專利名稱：管件分離筒-阻尼擠壓裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種管件的擠壓成形裝置，特別涉及一種主要用于核電等領域的 針對外壁上具有凸臺的、曲線母線的重型管件的管件分離筒-阻尼擠壓裝置。
背景技術：
所謂管件是指L ≥ (3 15)D的結構件，L為結構件的長度，D為結構件的截面尺 度。如管件的母線為直線，可采用現有擠壓工藝，將坯料通過模口擠壓成形，其中包括正擠 壓(如圖1)和反擠壓(如圖2)成形。無論是正擠壓還是反擠壓成形，由于金屬是通過模 口連續擠壓成形，擠壓過程中，模口尺寸并無改變，因而擠出件的母線必然是直線，這是工 程上常用的擠壓方法。該擠壓方法要求將所有材料盡量擠出模口，如全部材料均擠出模口， 為無壓余擠壓；否則需切除壓余。此類通過擠壓模的模口而成形的常規擠壓方法對具有曲 線母線的管件則是無能為力。目前，國內均采用傳統的自由鍛工藝制造具有曲線母線的結構的管件，如具有凸 臺直徑達四英寸以上的核電一回路主管道的成形制造。該工藝先制造主管道粗大的鍛坯， 然后再切削加工成形，其材料利用率僅為10 12% .重達100 70噸鍛件，經切削加工， 才制造一根10噸重的主管道，材料浪費巨大。制造周期長也是個大問題，一根主管道需半 年的制造工期，此種狀態嚴重制約了我國核電的發展。此外，這種傳統工藝加工的成形球應 力很小，僅80MPa，難于保證了主管道坯件中的裂紋充分焊合。
發明內容為了彌補以上不足，本實用新型提供了一種管件分離筒-阻尼擠壓裝置，使用該 裝置可完成外壁上具有凸臺的，母線為曲線的重型管件的成形擠壓制造，制造周期短，材料 利用率高，內部質量好。所謂管件分離筒_阻尼擠壓是指一種擠壓筒內的擠壓過程，特指在具有曲線母線 (非直線母線)的管件(即L ≥(3-15)D)在型腔內的閉式擠壓過程，而且在逆著被擠金屬 流動方向施加阻尼，以大大提高成形的球應力。由于成形的管件的母線為曲線，無法直接從 擠壓筒中推出，必需將擠壓筒設計成可分離式結構，拆分擠壓筒而取出成形的管件，這就是 分離筒-阻尼擠壓的內涵。本實用新型所采用的技術方案是一種管件分離筒_阻尼擠壓裝置，包括擠壓筒、 擠壓軸和擠壓芯軸；其中擠壓筒包括至少兩個沿母線剖分的且軸向側壁相互貼合的可分離 式芯筒子件、承載筒體、加熱元件、隔熱板和鋼絲層，各芯筒子件的軸向側壁相互貼合，組合 形成中空截頭圓錐，即其外壁為錐面，內壁為柱面或錐面或由任意曲率之母線形成的空間 曲面，若干預熱孔設置在各芯筒子件上，加熱元件固設于該預熱孔內，承載筒體圓周側壁上 固設有若干隔熱板，承載筒體內壁為與各芯筒子件組合形成中空截頭圓錐面配合的錐面； 承載筒體外壁上緊密纏繞設有鋼絲層，擠壓軸和擠壓芯軸均軸向插置于擠壓筒內，擠壓軸 與擠壓芯軸至少一個軸向可運動，即擠壓過程中，擠壓軸和擠壓芯軸至少一個進行軸向運動，完成擠壓過程，即可以一個運動，另一個固定，也可以兩個均運動；高溫的被擠壓材料置于擠壓筒的端部或中部或近中部，擠壓芯軸或擠壓軸施壓運 動，對材料進行閉式擠壓，材料在擠壓軸和擠壓芯軸的作用下被擠壓成形，其內徑通過控制 擠壓芯軸直徑來控制，其外徑和外壁凸臺通過充滿芯筒子件內壁上的管狀型腔(母線可以 是曲線)而得到控制；材料也可以被擠壓軸正反方向擠壓(或正、反擠結合方式)而形成管 形件，材料成形后，將芯筒子件從承載筒體內退出，芯筒子件退出后便可分開，這樣就可將 管形件順利的取出來。作為本實用新型的進一步改進，各芯筒子件形成的筒體內壁的母線為非直線，材 料充滿此種復雜的含有非直線母線的筒型腔體而成形為曲線母線的管件。作為本實用新型的進一步改進，所述芯筒子件個數為2 4個。作為本實用新型的進一步改進，所述承載筒體內側壁上的隔熱板為具有設定抗壓 強度的陶瓷板。作為本實用新型的進一步改進，所述隔熱板固設于承載筒體內壁上。作為本實用新型的進一步改進，所述隔熱板固設于承載筒體外側壁上。