專利名稱：用于管材的等通道變截面擠壓模具及擠壓成形方法
技術領域：
本發明涉及鋁、銅、鋼等金屬管材的成形領域，具體是一種等通道變截面擠壓模具及擠壓成形方法。
背景技術：
在航空、航天、汽車和機械設備等領域無不涉及管件和管套的使用。以飛機為例， 管路系統是飛機的生命線，它的性能好壞直接影響到飛機的整體性能，如果把發動機比作飛機的心臟，那么管路就像是飛機的血管。因此提高管路系統的技術水平，對提高飛機性能
非常重要。目前市場上用于管路系統的金屬管多采用傳統的成形方式，并多為無縫管(包鋼科技，2002，2:21)。這種管材的特點是壁厚越厚，它就越具有經濟性和實用性，壁厚越薄，它的加工成本就會大幅度上升，且在使用過程中易開裂。從國際和國內兩個市場來看，無縫管的現有生產能力均已大于需求，所以，如何發揮現有機組的生產能力，開發出高強度等級、 高性能的管類零件，以滿足科研和生產需求是材料研究所面臨的前沿挑戰和發展急需。作為無縫管的制造方法，多采用穿孔軋制，即通過穿孔機對圓坯料進行穿孔扎制之后，通過芯棒式無縫管扎機、芯棒扎管機等進行延伸扎制，再通過定徑機等進行定徑扎制得到無縫管。這種傳統方式生產出來的管材內外表面會存在一些缺陷，對于航空液壓用管材，由于承受高壓力，如果存在微小米粒狀的缺陷，則管就會以缺陷為起點破裂，存在引發大事故等的危險性。目前已有很多發明針對無縫管的制造方法進行研究，以提高穿孔扎制管材的內外表面特性來抑制其缺陷，日本住友金屬工業株式會在公開號為CN101980802A 的專利申請中提出的一種無縫管的制造方法，以及金龍精密銅管集團股份有限公司在公開號為CN101569893的專利申請中提出的一種鋁或鋁合金無縫管的制造方法，都是通過改進穿孔軋制的方式來制造無縫管。這些方式在一定程度上可以提高管材的性能，但其設備較為復雜，成形不易，成本較高且對管材性能的改善程度不太明顯。這些研究只是針對于改善管材的制造工藝，而未從管材的后續成形方式上進行探索，所以對已成形好的管材很難進行進一步的工藝設計，其工業應用受到一定的限制。現有很多發明技術針對棒材、線材進行擠壓、拉拔、扭轉等后續加工以達到細化晶粒，提高性能的目的。西北工業大學在公開號為CN201371172的專利申請中提出的一種變通道擠壓模具，和公開號為CN201711480U的專利申請中提出的一種用于長軸類鍛件制坯的胎模，以及公開號為CN201862645U的專利申請中提出的一種制備變通道超細晶銅鋁線材的裝置，都是采用由圓截面變為橢圓截面，再由橢圓截面變為圓截面的變截面扭轉式模具型腔成形預制工件，具有結構簡單、載荷小、成本低和效率高的特點，能廣泛應用于鋼鐵和有色金屬的棒材及線材生產，以及大型軸類零件、高速鋼和粉末冶金等難變形材料的制坯，但目前還未有人采用這種簡便的后續加工方法用于管材。上述傳統的制管工藝難以滿足日益發展的航空工業需求，由于強度不夠和變形織構的影響在使用過程中會出現開裂現象，嚴重時會影響到飛機管路的安全及可靠性。本發
3明提出了一種改善管材性能的等通道擠壓模具及擠壓成形方法，能夠應用于高強度、高性能金屬管成形的科研和生產領域。

發明內容
為克服現有技術中存在的出現開裂的不足，本發明提出了一種用于管材的等通道變截面擠壓模具及擠壓成形方法。本發明提出的用于管材的等通道變截面擠壓模具，包括凸模和凹模。凸模一端連接到擠壓裝置的裝夾固定端，另一端為擠壓工作端，與所成形管材的一端面相接觸。凸模的直徑與所成形管材的直徑相同。凹模的內孔為擠壓模腔。其特征在于，凸模的長度為所成形管材長度的1.3 1.5倍。凹模的擠壓模腔沿中心軸線的橫截面自入口至出口分為進料段、變形段和定型段。模腔的進料段與定型段均為等徑通道，并且進料段與定型段的直徑相同，均等同于管材的直徑。