用冷拔法制造超薄壁金属管的方法技术

本发明专利技术提供一种用冷拔法制造超薄壁金属管的方法，该方法采用拉床制造金属管，在该方法中，采用了拉模直径从啮入入口侧朝向加工出口侧逐渐扩大或缩小的整体模，以及顶头或芯棒直径从上述模的入口侧朝向加工出口侧逐渐扩大的顶头或锥状芯棒，通过一边使管材的壁厚中心直径扩大一边减小壁厚地进行拉拔，能够获得惊人的壁厚缩小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及金属管的冷拔法， 金属管的薄壁方面的可制造范围、 属管的方法。特别是提供飞跃性地扩大了 并且由冷拔法制造超薄壁金
技术介绍
当金属管在热加工的状态下不能满足品质上、强度上或尺 寸精度上的要求时，要被送入冷加工工序。作'为冷加工工序，通常有使用拉模(dice)和顶头，或使用拉模和芯棒的冷拔法 以及使用皮尔格式冷轧机的冷轧法。在冷拔法中，用缩口机-使管坯的管端缩径，通过进行酸洗 来除去表面的氧化皮等后进行润滑处理，再将管坯从拉模中通 过进行拉拔。冷拔法有顶头拉伸、浮动顶头拉伸、芯棒拉伸以 及空拉，这些方法都是通过拉模来进行缩径加工的。("第3版铁 钢便览第3巻(2)条钢'钢管'轧制通用设备1158~1183页" 等)。图l为以往的缩径拉拔法的说明图，图l的(a)表示顶头 拉伸，图l的(b)表示芯棒拉伸。图l的(a)所示的顶头拉伸是最普通的拉拔法，该方法是 将顶头3插入到管坯1内，用夹具6夹住管坯1的管端使管坯1从 拉模2中通过，沿图中的附图标记X所示的箭头方向进行拉拔的 方法。该方法^更于更换顶头、操作性也4艮优良，并且加工度也 较大。另外，在图l的(b)所示的芯棒拉伸是将芯棒5插入到管 坯l内，与上述方法相同，使管坯1从拉才莫2中通过进行拉拔的方法。该方法由于利用芯棒对管的内表面进行加工，因此，即 使是细径管也能制造出内表面美观且尺寸精度较高的制品管7,用于制造原子能用等高级管。冷拔所4吏用的4立床大部分是电动才几驱动的链式拉床， <旦也 可以是油压式的、水压式的。在金属管的冷拔工序中，在管材料的外表面与拉模表面之 间，以及在管材料的内表面与顶头外表面或管材料的内表面与 芯棒外表面之间存在摩擦阻力，由于要克服这些阻力进行拉拔， 因此，在管材料上沿长度方向产生张力。当该张力除以拉拔后 的截面面积所得的张力应力变高时，管开始被拉细，若张力应 力达到管材料的变形阻力，管便会断裂。当然，管的壁厚越薄、 长度方向上的张力应力就越大，管就越容易断裂，因此，壁厚 减小率自然有限度。因此，在壁厚减小率较大的拉拔中，需要 增加拉拔次数而反复进行拉拔作业，而且每次拉拔均需要进行 润滑作业，导致成本高。另外，在管材料的加工硬化显著时， 还需要进行退火作业。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而做成的，其课题在于提供能飞跃 性地扩大金属管的薄壁方面的可制造范围的冷拔法以及用冷拔 法制造超薄壁金属管的方法。另外，虽然本专利技术是以薄壁的主 要是无缝金属管作为对象的，但是在薄壁的焊接金属管中，有 时会在焊接部或热影响部产生壁厚不均匀而需要对壁厚进行矫 正，因此，本专利技术的对象也包括焊接金属管。为了解决上述问题，本专利技术人根据以往的问题点进行了研 究，得到了以下见解，从而完成了本专利技术。通常，管材塑性加工中的壁厚加工是通过沿管的长度方向对管材料进行拉伸加工来完成的。即，在管材的冷拔中，在拉 模与顶头或拉模与芯棒之间进行壁厚加工的情况下， 一 边进行 缩径一边进行拉拔，沿长度方向进行拉伸。这样，由于仅沿长 度方向拉伸，因此，壁厚压下量受到限制，难以实现薄壁化。本专利技术人解释成，由于在对管材进行塑性加工而压薄壁厚 时，仅沿长度方向进行拉伸，因此，壁厚压下量受到限制，从 而难以进一步实现薄壁化，本专利技术人认为，若在使冷拔法压薄 管材的壁厚时，在沿长度方向进行拉伸的同时也沿管周方向进 行拉伸，则能够避免上述问题。顺便对使用环形材料轧机轧制 环状品这样的极端情况进行了研究，由于环状材料只沿环周方向一皮^立伸、而不沿长度方向(轴心方向)^皮4i伸，因此，可以 不受限制地压薄壁厚。在拉拔工序中，为了一边沿管周方向拉伸一边沿长度方向 拉伸，例如，只要采用拉模直径从啮入入口侧朝向加工出口侧 逐渐扩大的整体才莫(solid dice),以及顶头或芯才奉直径同样乂人 啮入入口侧朝向加工出口侧逐渐扩大的顶头或4偉状芯才奉， 一边 使管材料的扩径 一 边减小壁厚地进行拉拔即可。