一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，屬于金屬成型【技術(shù)領(lǐng)域】。其是先用固熔方法將管材軟化，接著將管材的一端用木塞封堵嚴(yán)實(shí)，將金剛砂注入管材中填充整個(gè)管道空間，再用木塞將管的另一端管口封堵嚴(yán)實(shí)，接著將管材放在成型靠模上，對(duì)成型部位緩慢加熱，然后借助外力使管材變形為所要求的形狀，待管材冷卻至常溫后，取出木塞，倒出金剛砂，即完成管材成型。本發(fā)明有效解決了高強(qiáng)度大長度高合金化薄壁管成型時(shí)以及成型后產(chǎn)生裂紋、撕裂、皺折、折斷等技術(shù)問題，不僅可靠性好，而且成本低，操作簡便。
【專利說明】一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬成型【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，涉及一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代航空航天技術(shù)中，大量地采用高溫合金材料制作發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件和零部件，并且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的不斷提高，新型材料被大量不斷地應(yīng)用到相應(yīng)型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)上。然而，將超高強(qiáng)度高溫合金材料使用在發(fā)動(dòng)機(jī)高溫?zé)岫瞬考?，特別是用作油管和氣路管道，必須對(duì)其按相應(yīng)形狀及布局結(jié)構(gòu)進(jìn)行彎曲成型。但由于超高強(qiáng)度高溫合金的合金化程度很高，導(dǎo)致其成型時(shí)容易開裂產(chǎn)生裂紋，或在成型部位產(chǎn)生皺折，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，對(duì)于部分大長度空心管件的成型，由于其長度太大，在成型過程中容易癟凹和折斷，在現(xiàn)有的成型工藝中，通常采用低溫合金和松香熔化后對(duì)管材進(jìn)行填充，這是目前比較可行并且廣泛使用的一種工藝，但由于在填充過程中受管壁流動(dòng)和散熱的影響，對(duì)于大長度管件類零件，不能達(dá)到完全充實(shí)的效果，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致管材成型過程中發(fā)生斷裂和撕裂等現(xiàn)象。
[0003]在高溫合金大長度或超長度薄壁管成型時(shí)，如何防止管材成型過程中以及成型后產(chǎn)生裂紋、皺折以及斷裂等問題，是保證高強(qiáng)度高溫合金成型質(zhì)量的關(guān)鍵，也是當(dāng)前高溫合金大長度薄壁管成型技術(shù)急需解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，以解決高溫合金高強(qiáng)度大長度薄壁管成型過程中以及成型后產(chǎn)生裂紋、皺折以及斷裂等技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
[0006]一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，包括以下步驟:
[0007](I)軟化:通過固熔方法將管材軟化；
[0008](2)封堵:將管材的一端用木塞封堵嚴(yán)實(shí)；
[0009](3)填充:將金剛砂從管材未封堵的一端注入管材中，在填充金剛砂過程中不斷晃動(dòng)或抖動(dòng)，使金剛砂能較好填充整個(gè)管道空間，在金剛砂填充至離管材管口 15?20_時(shí)停止填充，預(yù)留封堵空間；
[0010](4)再次封堵:用木塞將管材未封堵的另一端管口封堵嚴(yán)實(shí)；
[0011](5)成型:將管材放在成型靠模上，接著對(duì)成型部位加熱至溫度為300?400°C，然后用外力使管材變形為所要求的形狀，待管材冷卻至常溫后，取出木塞，倒出金剛砂，即完成管材成型。
[0012]所述管材壁厚為0.1?0.5mm，管徑< Φ 20mm。
[0013]所述步驟(I)中，固熔時(shí)控制溫度為830?850°C，時(shí)間為120?150min。
[0014]所述的木塞為硬質(zhì)錐形木塞。
[0015]所述步驟(2)中，對(duì)管材進(jìn)行封堵時(shí)，控制木塞進(jìn)管材的長度為15?20mm，外留長度為20?40mm。
[0016]所述金剛砂的細(xì)度為60?80目。
[0017]所述步驟(3)中，采用漏斗將金剛砂注入管材中。
[0018]所述步驟(4)中，對(duì)管材進(jìn)行封堵時(shí)，控制木塞進(jìn)管材的長度為15?20mm，外留長度為20?30mm。
[0019]所述成型靠模是管徑為R、深度為1/3R的圓柱形靠模。