進料段的長度為所成形管材長度的1.1倍。定型段的長度為所成形管材長度的0. 5倍。凹模型腔的變形段為等面積變形狀的橫截面的通道，包括圓-橢圓截面過渡通道、橢圓截面扭轉過渡通道和橢圓-圓截面過渡通道。圓-橢圓截面過渡通道與進料段相接，圓形截面和橢圓形截面之間光滑過渡，并且圓-橢圓截面過渡通道的橢圓形截面的面積等同于圓形截面的面積。圓-橢圓截面過渡通道橢圓形截面的長短軸之比為1.5 1 2.0 1，圓-橢圓截面過渡通道的長度為所成形管材長度的0.1 0.12 倍。橢圓截面扭轉過渡通道一端與圓-橢圓截面過渡通道相接，另一端與橢圓-圓截面過渡通道相接。橢圓截面扭轉過渡通道的截面為橢圓形，并且該橢圓截面扭轉過渡通道的橢圓形型腔繞其中心軸線連續光滑扭轉，使橢圓截面扭轉過渡通道兩端的橢圓形截面旋轉0 90°。橢圓截面扭轉過渡通道的長度為所成形管材長度的0.2 0. M倍。橢圓-圓截面過渡通道與定型段相接，橢圓形截面和圓形截面之間光滑過渡，并且圓形截面的面積等同于橢圓-圓截面過渡通道的橢圓形截面的面積。橢圓-圓截面過渡通道的長度為所成形管材長度的0. 1 0. 12倍。本發明還提出了一種利用所述管材的等通道變截面擠壓模具擠壓成形管材的方法，其具體過程是步驟一，準備。對預成形管材進行退火處理，并清潔管材內外壁。將聚氨酯發泡填充劑噴入管材內部，至填充滿管材內部體積，放置M小時使其固化。在管材外壁及凹模模腔內壁涂抹潤滑劑。步驟二，裝配。將凸模與管材放置于凹模型腔的進料段中，使管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與管材后端面緊密貼合。步驟三，成形擠壓。凸模以1 lOmm/s的擠壓速度擠壓管材，當管材與凸模相接觸端的端面完全通過凹模型腔的進料段，進入凹模型腔的a-a端面時，以30 50mm/s的速度將凸模退出凹模。步驟四，后續擠壓。重復步驟二，將凸模與第二個預成形管材放置于進料段中，使第二個管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與第二個管材后端面緊密貼合。重復步驟三，凸模以1 5mm/s的擠壓速度擠壓第二個管材，利用第二個管材擠壓前一個管材，使其繼續通過凹模型腔的變形段及定型段，最后擠出凹模型腔。步驟五，連續擠壓。重復步驟四所述的成形擠壓和后續擠壓過程，反復對多個管材
4一個接一個連續不斷的擠壓，成形一個個預制管件。利用本發明預制成形件時，先在管材內部噴入聚氨酯發泡填充劑，以對變形的管材起到彈性緩沖和變形拘束的作用，然后通過擠壓設備驅動凸模，從而使凸模擠壓管材，使管材依次經過等通道變截面擠壓模具型腔的進料段、變形段及定型段，管材截面形狀先由圓截面變為橢圓截面，再經橢圓截面扭轉，然后由橢圓截面變為圓截面，并可進行多道次擠壓，最后成形出預制工件。本發明采取等通道變截面擠壓成形的技術方案，使管的擠壓成形由相當于在橫截面上扭轉剪切變形以及鐓拔變形組成，實現了一次擠壓過程多種變形模式的組合。管壁受到模腔以及聚氨酯發泡填充劑的限制而處于強烈的三向壓應力狀態，在由圓-橢圓-圓及橢圓扭轉變化的變形階段，材料進入金屬過渡區的扭轉剪切變形帶，在剪切應力的作用下， 材料的內部組織發生了轉動和剪切應變，引起材料組織結構的取向，即形成新的織構，改善同等變形程度下的材料織構。等通道變截面擠壓成形能夠獲得比傳統成形工藝更大的變形程度，極大地改善了管材內部的應變分布和應力分布，有利于破碎管材殘留的鑄造組織，改變夾雜物的形態和分布，消除管材內部組織缺陷。