超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法，其包括如下步骤：(1)生产管坯：采用挤压的方式获得管坯；(2)冷胀：沿一直线方向，将冷胀模从管坯的内腔中穿过，使管坯膨胀到设定的尺寸和形位公差，获得铝方管；冷胀模的材料为硬质合金钢；其中冷胀模的工作面的尺寸公差和形位公差均高于铝方管的设定标准。该制备方法不但能够有效地提高材料利用率，还能够有效地提高生产效率，最终达到大幅度降低成本的目的。本的目的。本的目的。

【技术实现步骤摘要】
超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，新能源汽车用锂电池的壳体，大部分采用铝质方管作为它的壳体，例如可以采用截面尺寸为100mm*50mm*0.5mm的铝质方管作为锂电池的壳体，但是由于铝质方管的壁厚较薄，且要求高精度，因此，无法采用常规的挤压方式进行生产，即使生产成功，其公差范围和形位公差也很难达到要求。
[0003]因此，目前的锂电池的方形铝壳仍采用传统的方法进行制备，具体步骤为：热挤压
→
冷拔
→
去头尾
→
再冷拔
→
再去头尾
→
再冷拔。但这种方法缺点较多，主要有：
[0004]1、加工过程长，工序多，加工成本极高。
[0005]2、由于方管不能用盘拉的工艺方式，只能用直拉的方式，而直拉的方式，其长度最长只能达到10米，因此，每一次冷拔前都要锯去头尾，并且在冷拔后由于长度加长，又需要分为两根方管进行再次冷拔，这导致材料的利用率极低，一般最多只能达到40
‑
50％的成品率，导致锂电池用铝质方管的成本居高不下。
[0006]3、由于铝管在冷拔后，会产生冷作硬化现象，而如果铝管不能达到0.1毫米的垂直度、平面度和平行度，那么就只能报废，另外由于方管的壁厚极薄，无法采用整形的方式来提高上述指标，因此采用冷拔的方式来生产锂电池用铝质方管，具有极大的不确定性。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术提出了一种超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法，其包括如下步骤：
[0008](1)生产管坯：采用挤压的方式获得管坯；
[0009](2)冷胀：沿一直线方向，将冷胀模从管坯的内腔中穿过，使管坯膨胀到设定的尺寸和形位公差，获得铝方管；冷胀模的材料为硬质合金钢；
[0010]其中冷胀模的工作面的尺寸公差和形位公差均高于铝方管的设定标准。
[0011]本申请中，设置了专门的冷胀模，对采用挤压方式所制成的管坯进行冷胀，在冷胀时，利用管坯的塑性能够一次性地获得尺寸公差和形位公差均符合设定标准的铝方管。在进行冷胀时，管坯外部处于自由状态，能够自由地伸长，在冷胀过程中，不但能够对管坯的尺寸公差和形位公差进行矫正，还可以对管坯进行扩径，对管坯的壁厚进行调整。利用本申请，能够利用现有技术中成熟的铝管挤压技术，获得管坯，再利用冷胀方法，获得铝方管。该制备方法不但能够有效地提高材料利用率，还能够有效地提高生产效率，最终达到大幅度降低成本的目的。
[0012]利用本申请能够使铝方管的尺寸公差的正负值均小于0.1mm，形位公差小于0.1mm。
[0013]进一步，在冷胀过程中，管坯及冷胀模的温度均为常温。在常温下，即可完成对管
坯的冷胀，免去对管坯及冷胀模的温度调整，可以省去相应的调温费用。本申请中的常温是指10
‑
35℃的温度。
[0014]进一步，冷胀模的移动速度为5
‑
200mm/s。具体的移动速度可以根据管坯的不同规格或材质进行选择。
[0015]在上述移动速度下，在保证冷胀效率的同时，可以有效地避免冷胀过程中，管坯由于未完成塑性形变而产生回缩，在冷胀过程中，管坯同时具有塑性形变和弹性形变，移动速度过快，部分弹性形变未完全转化为塑性形变，使管坯产生回缩，影响铝方管的尺寸稳定性。
[0016]进一步，为避免冷胀幅度过大，使铝方管变脆，影响质量，经过冷胀后，管坯的内腔的截面的第一侧边A形成为铝方管的内腔的截面的第一侧边B，管坯的内腔的截面的第二侧边A形成为铝方管的内腔的截面的第二侧边B；
[0017]第一侧边A比第一侧边B小0.2
‑
5％；第二侧边A比第二侧边B小0.2
‑
5％。具体的比例可以根据管坯的不同规格还材质进行选择。上述比例实际也是管坯的第一侧边A和第二侧边A的膨胀比例。优选第一侧边A和第二侧边A的膨胀比例相同，以便于设定冷胀模的移动速度。
[0018]冷胀过程中，主要是对管坯的内壁的重直度、平面度和平行度进行矫正，将管坯到铝方管的膨胀比例控制在上述范围内，使冷胀过程的壁厚变化较小，仍保持在设定的公差范围内，且使铝方管达到了设定指标的要求。
[0019]进一步，为保证铝方管达到设定标准，冷胀模的工作面的尺寸公差和形位公差均高于铝方管的设定标准，其中冷胀模的工作面的尺寸公差为铝方管的设定尺寸公差的35
