一种改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法技术

本发明专利技术涉及管材整体弯曲成形技术领域，特别是涉及一种改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，可以改善弯管管件的低温服役性能。该方法包括以下步骤：使用弯曲成型模具将低于目标口径的薄壁管坯进行常规一次充液压弯成形，获得管材预弯件；将管材预弯件进行固溶处理；将经过固溶处理的管材预弯件安装到二次充液压弯模具中，进行高压胀形直至管材预弯件完全贴模，达到目标尺寸；最后开模取管进行切割获得成品件。本发明专利技术方法既能实现大口径薄壁管材的高质量弯曲成形，又极大的改善了弯管管件的低温循环性能后的力学性能，保证了大口径薄壁弯管一体化高精度成形的同时，又保证了该管材的安全服役性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法


[0001]本专利技术涉及管材整体弯曲成形
，特别是涉及一种改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法。

技术介绍

[0002]由于弯管构件具有中空结构及良好的力学性能，所以在航空、航天、汽车、舰船等领域具有广泛的应用。对于航天领域，由于运载火箭体积庞大，其管路系统中需要用到大口径的输送管道，传统弯曲方法很难获得大直径薄壁小弯曲半径弯管合格产品，工程上主要采用拼焊法成形。拼焊法所得弯管存在两条轴向焊缝，导致其可靠性大打折扣。因此，基于对轻量化和可靠性的高要求，使得对无缝薄壁弯管的生产需求越来越迫切。然而，随着弯管直径的增加、壁厚和弯曲半径的减小，越来越难避免弯曲成形过程中缺陷的产生，从而对弯管工艺提出了更高要求。
[0003]管材充液压弯弯曲具有生产周期短，不易起皱，横截面畸变小，成形精度高等优点，但是目前针对管件充液压弯成形的研究多集中于管件外径在63mm以下，进行30～70
°
的弯曲。对于大口径薄壁管件(如：弯管外径Φ100～500mm，壁厚1～5mm，弯曲半径R100～500mm)的充液压弯成型难度也比较高，因此需要开发一个新的充液压弯方法解决大口径薄管弯管的整体成形问题。
[0004]另外，304不锈钢属于典型的亚稳态奥氏体不锈钢，经过室温变形以后会发生形变马氏体转变。因此，在304不锈钢管材弯曲过程中，也发生形变马氏体转变，在对经过变形后的成品弯管进行低温循环实验时，发现其延伸率会降低很多，影响其后续的使用性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，采用两步充液成形，并在中间增加固溶工序，能够对大口径薄壁管弯头高质量成形，并且针对304不锈钢材质弯管改善其低温服役性能。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，包括以下步骤进行：
[0008]步骤1：将初始未变形的薄壁管坯置于一次充液压弯成形模具中，使用冲头将薄壁管坯两端头进行密封，进行常规充液压弯，获得管材预弯件；
[0009]步骤2：对经过一次充液压弯的管材预弯件进行固溶处理；
[0010]步骤3：选择与目标零件外形尺寸一致的二次充液压弯模具，将二次充液压弯模具的下模安装到液压机工作台上，上模安装在下模上方并且与液压机的液压缸相连接；
[0011]步骤4：经过固溶处理的管材预弯件安装到二次充液压弯模具中，模具上下合模，使用冲头将管材预弯件两端头进行密封；
[0012]步骤5：启动液压机充液部件向密封的管材预弯管件施加高压力，使管材预弯件完全贴模，达到目标尺寸；
[0013]步骤6：将压力卸载后，二次充液压弯模具上移，开模取出工件，得到符合目标尺寸的管材弯曲件；
[0014]步骤7：切割多余材料，最终获得成品管件。
[0015]所述的改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，步骤1中，初始未变形的薄壁管坯材料为304不锈钢，初始管径低于目标管径。
[0016]所述的改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，步骤2中，固溶处理为真空固溶处理，温度为1050℃，保温30分钟。
[0017]所述的改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，步骤3中，二次充液压弯模具尺寸和目标管件尺寸一致，即模具型腔尺寸和目标管件弯管弧长角度以及长度一致。
[0018]所述的改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，步骤1或4中，冲头为带密封圈的圆台形橡胶头。