與現有技術相比，本發明采用了等通道變截面模具型腔對管材進行擠壓變形，具有較明顯的技術優勢①材料變形始終處于很高的三向壓應力狀態，更適用于管材的組織均勻化和晶粒細化，能有效地破碎非金屬夾雜物及其原始顆粒邊界，減少宏觀偏析，提高材料的合金化程度和后續變形能力；②管材內部充滿了高彈性聚氨酯填充發泡劑，在擠壓過程中能保證管材在成形前后的直徑和壁厚保持不變的情況下，實現材料組織和性能的改善，并消除由于制管工藝而產生的縱橫向組織性能的差異；③擠壓成形一次完成鐓拔和扭擠過程，增加了剪切變形，相應降低了擠壓噸位；④這種成形方式是一種管材的后續成形方式，對已成形好的管材可進行進一步的工藝設計，具有廣泛的工業應用范圍。本發明發揮現有技術的優勢，提出了一種用于管材的等通道變截面的模具，通過模具型腔擠壓管材，使管材變形，由于這種變形方式的特點是外部變形較大，心部變形小， 所以更適用于管材，使管材變形更加均勻，并在管材內部噴入聚氨酯發泡填充劑，以對變形的管材起到彈性緩沖和變形拘束的作用，在管材變形的同時保證其回復形，使得管材在成形前后的直徑和壁厚保持不變。本發明提出的這種用于管材的等通道變截面擠壓模具可細化金屬晶粒，改變管材內部的應力、應變分布，改善變形織構，提高制件的強度和力學性能。本發明所涉及一種用于管材的等通道變截面擠壓模具及擠壓成形方法，該方法是一種結合了扭轉剪切變形和擠脹變形的新型變形方法，具有變形效果好，速度快，效率高等優點，極大地改善了材料內部的應變分布、應力分布和形變織構，同時達到提高性能，消除原始管坯變形織構的目的。本發明設計合理可靠，具有成形方法簡單，載荷小，操作簡便等優點，有利于降低生產成本，提高生產效率，實現生產自動化。


附圖1是等通道變截面擠壓模具的結構示意圖；附圖2是凹模型腔的剖視圖；附圖3是凹模型腔的截面形狀示意圖，其中a-a.進料段與圓_橢圓截面過渡通道銜接處的剖面示意5
b-b.扭轉角為45°的橢圓截面扭轉過渡通道的剖面示意圖；c-c.扭轉角為90°的橢圓截面扭轉過渡通道的剖面示意圖；d-d.扭轉角為135°的橢圓截面扭轉過渡通道的剖面示意圖；e-e.橢圓-圓截面過渡通道與定型段銜接處的剖面示意圖。附圖中1.凸模2.管材3.凹模4.進料段5.變形段6.定型段7.圓-橢圓截面過渡通道8.橢圓截面扭轉過渡通道9.橢圓-圓截面過渡通道
具體實施例方式實施例一本發明提出的用于管材的等通道變截面擠壓模具適用于直徑為φ10 20mm，壁厚為1 5mm，長度為10 50mm的鋁、銅和鋼管材擠壓成形。本實施例中，所成形管材為鋁管，該鋁管的直徑為tplOmm，壁厚為2mm，長度為20mm。本實施例是一種用于管材的等通道變截面擠壓模具，包括凸模1和凹模3。凸模1 為圓柱形，一端連接到擠壓裝置的裝夾固定端，另一端為擠壓工作端，與所成形管材2的一端面相接觸；凸模1的直徑與所成形管材2的直徑相同，凸模1的長度為所成形管材2長度的1. 3 1. 5倍，本實施例中，凸模1的長度為所成形管材2長度的1. 4倍。擠壓過程中凸模1、管材2和凹模3的中心軸線重合；凸模1和凹模3之間為導向配合，管材2和凹模3之間為間隙配合，配合公差為H8/f7 ；管材2外壁與凹模3內壁的表面粗糙度均為Ra 3. 2 μ m。凹模3是由兩個半圓形組成的中空回轉體。凹模3外形尺寸須滿足擠壓的強度要求；凹模3的內孔為擠壓模腔，該擠壓模腔沿中心軸線的橫截面自入口至出口分為進料段 4、變形段5和定型段6 ；凹模3型腔的進料段4為等直徑的通道，該段的直徑與所成形管材 2的直徑相同；進料段4的長度為所成形管材2長度的1. 1倍。凹模3型腔的變形段5為等面積變形狀的橫截面的通道，逐漸由圓截面變為橢圓截面、再由橢圓截面變為圓截面，各個圓截面與橢圓截面之間圓滑過渡，分別是圓-橢圓截面過渡通道7、橢圓截面扭轉過渡通道8和橢圓-圓截面過渡通道9。圓-橢圓截面過渡通道7與進料段4相接，圓形截面和橢圓形截面之間光滑過渡， 并且圓-橢圓截面過渡通道7的橢圓形截面的面積等同于圓形截面的面積；圓-橢圓截面過渡通道7橢圓形截面的長短軸之比為1.5 1 2.0 1，長度為所成形管材2長度的 0. 