管件分离筒－阻尼挤压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种管件分离筒－阻尼挤压装置，芯筒子件的轴向侧壁相互贴合组合形成中空截头圆锥，加热元件设于芯筒子件的预热孔内，设有隔热板的承载筒体内壁与芯筒子件锥面配合，其外壁上缠绕钢丝层，挤压轴和挤压芯轴插置于挤压筒内且至少其一轴向可运动，本实用新型专利技术使母线为非直线的管形件或杆件能顺利成形，材料利用率高，成形工期短，成本低，挤压过程中变形的球应力高，可保证坯料中的缺陷、裂纹、孔洞充分焊合而得高质量的管件。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种管件的挤压成形装置，特别涉及一种主要用于核电等领域的 针对外壁上具有凸台的、曲线母线的重型管件的管件分离筒-阻尼挤压装置。
技术介绍
所谓管件是指L ≥ (3 15)D的结构件，L为结构件的长度，D为结构件的截面尺 度。如管件的母线为直线，可采用现有挤压工艺，将坯料通过模口挤压成形，其中包括正挤 压(如图1)和反挤压(如图2)成形。无论是正挤压还是反挤压成形，由于金属是通过模 口连续挤压成形，挤压过程中，模口尺寸并无改变，因而挤出件的母线必然是直线，这是工 程上常用的挤压方法。该挤压方法要求将所有材料尽量挤出模口，如全部材料均挤出模口， 为无压余挤压；否则需切除压余。此类通过挤压模的模口而成形的常规挤压方法对具有曲 线母线的管件则是无能为力。目前，国内均采用传统的自由锻工艺制造具有曲线母线的结构的管件，如具有凸 台直径达四英寸以上的核电一回路主管道的成形制造。该工艺先制造主管道粗大的锻坯， 然后再切削加工成形，其材料利用率仅为10 12% .重达100 70吨锻件，经切削加工， 才制造一根10吨重的主管道，材料浪费巨大。制造周期长也是个大问题，一根主管道需半 年的制造工期，此种状态严重制约了我国核电的发展。此外，这种传统工艺加工的成形球应 力很小，仅80MPa，难于保证了主管道坯件中的裂纹充分焊合。
技术实现思路
为了弥补以上不足，本技术提供了一种管件分离筒-阻尼挤压装置，使用该 装置可完成外壁上具有凸台的，母线为曲线的重型管件的成形挤压制造，制造周期短，材料 利用率高，内部质量好。所谓管件分离筒_阻尼挤压是指一种挤压筒内的挤压过程，特指在具有曲线母线 (非直线母线)的管件(即L ≥(3-15)D)在型腔内的闭式挤压过程，而且在逆着被挤金属 流动方向施加阻尼，以大大提高成形的球应力。由于成形的管件的母线为曲线，无法直接从 挤压筒中推出，必需将挤压筒设计成可分离式结构，拆分挤压筒而取出成形的管件，这就是 分离筒-阻尼挤压的内涵。本技术所采用的技术方案是一种管件分离筒_阻尼挤压装置，包括挤压筒、 挤压轴和挤压芯轴；其中挤压筒包括至少两个沿母线剖分的且轴向侧壁相互贴合的可分离 式芯筒子件、承载筒体、加热元件、隔热板和钢丝层，各芯筒子件的轴向侧壁相互贴合，组合 形成中空截头圆锥，即其外壁为锥面，内壁为柱面或锥面或由任意曲率之母线形成的空间 曲面，若干预热孔设置在各芯筒子件上，加热元件固设于该预热孔内，承载筒体圆周侧壁上 固设有若干隔热板，承载筒体内壁为与各芯筒子件组合形成中空截头圆锥面配合的锥面； 承载筒体外壁上紧密缠绕设有钢丝层，挤压轴和挤压芯轴均轴向插置于挤压筒内，挤压轴 与挤压芯轴至少一个轴向可运动，即挤压过程中，挤压轴和挤压芯轴至少一个进行轴向运动，完成挤压过程，即可以一个运动，另一个固定，也可以两个均运动；高温的被挤压材料置于挤压筒的端部或中部或近中部，挤压芯轴或挤压轴施压运 动，对材料进行闭式挤压，材料在挤压轴和挤压芯轴的作用下被挤压成形，其内径通过控制 挤压芯轴直径来控制，其外径和外壁凸台通过充满芯筒子件内壁上的管状型腔(母线可以 是曲线)而得到控制；材料也可以被挤压轴正反方向挤压(或正、反挤结合方式)而形成管 形件，材料成形后，将芯筒子件从承载筒体内退出，芯筒子件退出后便可分开，这样就可将 管形件顺利的取出来。作为本技术的进一步改进，各芯筒子件形成的筒体内壁的母线为非直线，材 料充满此种复杂的含有非直线母线的筒型腔体而成形为曲线母线的管件。作为本技术的进一步改进，所述芯筒子件个数为2 4个。作为本技术的进一步改进，所述承载筒体内侧壁上的隔热板为具有设定抗压 强度的陶瓷板。作为本技术的进一步改进，所述隔热板固设于承载筒体内壁上。作为本技术的进一步改进，所述隔热板固设于承载筒体外侧壁上。