺总体技术方案:
   (1)
用水作填充介质的内高压成形原理。
   
用水作填充介质的内高压成形原理是以管材作为坯料,通过对管材内部注入超高压水液,在两轴向同步推进挤压压力作用下,管坯内部形成密封的超高区,当两推进力大于管坯材料抗拉强度和密封管坯内压力时,管坯就会产生塑性变形,在内超高压的作用下管坯紧贴着外模型腔流动,为了不使突出部位因管坯内超高压爆破,突出部位施加一个和管坯内超高压一样的压力给予支承平衡,管坯就会按两端推进比例突出成型,使管材按模具型腔成型为所需产品。由于使用的内压力达300MPa,在德国被称为内高压成形IHPEInternal High Pressure Forming)。根据使用的坯料和成形介质,在美国又被称为管材液力成形THFTude Hydroforming)。早期的类似工艺称为液压胀管LBFLiquid Bulge Forming)。但以水代替油作为填充介质的工艺还未发现。
   (2)
用水作填充介质的内高压成形主要工艺过程。
   
用水作填充介质的内高压成形基本工艺过程,管坯放入下模腔,闭合上模锁紧后超高压增压通过注水孔将水液注入管坯,管坯内水液注满后同步推出两侧挤压顶杆使管坯两端密封,超高压把管坯内压力增至所需超高压值,当两推进力大于管坯材料抗拉强度和密封管坯内压力时,管坯就会产生塑性变形,在内超高压的作用下管坯紧贴着外模型腔流动,为了不使突出部位因管坯内超高压爆破,突出部位由支承和顶出顶杆施加一个和管坯内超高压一样的压力给予支承平衡,管坯就会按两端推进比例突出成型,使管材按模具型腔成形为所需产品。成型后两侧挤压顶杆退出,上模松开抬起一定高度,顶出顶杆向上顶出成型后的管坯。
   (3)
用水作填充介质的内高压成形工艺的优点。
   
传统的成型工艺是利用油液作为填充介质,用高压柱塞泵在管坯内注入30 mpa压力的油液,在两侧挤压变形过程自增压成型。该工艺缺点是前期变形时由于内压力不足,主管部位壁厚会增加超厚,后期内压力又太高,凸出部位又会管壁减薄,达不到产品质量压力试验要求,特别是成型三边等长的产品时缺陷更为突出。用水作填充介质的内高压成形工艺有如下优点。 

    a、产品质量提高,由于采用内超高压恒压装置、支管恒压支承和同步挤压等工艺,使加工产品壁厚偏差小于8%,两端长度偏差小于3%,达到GB/T 12459-90管件标准。

    b、节约原材料:由于采用内超高压技术,主管壁厚增加得到控制,原材料长度比原来缩短10%左右。

    c、加工壁厚范围扩大:原工艺由于没有采用内超高压恒压装置,起始内压力低,管壁低于3 mm自身强度不够,内压力又不能把管坯贴紧外模型腔,两侧顶进后管坯就会叠皱在模腔内报废,新工艺可使加工壁厚范围扩大到1 mm。解决了加工食品、卫生级金属三通管件的技术难题(1.22.5 mm壁厚)。

    d、节约资源:由于液体填充介质冷挤压成型工艺液体循环系统是开放式的,加工后的工件会粘带部分油液,超高压下形成的高温也会蒸发部分油液,油液消耗很大,用水代替油可以节约能源消耗。

    e、清洁环保:用油液加工的产品在进入下道工序前要进行除油清洗,会用到酸、清洗剂和水,直径排放对环境污染很大,进行污水处理又会增加成本。用水作填充介质的内高压成形工艺加工的产品只需晾干就能进入下道工序,不会对环境造成污染。


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| 发布时间:2015.05.14    点击次数: