金属管件烷烃填料冷成型方法.pdf

本发明是一种制造金属管件的冷成形方法，属金属管件加工技术领域。
    目前国内外以冷成形方法制造金属管件通常用两种方法：一是橡胶凸形法，一是液压胀形法。橡胶凸形法是将橡胶棒放入管坯内，管坯置于阴模中，用单向冲压的方式使金属变形。该方法存在的主要问题是橡胶凸形时金属管坯单向受冲压，沿长度方向变形不均，且凸形压力不能调节;同时，所用橡胶棒价格较贵，对不同规格的产品不能套用，报废后，无法反复使用。液压胀形法是将高压液体充入管坯内，管坯两端受压缩，使管坯内压力相应变化，该压力使管坯金属流入阴模空腔而成形。液压胀形法是当今国际上流行的方法。该方法存在的主要问题是设备及控制系统复杂，对模具的制造精度要求高，需保证金属管件成形前管坯空腔的密封，因而生产成本较高。上述两种方法见之于日本《管继手の制造》，塑性と加工Vol.12  no.120（1971-1）;中国《锻压机械》，1985.No.6，P25-28，《关于橡胶棒凸形工艺几个问题的探讨》;《锻压机械》，1987.No.3，P9-11，《液压胀形的新发展》，诸期杂志的报导。

    现在国内自行车行业大多采用橡胶凸形法制造自行车把手及中接头，而工业发达国家则绝大多数采用液压胀形法生产金属管件。

    本发明的目的在于寻找一种新的先进的冷成形方法以制造金属管件。

    本发明采用烷烃类混合填料Polycyclic  hydrocarbon（简称PCH）作传压介质，藉助模具，在多向液压成形机上对金属管坯进行轴向补偿变形，整个成形过程在冷态下一次完成。本发明用以制造T型及+字型接头，小曲率半径弯头等各类金属管件。

    金属管件烷烃填料冷成形技术具有独创性，迄今为止国内外未见报导。本发明与现有技术液压胀形法相比，具有设备结构简单，控制系统简化，模具费用低廉，产品质量有可靠保证等优点;与橡胶凸形法相比，具有压力参数可调，金属变形均匀，填料价格低廉且能反复回用等特点，PCH烷烃填料是一种能适应不同工艺条件的多成分的有机混合物，无臭无味，对人体无害，不腐蚀设备，对模具有润滑作用，且使用方便，价格低廉，是一种理想的传压介质。本发明为金属材料的无切削、少切削深加工提供了新的途径。

    采用烷烃填料冷成形方法制造的金属管件经国家权威检测机构-上海市有色金属质量监督检验站检测，符合美国ANSI  B16.22-1980标准。（见附件）

    PCH烷烃填料的配制方法：将[CH]175%～90%，[CH]24%～20%，[CH]20.3%～5%，三种成分混合，予以加热，温度为80℃～150℃，时间为10～30分钟，混合均匀后，倒入不同规格的园柱形模具中，冷却成形后取出，按管坯长短切断备用。

    以下结合附图及实例对本发明作详细描述。

    以船用耐高压等径T型紫铜管接头为实例。

    紫铜管规格Φ25×2mm，牌号：T2，加工设备：50t多向液压成形机。将Φ25×2mm的紫铜管坯切成100mm长，经温度600℃，时间20分钟的软化处理后，清除氧化皮。随后是装料，将配制好的PCH烷烃填料装入紫铜管坯内，如图一所示。填料成分为[CH]185%，[CH]213.5%，[CH]21.5%。接着是定位，启动推杆，使坯料处于模具的中心位置，如图2所示。定位后合模，在垂直方向上将上、下模具压紧紫铜管坯，如图3所示。合模后，在水平方向左右两边推杆上同时施加推力，压力大小为5～20MPa，时间1分钟，沿紫铜管坯轴向加压，管坯金属在压力作用下随PCH烷烃填料的流动而成形，如图4，图5所示。适当控制轴向推进压力地大小与填料成分，便能符合不同类型及不同规格管坯材料的变形要求。紫铜管件成形后即卸载，放松上、下模具，退除左右两边推杆的推力，由顶杆将工件顶出，如图6所示。管件成形后取出，经平头、精整即成T形接头，并回收PCH烷烃填料。