作为本技术的进一步改进，所述挤压芯轴外侧壁上设有至少一个环状外凸的 阻尼节，阻尼节会产生逆着材料运动方向的阻尼，保证管形件成形质量，在许多情况下，不 加任何阻尼，靠金属材料与挤压筒、挤压芯轴间的摩擦力，已经可以很好成形；但对一些十 分复杂的管形件外侧壁上具有多凸台的情况，会由于塑性流动速度分布的不均勻性等原因 而产生成形拉应力，以及局部填充不满的现象，此时须在逆材料运动方向施加阻尼，挤压芯 轴外侧的阻尼节就会产生逆材料运动方向的阻尼，保证管形件成形质量。作为本技术的进一步改进，所述挤压轴外侧壁上设有至少一个环状外凸的阻 尼节。作为本技术的进一步改进，所述芯筒子件的内壁上设有环状内凹的阻尼节。作为本技术的进一步改进，所述芯筒子件内壁设有环状降温带，降低坯料在 出口处的温度，以增加变形阻尼，防止形成成形拉应力，以及局部充不满现象。作为本技术的进一步改进，位于逆于被挤压件的挤出方向上设有阻尼力，防 止材料成形时产生拉应力和材料填充不满的现象发生，保证管形件成形质量，该力在环形 的空间的端面上可以是均布的也可以是不均布的，这主要根据管形件外侧凸台形状和分布 而定。作为本技术的进一步改进，所述芯筒子件外壁和承载筒体内壁间的锥度为 1 800 1 2500，以便于内芯筒子件(包括其内的挤压件)方便地整体从承载筒体中 退出来。本技术的有益技术效果是本技术通过挤压芯轴、挤压轴和可拆分的挤 压筒配合使用，母线为非直线的管形件或杆件能顺利成形，为核电主管道的生产开劈了新 方向，同时本技术的管形件外壁凸台采用挤压成形而不是传统自由锻工艺的巨大裕量 的粗略成形，因而材料利用率可以从10%大幅度提高到70 80%，大大提高了材料的利用 率，本技术的管件直接挤压成形工期短，成形过程所需的工时可以下降到1 2周，挤 压成形变形的球应力更高，可到300 400MPa，可保证坯料中的缺陷、裂纹、孔洞可充分焊 合，因而采用本技术制造的主管道质量大大优于目前的传统工艺。附图说明图1为现有挤压方法的正挤压示意图；图2为现有挤压方法的反挤压示意图；图3为带凸台管形件空间曲线焊接方法示意图；图4为带凸台管形件平面曲线焊接方法示意图；图5为带凸台管形件轴向剖面图；图6本技术材料位于挤压筒端部示意图；图7为材料从挤压筒端部进入型腔后挤压状态示意图图8为材料位于挤压筒中部示意图；图9为材料从挤压筒中部进入型腔后挤压状态示意图图10为施加挤压力状态示意图；图11为反挤压状态示意图；图12为挤压筒径向剖面结构示意图。具体实施方式实施例一种管件分离筒-阻尼挤压装置，包括挤压筒1、挤压轴2和挤压芯轴3 ； 其中挤压筒1包括至少两个沿母线剖分的且轴向侧壁相互贴合的可分离式芯筒子件11、承 载筒体12、加热元件13、隔热板14和钢丝层15，各芯筒子件11的轴向侧壁相互贴合，组合 形成中空截头圆锥，即其外壁为锥面，内壁为柱面或锥面或由任意曲率之母线形成的空间 曲面，若干预热孔16设置在各芯筒子件上，加热元件13固设于该预热孔16内，承载筒体12 圆周侧壁上固设有若干隔热板14，承载筒体12内壁为与各芯筒子件11组合形成中空截头 圆锥面配合的锥面；承载筒体12外壁上紧密缠绕设有钢丝层15，挤压轴2和挤压芯轴3均 轴向插置于挤压筒1内，挤压轴2与挤压芯轴3至少一个轴向可滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管件分离筒－阻尼挤压装置，其特征为：包括挤压筒（１）、挤压轴（２）和挤压芯轴（３）；其中挤压筒（１）包括至少两个沿母线剖分的且轴向侧壁相互贴合的可分离式芯筒子件（１１）、承载筒体（１２）、加热元件（１３）、隔热板（１４）和钢丝层（１５），各芯筒子件（１１）的轴向侧壁相互贴合，组合形成中空截头圆锥，若干预热孔（１６）设置在各芯筒子件上，加热元件（１３）固设于该预热孔（１６）内，承载筒体（１２）圆周侧壁上固设有若干隔热板（１４），承载筒体（１２）内壁为与各芯筒子件（１１）组合形成中空截头圆锥面配合的锥面；承载筒体（１２）外壁上紧密缠绕有钢丝层（１５），挤压轴（２）和挤压芯轴（３）均轴向置于挤压筒（１）内，挤压轴（２）与挤压芯轴（３）至少一个可进行轴向运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜永年，张人佶，卢清萍，吴伯杰，陈振东，汪洋，张晓松，
申请(专利权)人：苏州昆仑先进制造技术装备有限公司，颜永年，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]