一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺制造技术

本发明专利技术提供一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺，通过匹配前后紧密放置的两枚不同尺寸的拉拔模具，实现减少小直径薄壁高温合金无缝管材的拉拔道次、提升生产效率、降低生产成本；同时，避免在单模拉拔过程中因管材与模具表面接触面积小而产生抖动和偏移，从而造成的表面划痕，以及单道次大变形量产生的堆叠、折痕和壁厚不均等缺陷，从而提高管材成材率。

【技术实现步骤摘要】
一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺
本专利技术涉及一种金属无缝管材的生产加工领域，具体涉及一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺。
技术介绍
目前，高温合金尤其是镍基高温合金被广泛地应用于制造航空发动机、各类燃气轮机热部件，如涡轮部分的工作叶片、导向热片、涡轮盘和燃烧室以及太阳能发电毛细管、卫星推力器用传输管、电厂高温蒸气的输送管道及冷凝管、热气导管等构件，同时在宇航、核能、石油化工及冶金领域也具有广阔的应用前景。由于其工作温度高、组织稳定，有害相少，抗氧抗热腐蚀性好，能在较高温度和应力条件下工作，因此在高温合金中占重要地位。但是由于其化学成分中含有铝、钛、铌等合金元素，高温时效时形成大量的金属间强化相，从而使合金强化的同时，塑韧性下降，材料的加工性能降低。因此，解决小直径薄壁高温合金无缝管的生产工艺加工成型后的产品性能和表面质量是该类合金应用的关键控制点。金属管材拉拔是指在外加拉力的作用下，管材通过拉拔模具的模孔以获得所需形状和尺寸制品的塑性加工方法，在金属无缝管材生产过程中，特别是金属无缝薄壁管材的生产过程中，壁厚是一个重要的控制指标，薄壁管材是指管材的外径尺寸（D）和壁厚尺寸（S）之比D/S≥30；按照传统生产方式，在无缝管材的生产过程中一般采用单道次单模具的拉拔工艺，按照此工艺生产道次多、耗时长、生产成本高，且在拉拔过程中管材表面会因与模具接触面较小而产生抖动和偏移，造成堆叠、折痕和壁厚不均等缺陷。叠模拉拔工艺常见于金属丝材的拉拔过程中，通过单道次连续两次变形的生产方式，实现了减少生产道次，提高生产效率的目的，但在金属无缝管材的生产过程中，需要对外径尺寸和壁厚进行同步控制，对工艺要求较高。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术为解决上述镍基高温合金小直径薄壁无缝管生产过程中所产生的问题，提供一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺，该工艺能够有效提升镍基高温合金小直径薄壁无缝管材的生产效率、降低生产成本、避免了管材表面因与单模具接触面较小在拉拔过程中因产生抖动和偏移，从而造成堆叠、折痕和壁厚不均等缺陷，提高了产品的成材率。为达到上述目的，本专利技术提供一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺，具体如下：（1）当管材外径尺寸为φ6.0mm、壁厚为0.15mm-0.2mm时，前端模具入口直径为φ5.2mm，后端模具入口直径为φ4.0mm，单道次管材变形量为28-30%，拉拔速度为1.8-2.0m/min，获得管材外径尺寸为φ4.0mm，壁厚为0.1mm-0.13mm；（2）当管材外径尺寸为φ4.0mm、壁厚为0.1mm-0.13mm时，前端模具入口直径为φ3.6mm，后端模具入口直径为φ3.0mm，单道次管材变形量为18-20%，拉拔速度为1.5-1.8m/min，获得管材外径尺寸为φ3.0mm，壁厚为0.075mm-0.1mm；（3）当管材外径为φ3.0mm，壁厚为0.075mm-0.1mm时，前端模具入口直径为φ2.7mm，后端模具入口直径为：φ2.2mm，单道次管材变形量为18-20%，拉拔速度为1.3-1.5m/min，获得管材外径尺寸为φ2.2mm，壁厚为0.050mm-0.073mm；（4）当管材外径为φ2.2mm，壁厚为0.050mm-0.073mm时，前端模具入口直径为φ2.05mn，后端模具入口直径为φ1.8mm，单道次管材变形量为18-22%，拉拔速度为:1.0-1.3m/min，获得管材外径尺寸为φ1.8，壁厚为0.045mm-0.60mm；（5）当管材外径为φ1.80mm，壁厚为0.045mm-0.060mm时，前端模具入口直径为φ1.6mm，后端模具入口直径为1.35mm，单道次管材变形量为18-22%，拉拔速度为:0.5-1.0m/min，获得管材外径尺寸为φ1.35mm，壁厚为0.034mm-0.045mm。