1 0. 12倍。本實施例中，圓-橢圓截面過渡通道7橢圓形截面的長短軸之比為1.6 1， 長度為所成形管材2長度的0. 11倍。橢圓截面扭轉過渡通道8 一端與圓-橢圓截面過渡通道7相接，另一端與橢圓-圓截面過渡通道9相接；橢圓截面扭轉過渡通道8的截面為橢圓形，并且該橢圓截面扭轉過渡通道8的橢圓形型腔繞其中心軸線連續光滑扭轉，使橢圓截面扭轉過渡通道8兩端的橢圓形截面旋轉0 90° ；橢圓截面扭轉過渡通道8的長度為所成形管材2長度的0. 2 0. 24 倍，本實施例中，橢圓截面扭轉過渡通道8的長度為所成形管材2長度的0. 22倍。橢圓-圓截面過渡通道9與定型段6相接，橢圓形截面和圓形截面之間光滑過渡， 并且圓形截面的面積等同于橢圓-圓截面過渡通道9的橢圓形截面的面積；橢圓-圓截面過渡通道9的長度為所成形管材2長度的0. 1 0. 12倍，本實施例中，橢圓-圓截面過渡
6通道9的長度為所成形管材2長度的0. 11倍。凹模3型腔的定型段6為等直徑的通道，直徑等同于所成形管材2直徑；定型段6 的長度為所成形管材2長度的0. 5倍。實施例二本實施例是一種利用實施例一所述用于管材的等通道變截面擠壓模具擠壓成形管材的方法。本實施例成形的鋁管規格直徑為cplOmm，壁厚為1mm，長度為20mm。利用本發明預制成形件時，先在管材內部噴入聚氨酯發泡填充劑，以對變形的管材起到彈性緩沖和變形拘束的作用，然后通過擠壓設備驅動凸模，從而使凸模擠壓管材，使管材依次經過等通道變截面擠壓模具型腔的進料段、變形段及定型段，管材截面形狀先由圓截面變為橢圓截面，再經橢圓截面扭轉，然后由橢圓截面變為圓截面，并可進行多道次擠壓，最后成形出預制工件。本實施例提出的對鋁管等通道變截面擠壓方法包括以下步驟步驟一，準備。對預成形管材進行退火處理；清潔管材內外壁，對管材進行酸洗，隨后立即用冷水沖凈，之后進行打磨；在管材內壁噴灑水至潤濕內壁表面，將聚氨酯發泡填充劑噴入管材內部，至填充滿管材內部體積，放置M小時使其固化；在管材外壁及凹模型腔內壁涂抹潤滑劑。步驟二，裝配。將凸模與管材放置于凹模型腔的進料段中，使管材前端面位于凹模型腔的a_a端面，凸模擠壓工作端的端面與管材后端面緊密貼合，凸模、凹模與管材的中心軸線重合。步驟三，成形擠壓。凸模以5mm/s的擠壓速度擠壓管材，當管材與凸模相接觸端的端面完全通過凹模型腔的進料段，進入凹模型腔的a-a端面時，以30mm/s的速度將凸模退出凹模。步驟四，后續擠壓。重復步驟二，將凸模與第二個預成形管材放置于進料段中，使第二個管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與第二個管材后端面緊密貼合，凸模、凹模與管材的中心軸線重合；重復步驟三，凸模以2mm/s的擠壓速度擠壓第二個管材，利用第二個管材擠壓前一個管材，使其繼續通過凹模型腔的變形段及定型段， 最后擠出凹模型腔。步驟五，連續擠壓。重復步驟四所述的成形擠壓和后續擠壓過程，反復對多個管材一個接一個連續不斷的擠壓，成形一個個預制管件。實施例三本實施例是一種利用實施例一所述用于管材的等通道變截面擠壓模具擠壓成形管材的方法。本實施例成形的銅管規格直徑為φ 5mm，壁厚為3mm，長度為30mm。利用本發明預制成形件時，先在管材內部噴入聚氨酯發泡填充劑，以對變形的管材起到彈性緩沖和變形拘束的作用，然后通過擠壓設備驅動凸模，從而使凸模擠壓管材，使管材依次經過等通道變截面擠壓模具型腔的進料段、變形段及定型段，管材截面形狀先由圓截面變為橢圓截面，再經橢圓截面扭轉，然后由橢圓截面變為圓截面，并可進行多道次擠壓，最后成形出預制工件。