作為本實用新型的進一步改進，所述擠壓芯軸外側壁上設有至少一個環狀外凸的 阻尼節，阻尼節會產生逆著材料運動方向的阻尼，保證管形件成形質量，在許多情況下，不 加任何阻尼，靠金屬材料與擠壓筒、擠壓芯軸間的摩擦力，已經可以很好成形；但對一些十 分復雜的管形件外側壁上具有多凸臺的情況，會由于塑性流動速度分布的不均勻性等原因 而產生成形拉應力，以及局部填充不滿的現象，此時須在逆材料運動方向施加阻尼，擠壓芯 軸外側的阻尼節就會產生逆材料運動方向的阻尼，保證管形件成形質量。作為本實用新型的進一步改進，所述擠壓軸外側壁上設有至少一個環狀外凸的阻 尼節。作為本實用新型的進一步改進，所述芯筒子件的內壁上設有環狀內凹的阻尼節。作為本實用新型的進一步改進，所述芯筒子件內壁設有環狀降溫帶，降低坯料在 出口處的溫度，以增加變形阻尼，防止形成成形拉應力，以及局部充不滿現象。作為本實用新型的進一步改進，位于逆于被擠壓件的擠出方向上設有阻尼力，防 止材料成形時產生拉應力和材料填充不滿的現象發生，保證管形件成形質量，該力在環形 的空間的端面上可以是均布的也可以是不均布的，這主要根據管形件外側凸臺形狀和分布 而定。作為本實用新型的進一步改進，所述芯筒子件外壁和承載筒體內壁間的錐度為 1 800 1 2500，以便于內芯筒子件(包括其內的擠壓件)方便地整體從承載筒體中 退出來。本實用新型的有益技術效果是本實用新型通過擠壓芯軸、擠壓軸和可拆分的擠 壓筒配合使用，母線為非直線的管形件或桿件能順利成形，為核電主管道的生產開劈了新 方向，同時本實用新型的管形件外壁凸臺采用擠壓成形而不是傳統自由鍛工藝的巨大裕量 的粗略成形，因而材料利用率可以從10%大幅度提高到70 80%，大大提高了材料的利用 率，本實用新型的管件直接擠壓成形工期短，成形過程所需的工時可以下降到1 2周，擠 壓成形變形的球應力更高，可到300 400MPa，可保證坯料中的缺陷、裂紋、孔洞可充分焊 合，因而采用本實用新型制造的主管道質量大大優于目前的傳統工藝。
[0020]圖1為現有擠壓方法的正擠壓示意圖；[0021]圖2為現有擠壓方法的反擠壓示意圖；[0022]圖3為帶凸臺管形件空間曲線焊接方法示意圖；[0023]圖4為帶凸臺管形件平面曲線焊接方法示意圖；[0024]圖5為帶凸臺管形件軸向剖面圖；[0025]圖6本實用新型材料位于擠壓筒端部示意圖；[0026]圖7為材料從擠壓筒端部進入型腔后擠壓狀態示意圖[0027]圖8為材料位于擠壓筒中部示意圖；[0028]圖9為材料從擠壓筒中部進入型腔后擠壓狀態示意圖[0029]圖10為施加擠壓力狀態示意圖；[0030]圖11為反擠壓狀態示意圖；[0031]圖12為擠壓筒徑向剖面結構示意圖。
具體實施方式
實施例一種管件分離筒-阻尼擠壓裝置，包括擠壓筒1、擠壓軸2和擠壓芯軸3 ； 其中擠壓筒1包括至少兩個沿母線剖分的且軸向側壁相互貼合的可分離式芯筒子件11、承 載筒體12、加熱元件13、隔熱板14和鋼絲層15，各芯筒子件11的軸向側壁相互貼合，組合 形成中空截頭圓錐，即其外壁為錐面，內壁為柱面或錐面或由任意曲率之母線形成的空間 曲面，若干預熱孔16設置在各芯筒子件上，加熱元件13固設于該預熱孔16內，承載筒體12 圓周側壁上固設有若干隔熱板14，承載筒體12內壁為與各芯筒子件11組合形成中空截頭 圓錐面配合的錐面；承載筒體12外壁上緊密纏繞設有鋼絲層15，擠壓軸2和擠壓芯軸3均 軸向插置于擠壓筒1內，擠壓軸2與擠壓芯軸3至少一個軸向可滑動，即擠壓過程中，擠壓 軸和擠壓芯軸至少一個進行軸向運動而完成擠壓動作，擠壓過程中，可以一個運動，另一個 固定；也可以兩個均運動。使用時，將材料置于擠壓筒1的中部或近中或擠壓筒1的端部， 擠壓芯軸3和擠壓軸2對金屬材料進行擠壓而成形。管件成形后，將芯筒子件11連同擠壓 件一起從承載筒體12中退出，芯筒子件11便可分開，這樣就可將管件順利的取出來。所述各芯筒子件11形成的筒體內壁的母線為非直線，材料充滿此種復雜的含有 非直線母線的筒型腔體而成形為曲線母線的管件。所述芯筒子件11個數為2 4個。所述承載筒體12內側壁上的隔熱板14為具有設定抗壓強度的陶瓷板。所述隔熱板固設于承載筒體內側壁上。所述隔熱板14固設于承載筒體12外側壁上。所述擠壓芯軸3外側壁上設有至少一個環狀外凸的阻尼節31，阻尼節會產生逆材 料運動方向的阻尼，保證管形件成形質量，在許多情況下，不加任何阻尼，靠金屬材料與擠 壓筒、擠壓芯軸間的摩擦力，已經可以很好成形；但對一些十分復雜的管形件外側壁上具有 多凸臺的情況，會由于塑性流動速度分布的不均勻性等原因而產生成形拉應力，以及局部 填充不滿的現象，此時須在逆材料運動方向施加阻尼，擠壓芯軸外側的阻尼節就會產生逆材料運動方向的阻尼，保證管形件成形質量。所述擠壓軸外側壁上設有至少一個環狀外凸的阻尼節。所述芯筒子件的內壁上設有環狀內凹的阻尼節。所述芯筒子件11內壁設有環狀降溫帶4，降低坯料在出口處的溫度，增加變形阻 尼。所述位于逆于被擠壓件的擠出方向上設有阻尼力F，該阻尼力F在環形的空間的 端面上可以是均布的也可以是不均布的，這主要根據管形件外側凸臺形狀和分布而定。所述芯筒子件11外壁和承載筒體12內壁間的錐度為1 800 1 2500，以便 于內芯筒子件11 (包括其內的擠壓件)方便地整體從承載筒體12中退出來。
權利要求一種管件分離筒 阻尼擠壓裝置，其特征為包括擠壓筒(1)、擠壓軸(2)和擠壓芯軸(3)；其中擠壓筒(1)包括至少兩個沿母線剖分的且軸向側壁相互貼合的可分離式芯筒子件(11)、承載筒體(12)、加熱元件(13)、隔熱板(14)和鋼絲層(15)，各芯筒子件(11)的軸向側壁相互貼合，組合形成中空截頭圓錐，若干預熱孔(16)設置在各芯筒子件上，加熱元件(13)固設于該預熱孔(16)內，承載筒體(12)圓周側壁上固設有若干隔熱板(14)，承載筒體(12)內壁為與各芯筒子件(11)組合形成中空截頭圓錐面配合的錐面；承載筒體(12)外壁上緊密纏繞有鋼絲層(15)，擠壓軸(2)和擠壓芯軸(3)均軸向置于擠壓筒(1)內，擠壓軸(2)與擠壓芯軸(3)至少一個可進行軸向運動。
2.如權利要求1所述的管件分離筒_阻尼擠壓裝置，其特征是各芯筒子件(11)形成 的筒體內壁的母線為非直線。
3.如權利要求1所述的分離筒-阻尼擠壓裝置，其特征是所述芯筒子件(11)個數為 2 4個。
4.如權利要求1所述的管件分離筒-阻尼擠壓裝置，其特征是所述承載筒體(12)內 側壁上的隔熱板(14)為具有設定抗壓強度的陶瓷板。
5.如權利要求1所述的管件分離筒_阻尼擠壓裝置，其特征是所述隔熱板固設于承 載筒體內側壁上。
6.如權利要求1所述的管件分離筒-阻尼擠壓裝置，其特征是所述隔熱板(14)固設 于承載筒體(12)外側壁上。
7.如權利要求1所述的管件分離筒_阻尼擠壓裝置，其特征是所述擠壓芯軸(3)外 側壁上設有至少一個環狀外凸的阻尼節(31)。
8.如權利要求1所述的管件分離筒_阻尼擠壓裝置，其特征是所述擠壓軸(2)外側 壁上設有至少一個環狀外凸的阻尼節(31)。
9.如權利要求1所述的管件分離筒-阻尼擠壓裝置，其特征是所述芯筒子件(11)的 內壁上設有環狀內凹的阻尼節(31)。
10.如權利要求1所述的管件分離筒-阻尼擠壓裝置，其特征是所述芯筒子件(11)內 壁設有環狀降溫帶(4)。
11.如權利要求1所述的管件分離筒-阻尼擠壓裝置，其特征是所述芯筒子件(11)外 壁和承載筒體(12)內壁間的錐度為1 800 1 2500。
專利摘要本實用新型公開了一種管件分離筒-阻尼擠壓裝置，芯筒子件的軸向側壁相互貼合組合形成中空截頭圓錐，加熱元件設于芯筒子件的預熱孔內，設有隔熱板的承載筒體內壁與芯筒子件錐面配合，其外壁上纏繞鋼絲層，擠壓軸和擠壓芯軸插置于擠壓筒內且至少其一軸向可運動，本實用新型使母線為非直線的管形件或桿件能順利成形，材料利用率高，成形工期短，成本低，擠壓過程中變形的球應力高，可保證坯料中的缺陷、裂紋、孔洞充分焊合而得高質量的管件。
文檔編號B21C23/02GK201768763SQ20102022117
公開日2011年3月23日 申請日期2010年6月10日 優先權日2010年6月10日
發明者盧清萍, 吳伯杰, 張人佶, 張曉松, 汪洋, 陳振東, 顏永年 申請人:蘇州昆侖先進制造技術裝備有限公司;顏永年