一种稀有金属薄壁管的开孔方法与流程

本发明属于金属管加工技术领域，涉及金属管开孔，尤其是一种稀有金属薄壁管的开孔方法。

背景技术：

现有技术中，金属管的开孔加工方法，通常是先进行孔位线划线，之后在普通钻床上装夹、钻孔完成。但对于薄壁管，采用现有技术的加工方法，装夹过程中，会造成薄壁管被夹扁，钻孔过程中，由于管壁较薄，孔边缘易发生撕裂，钻孔后，由于回弹，孔的尺寸会发生变化，不能满足图纸要求的尺寸。如果薄壁管需要开孔的数量较多时，加工难度更大，更不容易加工出合格的产品。因此，本领域技术人员急需一种能够克服现有技术缺陷的新的开孔工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种稀有金属薄壁管的开孔方法，其能够解决稀有金属薄壁管在开孔加工过程中装夹易变形、大面积开孔困难、开孔后残余应力过大的问题，特别能够适用径厚比较大、开孔数目较多的稀有金属管。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明稀有金属薄壁管的开孔方法为：将稀有金属管加热后，在稀有金属管内嵌套钢管，然后在嵌套有钢管的稀有金属管上进行开孔加工，开孔完成后将嵌套有钢管的稀有金属管整体进行退火，退火完成后分离稀有金属管和钢管，得到开孔后的稀有金属管。

进一步的，本发明的稀有金属薄壁管的开孔方法具体包括以下步骤：

步骤一、根据待开孔的稀有金属管尺寸，准备钢管，车钢管外径；所述钢管的外径尺寸与稀有金属管内径实配；

步骤二、将稀有金属管加热至180℃～200℃后套入未加热的钢管外部，对稀有金属管进行开孔加工；

步骤三、将加工后的稀有金属管与钢管整体放入退火炉中进行消应力退火处理，退火温度控制在250～280℃，保温半小时，之后随炉冷却至室温；

步骤四、从退火炉中取出稀有金属管与钢管整体，分离稀有金属管与钢管，得到开孔后的稀有金属管。

进一步，上述稀有金属管为钛、钛合金、锆、锆合金、钽、钽合金、铌或铌合金的薄壁无缝管或薄壁卷焊管。

进一步，上述钢管为无缝管或卷焊管。当稀有金属管为无缝管时，钢管的外径加工到与稀有金属管内径相等；当稀有金属管为卷焊管时，钢管外径加工到与稀有金属管平均内径相等。

进一步，以上步骤二中，根据图纸加工要求，使用钻床、铣床或者立式加工中心对稀有金属管进行开孔加工。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的方法采用在稀有金属薄壁管加工时采用在管内嵌套钢管的形式，有效保证了稀有金属薄壁管在大面积开孔加工过程中的刚度，极大地减小了稀有金属管在装夹固定及加工过程中的变形。

2、本发明的方法加入退火工艺，并且控制退火温度，大大减小了开孔后稀有金属管的残余加工应力，又避免了稀有金属管的氧化。

3、本发明的方法特别适用于径厚比比较大、开孔数目较多的稀有金属管。

附图说明

图1为本发明开孔加工示意图；

图2为采用本发明加工的稀有金属管结构示意图；

图3为图2的a-a剖视图。

其中：1为稀有金属管；2为钢管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1-3：本发明的稀有金属薄壁管的开孔方法是将稀有金属管1加热后，在稀有金属管1内嵌套钢管2，然后在嵌套有钢管2的稀有金属管1上进行开孔加工，开孔完成后将嵌套有钢管2的稀有金属管1整体进行退火，退火完成后分离稀有金属管1和钢管2，得到开孔后的稀有金属管1。具体操作步骤如下：

1)根据稀有金属薄壁管图纸要求下稀有金属管1料；该稀有金属管1可以为钛、钛合金、锆、锆合金、钽、钽合金、铌或铌合金的薄壁无缝管或薄壁卷焊管。

2)根据待开孔的稀有金属管1尺寸，准备钢管2，车钢管2外径；所述钢管2的外径尺寸与稀有金属管1内径实配；本发明采用的钢管2为无缝管或卷焊管。钢管的选用按照如下规则。