本實施例提出的對銅管等通道變截面擠壓方法包括以下步驟步驟一，準備。對預成形管材進行退火處理；清潔管材內外壁，對管材進行酸洗，隨后立即用冷水沖凈，之后進行打磨；在管材內壁噴灑水至潤濕內壁表面，將聚氨酯發泡填充劑噴入管材內部，至填充滿管材內部體積，放置M小時使其固化；在管材外壁及凹模型腔內壁涂抹潤滑劑。步驟二，裝配。將凸模與管材放置于凹模型腔的進料段中，使管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與管材后端面緊密貼合，凸模、凹模與管材的中心軸線重合。步驟三，成形擠壓。凸模以8mm/s的擠壓速度擠壓管材，當管材與凸模相接觸端的端面完全通過凹模型腔的進料段，進入凹模型腔的a-a端面時，以40mm/s的速度將凸模退出凹模。步驟四，后續擠壓。重復步驟二，將凸模與第二個預成形管材放置于進料段中，使第二個管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與第二個管材后端面緊密貼合，凸模、凹模與管材的中心軸線重合；重復步驟三，凸模以3mm/s的擠壓速度擠壓第二個管材，利用第二個管材擠壓前一個管材，使其繼續通過凹模型腔的變形段及定型段， 最后擠出凹模型腔。步驟五，連續擠壓。重復步驟四所述的成形擠壓和后續擠壓過程，反復對多個管材一個接一個連續不斷的擠壓，成形一個個預制管件。實施例四本實施例是一種利用實施例一所述用于管材的等通道變截面擠壓模具擠壓成形管材的方法。本實施例成形的鋼管規格直徑為cp20mm，壁厚為5mm，長度為50mm。利用本發明預制成形件時，先在管材內部噴入聚氨酯發泡填充劑，以對變形的管材起到彈性緩沖和變形拘束的作用，然后通過擠壓設備驅動凸模，從而使凸模擠壓管材，使管材依次經過等通道變截面擠壓模具型腔的進料段、變形段及定型段，管材截面形狀先由圓截面變為橢圓截面，再經橢圓截面扭轉，然后由橢圓截面變為圓截面，并可進行多道次擠壓，最后成形出預制工件。本實施例提出的對鋼管等通道變截面擠壓方法包括以下步驟步驟一，準備。對預成形管材進行退火處理；清潔管材內外壁，對管材進行酸洗，隨后立即用冷水沖凈，之后進行打磨；在管材內壁噴灑水至潤濕內壁表面，將聚氨酯發泡填充劑噴入管材內部，至填充滿管材內部體積，放置M小時使其固化；在管材外壁及凹模型腔內壁涂抹潤滑劑。步驟二，裝配。將凸模與管材放置于凹模型腔的進料段中，使管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與管材后端面緊密貼合，凸模、凹模與管材的中心軸線重合。步驟三，成形擠壓。凸模以lOmm/s的擠壓速度擠壓管材，當管材與凸模相接觸端的端面完全通過凹模型腔的進料段，進入凹模型腔的a-a端面時，以50mm/s的速度將凸模退出凹模。步驟四，后續擠壓。重復步驟二，將凸模與第二個預成形管材放置于進料段中，使
8第二個管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與第二個管材后端面緊密貼合。凸模、凹模與管材的中心軸線重合；重復步驟三，凸模以5mm/s的擠壓速度擠壓第二個管材，利用第二個管材擠壓前一個管材，使其繼續通過凹模型腔的變形段及定型段， 最后擠出凹模型腔。步驟五，連續擠壓。重復步驟四所述的成形擠壓和后續擠壓過程，反復對多個管材一個接一個連續不斷的擠壓，成形一個個預制管件。通過更改擠壓模腔的形狀和尺寸，具體實施方式
不變，就可以完成各種鋁、銅、鋼等金屬管材的擠壓成形，從而制備出滿足需要的材料，更多的成形實施例不便勝舉。
權利要求