‑
50％，冷胀模的工作面的形位公差为铝方管的设定形位公差35
‑
50％。
[0020]进一步，该冷胀模沿一中心轴方向延伸，该冷胀模垂直于该中心轴方向的截面呈矩形；沿该中心轴方向，该冷胀模的中部为工作带，工作带的长度为2
‑
10毫米长，工作带的一侧为导向段，导向段的长度为4
‑
10毫米，工作带的另一侧为出口段；导向段与出口段均呈小端朝背离工作带方向延伸的锥状，其中导向段的侧面与中心轴之间的夹角为5
‑
15
°
，出口段的侧面与中心轴之间的夹角为30
‑
45
°
；冷胀模工作时，导向段先进入管坯，然后是工作带，最后是出口段；工作带的外周面形成为冷胀模的工作面。
[0021]其中导向段不但能够使冷胀模顺利地伸入到管坯的内腔中，还起到使管坯预膨胀的作用，避免管坯膨胀速度过快，造成应力集中。设置出口段是为了便于冷胀模的加工，避免冷胀模的尾部出现锐角，对管坯的内表面造成划伤。
[0022]具体地，为便于对管坯进行冷胀，本申请中采用冷胀机对管坯进行冷胀；该冷胀机包括一支架，在该支架的相对的两端分别固定安装有一伺服电机和一定位件，丝杆的一端固定安装在该伺服电机的输出轴上，该丝杆的另一端转动地安装在该定位件上，在该支架上固定安装有一导轨，该导轨位于伺服电机和定位件之间，在该导轨上活动地安装有一拖板，在丝杆上转动地啮合有一内螺纹件，该拖板固定安装在内螺纹件上，当伺服电机驱动丝杆转动时，能够使内螺纹件沿丝杆移动，并使拖板沿导轨滑动；在该拖板上固定安装有一液压缸，该液压缸的活塞杆朝向定位件方向伸出，冷胀模可拆卸地安装在该活塞杆上。
[0023]在冷胀时，首先根据管坯的长度，调整液压缸的位置，然后将管坯放置在冷胀模与定位件之间，并使管坯抵靠在定位件上，然后启动液压缸，使活塞杆伸长，将冷胀模插入到
管坯的内腔中，对管坯进行冷胀，直到冷胀模抵靠到定位件，将夹具夹持在管坯背离定位件的一端上，拉动管坯，使冷胀模穿出管坯的内腔，使管坯膨胀到设定的尺寸和形位公差，管坯形成为铝方管初品，然后将冷胀模从活塞杆上拆除下来，再将铝方管初品从活塞杆上取下，将铝方管初品的两端进行裁剪并检测，合格后成为铝方管。利用该冷胀机可以对不同长度的管坯进行冷胀，并能够均匀地看着冷胀模的移动速度，保证铝方管的质量。
[0024]进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)生产管坯：采用挤压的方式获得管坯；(2)冷胀：沿一直线方向，将冷胀模从管坯的内腔中穿过，使管坯膨胀到设定的尺寸和形位公差，获得铝方管；冷胀模的材料为硬质合金钢；其中冷胀模的工作面的尺寸公差和形位公差均高于铝方管的设定标准。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在冷胀过程中，管坯及冷胀模的温度均为常温。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，冷胀模的移动速度为5
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200毫米/秒。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，经过冷胀后，管坯的内腔的截面的第一侧边A形成为铝方管的内腔的截面的第一侧边B，管坯的内腔的截面的第二侧边A形成为铝方管的内腔的截面的第二侧边B；第一侧边A比第一侧边B小0.2
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5％；第二侧边A比第二侧边B小0.2％
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5％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，冷胀模的工作面的尺寸公差和形位公差均高于铝方管的设定标准，其中冷胀模的工作面的尺寸公差为铝方管的设定尺寸公差的35
‑
50％，冷胀模的工作面的形位公差为铝方管的设定形位公差35
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50％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该冷胀模沿一中心轴方向延伸，冷胀模垂直于该中心轴方向的截面呈矩形；沿该中心轴方向，该冷胀模的中部为工作带，工作带的长度为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周秋芳，
申请(专利权)人：宏管热交换科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：