当稀有金属管1为无缝管时，钢管2的外径加工到与稀有金属管1内径相等。当稀有金属管1为卷焊管时，钢管2外径加工到与稀有金属管1平均内径相等。

3)将稀有金属管1加热至180℃～200℃后套入未加热的钢管2外部，对稀有金属管1进行开孔加工；具体加工需要根据图纸加工要求，可以使用钻床、铣床或者立式加工中心对稀有金属管1进行开孔加工。

4)将加工后的稀有金属管1与钢管2整体放入退火炉中进行消应力退火处理，退火温度控制在250～280℃，保温半小时，之后随炉冷却至室温。

5)从退火炉中取出稀有金属管1与钢管2整体，分离稀有金属管1与钢管2，得到开孔后的稀有金属管1。

以下结合实施例对本发明的方法进行进一步说明：

实施例1：

钛管开孔：

步骤一、车加工下稀有金属管1(材质为：钛，规格为：长度150mm)；

步骤二、切割下钢管2(材质为：钢，规格为：长度200mm)，车钢管2内径到两端车平齐；

步骤三、使用氧乙炔火焰将稀有金属管1均匀加热至180℃～200℃，加热过程中不能在一处停留时间过长，以免造成局部氧化。将加热后的稀有金属管1整个套入未加热的钢管2外部，稀有金属管1两端距钢管2两端距离25mm。如图1所示，根据稀有金属管1的图纸加工要求，在稀有金属管1上，使用立式加工中心进行240个孔的加工，加工中要保证稀有金属管1上每一个孔加工到位，不可出现未钻或未钻透；

步骤四、稀有金属管1孔加工完成后，按照图纸对孔的位置、数量、尺寸及深度进行检验。检验合格后，将稀有金属管1与钢管2整体放入电加热退火炉中。开启退火炉，使温度均匀上升到250～280℃，保温半小时，之后停止加热，使退火炉自然降温到室温；

步骤五、从退火炉中取出稀有金属管1与钢管2整体，使用榔头及垫板将稀有金属管1从钢管2中分离出，分离过程中不可伤到稀有金属管1内外表面。车加工分离后的稀有金属管1两端面，得到开孔后的稀有金属管1，如图2所示。

实施例2

有缝锆管开孔：

步骤一、剪切下板材料(材质为：锆，规格为：490×300×3mm)，经过刨边、卷制、组焊、校圆等工序，成形为稀有金属管1(规格为：长度300mm)；

步骤二、剪切下板材料(材质为：钢，规格为：462×350×12mm)，经过刨边、卷制、组焊、校圆等工序，成形为钢管2(规格为：长度200mm)，车钢管2内径到两端车平齐；

步骤三、使用氧乙炔火焰将稀有金属管1均匀加热至180℃～200℃，加热过程中不能在一处停留时间过长，以免造成局部氧化。将加热后的稀有金属管1整个套入未加热的钢管2外部，稀有金属管1两端距钢管2两端距离25mm。如图1所示，根据稀有金属管1的图纸加工要求，在稀有金属管1上，使用铣床进行600个孔的加工，加工中要保证稀有金属管1上每一个孔加工到位，不可出现未钻或未钻透；

步骤四、稀有金属管1孔加工完成后，按照图纸对孔的位置、数量、尺寸及深度进行检验。检验合格后，将稀有金属管1与钢管2整体放入电加热退火炉中。开启退火炉，使温度均匀上升到250～280℃，保温半小时，之后停止加热，使退火炉自然降温到室温；

步骤五、从退火炉中取出稀有金属管1与钢管2整体，使用榔头及垫板将稀有金属管1从钢管2中分离出，分离过程中不可伤到稀有金属管1内外表面。车加工分离后的稀有金属管1两端面，得到开孔后的稀有金属管1，如图2所示。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。