[0020]所述步驟(5)中，采用噴燈火焰對(duì)管材成型部位進(jìn)行加熱，溫度控制在320?380。。。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過先采用固熔方法將管材軟化，有效降低了高強(qiáng)度合金管材的硬度，增加朔性；通過采用細(xì)度為60?80目金剛砂填充管材，不會(huì)產(chǎn)生空洞和虛充的情況，與常規(guī)的采用松香和低熔點(diǎn)合金填充相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:采用金剛砂填充不受流動(dòng)性、填充管壁冷卻以及填充長度、深度等因素的影響，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用松香和低熔點(diǎn)合金充填時(shí)難以避免和解決的受零件管壁“流動(dòng)性、溫度、長度、深度”等的影響。采用本發(fā)明的充填方法，可以較好充填管壁，有效解決了薄壁高強(qiáng)度高溫合金大長度、大深度管材因充填不可靠而在成型后產(chǎn)生裂紋、撕裂、皺折、折斷等問題。同時(shí)，通過成型靠模來進(jìn)行彎曲成型，不僅可靠性好，而且成本低，操作簡便。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了方便本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。實(shí)施例僅僅是對(duì)該發(fā)明的舉例說明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，實(shí)施例中未作具體說明的步驟均是已有技術(shù)，在此不做詳細(xì)描述。
[0023]實(shí)施例一
[0024]一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，包括以下步驟:
[0025](I)軟化:選取GH738超高強(qiáng)度高溫合金管材，其管徑為Φ 6.3mm，壁厚為0.2mm，長度為1800mm，將管材放入真空爐中，調(diào)節(jié)溫度為830°C，將管材軟化150min，以便于成型時(shí)彎曲；
[0026](2)封堵:將管材的一端用硬質(zhì)錐形木塞封堵嚴(yán)實(shí)，控制木塞的進(jìn)管長度為15mm，以確保封堵嚴(yán)實(shí)，外留長度為40_，便于成型后將木塞拔出；
[0027](3)填充:將細(xì)度為60目的金剛砂通過漏斗從管材未封堵的一端注入管材中，在填充金剛砂過程中不斷晃動(dòng)或抖動(dòng)管材，以使金剛砂能較好填充整個(gè)管道空間，在金剛砂填充至離管材管口 15_時(shí)停止填充，預(yù)留封堵空間；
[0028](4)再次封堵:將管材的未封堵的另一端用硬質(zhì)錐形木塞封堵嚴(yán)實(shí)，控制木塞的進(jìn)管長度為15_，以確保封堵嚴(yán)實(shí)，外留長度為30_，便于成型后將木塞拔出；
[0029](5)成型:將管材放在成型靠模上，接著采用噴燈火焰對(duì)成型部位緩慢加熱至溫度為300°C，然后用外力使管材彎曲360度成型，待管材冷卻至常溫后，取出木塞，倒出金剛砂，即完成管材成型，所述成型靠模是管徑為R = 3.2、深度為R/3的圓柱形靠模。
[0030]本實(shí)施例中，將成型后的C型封嚴(yán)環(huán)GH738超高強(qiáng)度高溫合金零件經(jīng)X光檢查零件表面，無裂紋等缺陷，滿足工藝要求。
[0031]實(shí)施例二
[0032]一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，包括以下步驟:
[0033](I)軟化:選取GH738超高強(qiáng)度高溫合金管材，其管徑為Φ 8.6mm，壁厚為0.1mm，長度為1750mm，將管材放入淬火爐中，調(diào)節(jié)溫度為850°C，將管材軟化120min，以便于成型時(shí)彎曲；
[0034](2)封堵:將管材的一端用硬質(zhì)錐形木塞封堵嚴(yán)實(shí)，控制木塞的進(jìn)管長度為20mm，以確保封堵嚴(yán)實(shí)，外留長度為40_，便于成型后將木塞拔出；
[0035](3)填充:將細(xì)度為80目的金剛砂通過漏斗從管材未封堵的一端注入管材中，在填充金剛砂過程中不斷晃動(dòng)或抖動(dòng)管材，以使金剛砂能較好填充整個(gè)管道空間，在金剛砂填充至離管材管口 20mm時(shí)停止填充，預(yù)留封堵空間；
[0036](4)再次封堵:將管材的未封堵的另一端用硬質(zhì)錐形木塞封堵嚴(yán)實(shí)，控制木塞的進(jìn)管長度為20mm，以確保封堵嚴(yán)實(shí)，外留長度為30mm，便于成型后將木塞拔出；
[0037](5)成型:將管材放在成型靠模上，接著采用噴燈火焰對(duì)成型部位緩慢加熱至溫度為400°C，然后用外力使管材120度彎曲變形，待管材冷卻至常溫后，取出木塞，倒出金剛砂，即完成管材成型，所述成型靠模是管徑為R = 4.3、深度為R/3的圓柱形靠模。
[0038]本實(shí)施例中，將成型后的C型封嚴(yán)環(huán)GH738超高強(qiáng)度高溫合金零件經(jīng)X光檢查零件表面，無裂紋等缺陷，滿足工藝要求。
[0039]實(shí)施例三
[0040]一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，包括以下步驟:
[0041](I)軟化:選取GH4648超高強(qiáng)度高溫合金管材，其管徑為Φ 16mm，壁厚為0.5mm，長度為1600mm，將管材放入淬火爐中，調(diào)節(jié)溫度為840°C，將管材軟化130min，以便于成型時(shí)彎曲；
[0042](2)封堵:將管材的一端用硬質(zhì)錐形木塞封堵嚴(yán)實(shí)，控制木塞的進(jìn)管長度為18mm，以確保封堵嚴(yán)實(shí)，外留長度為30_，便于成型后將木塞拔出；
[0043](3)填充:將細(xì)度為80目的金剛砂通過漏斗從管材未封堵的一端注入管材中，在填充金剛砂過程中不斷晃動(dòng)或抖動(dòng)管材，以使金剛砂能較好填充整個(gè)管道空間，在金剛砂填充至離管材管口 18_時(shí)停止填充，預(yù)留封堵空間；