本专利技术是基于上述见解而完成的，其主旨在于用下述 (1) ~ ( 3 )所示的。(1 ) 一种，该方法是 使用拉床制造超薄壁金属管的方法，其特征在于，将对管的一 端实施了扩口加工的管坯插入到拉才莫直径乂人啮入入口侧朝向加 工出口侧逐渐扩大的整体模内，再将顶头或芯棒直径从拉模的 啮入入口侧朝向加工出口侧逐渐扩大的顶头或4偉状芯一奉4*入到 管坯内，用夹具夹住实施了扩口加工的部分，沿乂人啮入入口侧 朝向加工出口侧的方向拉拔管坯，从而在整体才莫与顶头或整体 模与锥状芯棒之间， 一 边使内外径同时扩大 一 边减小壁厚地进行拉伸。在这种情况下，理所当然，如果不使内径的扩径量大 于外径的扩径量，则不能实现压薄壁厚。(2) 在上述(1)中，虽然说明了一边同时扩大内外径一 边减小壁厚的塑性变形，但是，管材的扩径变形不一定仅指使 内外径同时扩大的塑性变形。在塑性学方面来说，将使管材的 壁厚中心直径(内径和外径的平均直径)扩大的塑性变形统称 为扩径变形。因此，即使在外径不变的情况下仅使内径扩大，也能可靠 地扩大壁厚中心直径，因此，形成扩径变形。(3) 进而，即使在外径缩小的情况下，在内径的扩径量 大于外径的扩径量时，也会使壁厚中心直径扩大，形成扩径变 形。在此，内径或外径的扩径比意味着冷拔后的金属管的内径 或外径除以冷拔前的金属管的内径或外径的比率。所谓外径的 缩径比是指外径的扩径比小于l。附图说明图l为以往的缩径拉拔法的说明图，图l的(a )表示顶头 拉伸，图l的(b)表示芯棒拉伸。图2为 一 边使内径以及外径同时扩大 一 边减小壁厚地进行 拉伸的本专利技术的扩径拉拔法的说明图，图2的(a)表示顶头拉 伸，图2的(b)表示芯棒拉伸。图3表示在外径不变的情况下一边使内径扩大一边减小壁 厚地进行拉伸的本专利技术的扩径拉拔法的说明图，图3的(a)表 示顶头拉伸，图3的(b)表示芯棒拉伸。图4表示一边使外径缩小、使内径扩大一边减小壁厚地进 行拉伸的本专利技术的扩径拉拔法的说明图，图4的(a)表示顶头拉伸，图4的(b)表示芯棒拉伸。 具体实施例方式如前所述，本专利技术为通过使用拉床的冷拔法制造超薄壁金 属管的方法。本专利技术的第l实施方式为一种用冷拔法制造超薄 壁金属管的方法，该方法为使用拉床制造超薄壁金属管的方法， 其特征在于，将对管的一端实施了扩口加工的管坯插入到拉模 直径从啮入入口侧朝向加工出口侧逐渐扩大的整体模内，再将 顶头或芯棒直径从拉模的啮入入口侧朝向力口工出口侧逐渐扩大 的顶头或锥状芯棒插入到管坯内，用夹具夹住实施了扩口加工 的部分，沿从啮入入口侧朝加工出口侧的方向拉拔管坯，从而 在整体模与顶头或整体模与锥状芯棒之间， 一边使内外径同时 扩大一边减小壁厚地进行拉伸。另外，为了使管材的上述扩径拉拔方法实用化，冷拔的操 作方法与以往的拉拔方法相比，希望具有以下所述的改变。第l,用扩口机对管坯的管端进行扩经使其成为锥状。作 为扩口冲几，例如，可以采用冲齐压扩大方式。第2,对一皮扩口加 工后的管坯进行酸洗、润滑处理之后，将该管坯从整体模的加 工出口侧导入到拉模内，在具有大于管坯外径的内表面限制直 径的顶头或锥状芯棒与整体模之间 一 边进行扩径 一 边进行拉 拔。第3,对顶头或锥状芯棒的支承也从拉模的加工出口侧进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用冷拔法制造超薄壁金属管的方法，该方法为使用拉床制造超薄壁金属管的方法，其特征在于，将对管的一端实施了扩口加工的管坯插入到拉模直径从啮入入口侧朝向加工出口侧逐渐扩大或缩小的整体模内，再将顶头或芯棒直径从拉模的啮入入口侧朝向加工出口侧逐渐扩大的顶头或锥状芯棒插入到管坯内，用夹具夹住实施了扩口加工的部分，沿从啮入入口侧朝向加工出口侧的方向拉拔管坯，从而在整体模与顶头或整体模与锥状芯棒之间，一边使作为管坯的外径和内径的平均值的壁厚中心直径扩大一边减小壁厚地进行拉伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：林千博，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]