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺，通过采用前后紧密放置的两枚不同尺寸的拉拔模具，且前端模具的入口直径大于后端模具的入口直径；与现有技术相比，该工艺能够减少小直径薄壁高温合金无缝管材的拉拔道次、提升生产效率、降低生产成本，同时，减少单模拉拔过程中因管材与模具表面接触面积小而产生的抖动和偏移造成的表面划痕；叠模拉拔是管材在同一道次连续产生两次变形，可以有效避免传统单模拉拔单道次大变形量而产生的堆叠、折痕和壁厚不均等缺陷，从而提高管材成材率。具体实施方式实施例1当管材外径尺寸为φ6mm，壁厚为0.2mm时，选用前端模具入口直径为φ5.2mm，后端模具入口直径为φ4mm，管材变形量为28%，拉拔速度为2m/min，获得管材外径尺寸为φ4mm，壁厚为0.13mm。实施例2当管材外径为φ3.0mm，壁厚为0.1mm时，前端模具入口直径为φ2.7mn，后端模具入口直径为φ2.2mm，单道次管材变形量为18.7%，拉拔速度为:1.3m/min，获得管材外径尺寸为φ2.2，壁厚为0.05mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术提供一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺，其特征在于：/n所述管材连续通过两块前后紧密排列的拉拔模具，/n（1）当管材外径尺寸为φ6.0mm、壁厚为0.15mm-0.2mm时，前端模具入口直径为φ5.2mm，后端模具入口直径为φ4.0mm，单道次管材变形量为28-30%，拉拔速度为1.8-2.0m/min，获得管材外径尺寸为φ4.0mm，壁厚为0.1mm-0.13mm；/n（2）当管材外径尺寸为φ4.0mm、壁厚为0.1mm-0.13mm时，前端模具入口直径为φ3.6mm，后端模具入口直径为φ3.0mm，单道次管材变形量为18-20%，拉拔速度为1.5-1.8m/min，获得管材外径尺寸为φ3.0mm，壁厚为0.075mm-0.1mm；/n（3）当管材外径为φ3.0 mm，壁厚为0.075mm-0.1mm时，前端模具入口直径为φ2.7mm，后端模具入口直径为：φ2.2mm，单道次管材变形量为18-20%，拉拔速度为1.3-1.5m/min，获得管材外径尺寸为φ2.2mm，壁厚为0.055mm-0.073mm；/n（4）当管材外径为φ2.2 mm，壁厚为0.055mm-0.073mm时，前端模具入口直径为φ2.05mn，后端模具入口直径为φ1.8mm，单道次管材变形量为18-22%，拉拔速度为:1.0-1.3m/min，获得管材外径尺寸为φ1.8，壁厚为0.045mm-0.60mm；/n（5）当管材外径为φ1.80mm，壁厚为0.045mm-0.060mm时，前端模具入口直径为φ1.6mm，后端模具入口直径为1.35mm，单道次管材变形量为18-22%，拉拔速度为: 0.5-1.0m/min，获得管材外径尺寸为φ1.35mm，壁厚为0.034mm-0.045mm。/n...

【技术特征摘要】
1.本发明提供一种镍基高温合金小直径薄壁无缝管的叠模拉拔工艺，其特征在于：
所述管材连续通过两块前后紧密排列的拉拔模具，
（1）当管材外径尺寸为φ6.0mm、壁厚为0.15mm-0.2mm时，前端模具入口直径为φ5.2mm，后端模具入口直径为φ4.0mm，单道次管材变形量为28-30%，拉拔速度为1.8-2.0m/min，获得管材外径尺寸为φ4.0mm，壁厚为0.1mm-0.13mm；
（2）当管材外径尺寸为φ4.0mm、壁厚为0.1mm-0.13mm时，前端模具入口直径为φ3.6mm，后端模具入口直径为φ3.0mm，单道次管材变形量为18-20%，拉拔速度为1.5-1.8m/min，获得管材外径尺寸为φ3.0mm，壁厚为0.075mm-0.1mm；
（3）当管材外径为φ3.0mm，壁厚为0.075mm-0.1mm时，前端模具入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，厉海艳，史付悦，时洪亮，魏玉明，王静怡，
申请(专利权)人：天津冶金集团天材科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12