[0044](4)再次封堵:將管材的未封堵的另一端用硬質(zhì)錐形木塞封堵嚴(yán)實(shí)，控制木塞的進(jìn)管長度為18_，以確保封堵嚴(yán)實(shí)，外留長度為25_，便于成型后將木塞拔出；
[0045](5)成型:將管材放在成型靠模上，接著采用噴燈火焰對(duì)成型部位緩慢加熱至溫度為320°C，然后用外力使管材呈90度彎曲變形，待管材冷卻至常溫后，取出木塞，倒出金剛砂，即完成管材成型，所述成型靠模是管徑為R = 8、深度為R/3的圓柱形靠模。
[0046]本實(shí)施例中，將成型后的GH4648高強(qiáng)度高溫合金材料經(jīng)X光檢查零件表面，未發(fā)現(xiàn)有折斷以及裂紋等缺陷，滿足工藝要求。
[0047]實(shí)施例四
[0048]一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，包括以下步驟:
[0049](I)軟化:選取GH4648超高強(qiáng)度高溫合金管材，其管徑為Φ 20mm,壁厚為0.4mm，長度為1900mm，將管材放入淬火爐中，調(diào)節(jié)溫度為850°C，將管材軟化150min，以便于成型時(shí)彎曲；
[0050](2)封堵:將管材的一端用硬質(zhì)錐形木塞封堵嚴(yán)實(shí)，控制木塞的進(jìn)管長度為16mm，以確保封堵嚴(yán)實(shí)，外留長度為24_，便于成型后將木塞拔出；
[0051](3)填充:將細(xì)度為80目的金剛砂通過漏斗從管材未封堵的一端注入管材中，在填充金剛砂過程中不斷晃動(dòng)或抖動(dòng)管材，以使金剛砂能較好填充整個(gè)管道空間，在金剛砂填充至離管材管口 16_時(shí)停止填充，預(yù)留封堵空間；
[0052](4)再次封堵:將管材的未封堵的另一端用硬質(zhì)錐形木塞封堵嚴(yán)實(shí)，控制木塞的進(jìn)管長度為16_，以確保封堵嚴(yán)實(shí)，外留長度為26_，便于成型后將木塞拔出；
[0053](5)成型:將管材放在成型靠模上，接著采用噴燈火焰對(duì)成型部位緩慢加熱至溫度為380°C，然后用外力使管材呈S型彎曲變形，待管材冷卻至常溫后，取出木塞，倒出金剛砂，即完成管材成型，所述成型靠模是管徑為R = 10、深度為R/3的圓柱形靠模。
[0054]本實(shí)施例中，將成型后的GH4648高強(qiáng)度高溫合金材料經(jīng)X光檢查零件表面，未發(fā)現(xiàn)有折斷以及裂紋等缺陷，滿足工藝要求。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)軟化:通過固熔方法將管材軟化； (2)封堵:將管材的一端用木塞封堵嚴(yán)實(shí)； (3)填充:將金剛砂從管材未封堵的一端注入管中，在填充金剛砂過程中不斷晃動(dòng)或抖動(dòng)，在金剛砂填充至離管材管口 15?20mm時(shí)停止填充； (4)再次封堵:用木塞將管材未封堵的另一端管口封堵嚴(yán)實(shí)； (5)成型:將管材放在成型靠模上，接著對(duì)成型部位加熱至溫度為300?400°C，然后用外力使管材變形為所要求的形狀，待管材冷卻至常溫后，取出木塞，倒出金剛砂，即完成管材成型。
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述管材壁厚為0.1?0.5mm,管徑< Φ 20mmo
3.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述步驟(I)中，固熔時(shí)控制溫度為830?850°C，時(shí)間為120?150min。
4.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述的木塞為硬質(zhì)錐形木塞。
5.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述步驟(2)中，對(duì)管材進(jìn)行封堵時(shí)，控制木塞進(jìn)管材的長度為15?20mm，外留長度為20?40mmo
6.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述金剛砂的細(xì)度為60?80目。
7.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述步驟(3)中，采用漏斗將金剛砂注入管材中。
8.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述步驟(4)中，對(duì)管材進(jìn)行封堵時(shí)，控制木塞塞進(jìn)管材的長度為15?20mm，外留長度為20?30mmo
9.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述成型靠模是管徑為R、深度為1/3R的圓柱形靠模。
10.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度大長度薄壁高溫合金管的成型方法，其特征在于，所述步驟(5)中，采用噴燈火焰對(duì)管材成型部位進(jìn)行加熱，溫度控制在320?380°C。
【文檔編號(hào)】B21D9/18GK104492888SQ201410776633
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】夏昌龍, 何思逸, 劉健, 羅運(yùn)芬, 齊維斌, 孫平 申請(qǐng)人:貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司