1.一種用于管材的等通道變截面擠壓模具，包括凸模和凹模凸模一端連接到擠壓裝置的裝夾固定端，另一端為擠壓工作端，與所成形管材的一端面相接觸；凸模的直徑與所成形管材的直徑相同；凹模的內孔為擠壓模腔；其特征在于，凸模的長度為所成形管材長度的1. 3 1. 5倍；凹模的擠壓模腔沿中心軸線的橫截面自入口至出口分為進料段、變形段和定型段；模腔的進料段與定型段均為等徑通道，并且進料段與定型段的直徑相同，均等同于管材的直徑；進料段的長度為所成形管材長度的1. 1倍；定型段的長度為所成形管材長度的0. 5倍；凹模型腔的變形段為等面積變形狀的橫截面的通道，包括圓-橢圓截面過渡通道、橢圓截面扭轉過渡通道和橢圓-圓截面過渡通道；圓-橢圓截面過渡通道與進料段相接，圓形截面和橢圓形截面之間光滑過渡，并且圓-橢圓截面過渡通道的橢圓形截面的面積等同于圓形截面的面積；圓-橢圓截面過渡通道橢圓形截面的長短軸之比為1.5 1 2.0 1，圓-橢圓截面過渡通道的長度為所成形管材長度的0.1 0.12倍；橢圓截面扭轉過渡通道一端與圓-橢圓截面過渡通道相接，另一端與橢圓-圓截面過渡通道相接；橢圓截面扭轉過渡通道的截面為橢圓形，并且該橢圓截面扭轉過渡通道的橢圓形型腔繞其中心軸線連續光滑扭轉，使橢圓截面扭轉過渡通道兩端的橢圓形截面旋轉0 90° ；橢圓截面扭轉過渡通道的長度為所成形管材長度的0. 2 0. 24倍；橢圓-圓截面過渡通道與定型段相接，橢圓形截面和圓形截面之間光滑過渡，并且圓形截面的面積等同于橢圓-圓截面過渡通道的橢圓形截面的面積；橢圓-圓截面過渡通道的長度為所成形管材長度的0. 1 0. 12 倍。
2.一種利用權利要求1所述用于管材的等通道變截面擠壓模具擠壓成形管材的方法， 其特征在于，具體過程是步驟一，準備；對預成形管材進行退火處理，并清潔管材內外壁；將聚氨酯發泡填充劑噴入管材內部，至填充滿管材內部體積，放置M小時使其固化；在管材外壁及凹模模腔內壁涂抹潤滑劑；步驟二，裝配；將凸模與管材放置于凹模型腔的進料段中，使管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與管材后端面緊密貼合；步驟三，成形擠壓；凸模以1 lOmm/s的擠壓速度擠壓管材，當管材與凸模相接觸端的端面完全通過凹模型腔的進料段，進入凹模型腔的a-a端面時，以30 50mm/s的速度將凸模退出凹模；步驟四，后續擠壓；重復步驟二，將凸模與第二個預成形管材放置于進料段中，使第二個管材前端面位于凹模型腔的a-a端面，凸模擠壓工作端的端面與第二個管材后端面緊密貼合；重復步驟三，凸模以1 5mm/s的擠壓速度擠壓第二個管材，利用第二個管材擠壓前一個管材，使其繼續通過凹模型腔的變形段及定型段，最后擠出凹模型腔；步驟五，連續擠壓；重復步驟四所述的成形擠壓和后續擠壓過程，反復對多個管材一個接一個連續不斷的擠壓，成形一個個預制管件。
全文摘要
一種用于管材的等通道變截面擠壓模具及擠壓成形方法，采取等通道變截面擠壓成形，使管的擠壓成形由相當于在橫截面上扭轉剪切變形以及鐓拔變形組成，實現了一次擠壓過程多種變形模式的組合。管壁受到模腔以及聚氨酯發泡填充劑的限制而處于強烈的三向壓應力狀態，在由圓-橢圓-圓及橢圓扭轉變化的變形階段，材料進入金屬過渡區的扭轉剪切變形帶，在剪切應力的作用下，材料內部組織發生了轉動和剪切應變，引起材料組織結構的取向，即形成新的織構，改善同等變形程度下的材料織構。本發明能夠獲得比傳統成形工藝更大的變形程度，改善了管材內部的應變分布和應力分布，有利于破碎管材殘留的鑄造組織，改變夾雜物的形態和分布，消除管材內部組織缺陷。
文檔編號B21C23/02GK102430609SQ201110347299
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者李付國, 汪程鵬, 王磊, 薛鳳梅 申請人:西北工業大學