[0019]所述的改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，步骤5中，施加压力为70MPa～120MPa，保压时间为2s～4s。
[0020]所述的改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，步骤7中，切割方式使用线切割。
[0021]本专利技术的设计思想是：
[0022]本专利技术使用弯曲成型模具先将低于目标口径的薄壁管坯进行常规一次充液压弯成形，获得管材预弯件后进行固溶处理，最后将经过固溶处理的管材预弯件进行高压胀形直至管材预弯件达到目标尺寸。从而，既实现了大口径薄壁弯管一体化高精度成形的同时又保证了管材安全服役应用。
[0023]本专利技术的优点及有益效果是：
[0024]1、现有技术的直接充液压弯管材的基础上，使用两步充液成形弯管，解决了传统直接充液压弯管件可实现的弯曲口径不大，对超薄壁(相对壁厚，即厚度与管外径比≦0.005)、小弯曲半径(相对弯曲半径，即弯曲半径/管外径≦2)管材弯曲变形实现比较困难的缺点。由于第一步充液压弯管径相比目标口径小，因此弯曲过程中的缺陷特别是起皱比较好控制，在第二步充液胀形时，运用高压成形的优势，通过管材内部施加高压使管件胀形贴模，实现对该类零件的弯曲半径和横截面直径的精确成形，保证了大口径薄壁弯曲件的尺寸精度。
[0025]2、本专利技术的弯曲成形方法，在中间增加固溶工序，可以有效的改善304不锈钢弯曲成形件在低温循环后的力学性能，保证了该管材的安全服役性能。
附图说明
[0026]图1为本专利技术所述方法的流程图。
[0027]图2为本专利技术所述方法的实施例步骤1示意图。
[0028]图3为本专利技术所述方法的实施例步骤5示意图。
[0029]图2
‑
图3中，1—一次充液压弯成形上模；2—薄壁管坯；3—压块；4—冲头；5—一次
充液压弯成形下模；6—管材预弯件；7—二次充液压弯模具；8—管材弯曲件。
[0030]图4为通过本专利技术实施例改善大口径薄壁304不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法获得的大口径薄壁304不锈钢弯管件图。
[0031]图5为本专利技术所述方法获得管件的低温力学性能测试结果示意图。
具体实施方式
[0032]在具体实施过程中，本专利技术提供了一种弯曲大口径薄壁304不锈钢弯管的方法，该方法可以改善弯管管件的低温服役性能，包括以下步骤：使用弯曲成型模具将低于目标口径的薄壁管坯进行常规一次充液压弯成形，获得管材预弯件；将管材预弯件进行固溶处理；将经过固溶处理的管材预弯件安装到二次充液压弯模具中，进行高压胀形直至管材预弯件完全贴模，达到目标尺寸；最后开模取管进行切割获得成品件。本专利技术采用液压压弯低于目标口径的管坯后加中间固溶处理步骤，最后采用液压胀形得到目标弯管管径的技术，可解决大口径薄壁管径弯曲过程中内侧起皱的问题，以及可以提高304不锈钢弯管的低温循环力学性能。
[0033]下面将结合附图的大口径薄壁304不锈钢弯管的两步充液弯曲成形方法的原理图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂。附图实施例中大口径薄壁不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，其特征在于，包括以下步骤进行：步骤1：将初始未变形的薄壁管坯置于一次充液压弯成形模具中，使用冲头将薄壁管坯两端头进行密封，进行常规充液压弯，获得管材预弯件；步骤2：对经过一次充液压弯的管材预弯件进行固溶处理；步骤3：选择与目标零件外形尺寸一致的二次充液压弯模具，将二次充液压弯模具的下模安装到液压机工作台上，上模安装在下模上方并且与液压机的液压缸相连接；步骤4：经过固溶处理的管材预弯件安装到二次充液压弯模具中，模具上下合模，使用冲头将管材预弯件两端头进行密封；步骤5：启动液压机充液部件向密封的管材预弯管件施加高压力，使管材预弯件完全贴模，达到目标尺寸；步骤6：将压力卸载后，二次充液压弯模具上移，开模取出工件，得到符合目标尺寸的管材弯曲件；步骤7：切割多余材料，最终获得成品管件。2.按照权利要求1所述的改善大口径薄壁不锈钢弯管低温服役性能的两步充液弯曲成形方法，其特征在于，步骤1中，初...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振浩，丁双翼，李厚平，
申请(专利权)人：沈阳中科金成制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：