专利名称：内表面高光亮钛及钛合金管加工方法
技术领域：
本发明涉及金属加工领域，特别是涉及钛及钛合金管材在冷轧加工过程中，清除内表面裂纹、凹坑等缺陷的加工方法。
背景技术：
钛及钛合金的化学活性高，吸气率高，变形抗力大，易回弹，易粘接，因此其无缝管加工制备比普通金属如铜、钢、铝、镍的管材困难。对于尺寸要求精度高的超薄、超长钛及钛合金无缝管，其加工制造更加困难，成材率极低。斜轧穿孔或挤压方法制得的钛及钛合金无缝管坯，内外表面粗糙，纵向沟槽较深，缺陷较多。在无缝管加工过程中，这些缺陷常导致管材出现裂纹、凹坑，严重影响产品质量与成材率，无损检测合格率较低。对高精度薄壁管，这些缺陷的影响更大。要提升钛及钛合·金无缝管质量，除了降低杂质含量、控制管材化学成分、改善压辊孔型与质量、加强润滑、调节热处理条件等改进外，还必须在整个加工过程中提升管材表面精整、磨修工艺的技术标准。管材外表面的裂缝、缺陷易发现，也较容易解决，但内表面则较难发现，不易消除。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种钛及钛合金管材内表面加工方法，能够克服现有技术的缺陷，增加管材内表面光洁度，提升钛及钛合金无缝管的质量，提高成材率。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种钛及钛合金管的加工方法，其步骤包括将钛及钛合金管固定在车床中，以一定速度旋转；将拉杆一端固定在车床刀架上，一端紧固着刀具；将拉杆、钛及钛合金管、刀具的中轴线对齐；将车床刀架沿中轴线做往复运动，通过钛及钛合金管的旋转与车床刀架的往复运动，实现对钛及钛合金管的加工。优选的是，刀具包括主体和刀头。主体为圆管状结构，沿其轴向中心有贯通孔；主体包括头部和尾部，头部管外径小于尾部管外径，尾部外表面有刀槽，刀头固定连接在刀槽内。优选的是，主体的头部外表面有螺纹，用以与拉杆活动连接。优选的是，刀头与刀槽的固定连接方式为焊接。采用本发明内表面高光亮钛及钛合金管加工方法加工的高精度、超薄、超长钛及钛合金无缝管，其内表面粗糙度Ra可控制在O. 35 O. 8微米范围内。
图I是本发明钛及钛合金管加工方法的示意 图2是二头刀具主体的横截面示意 图3是三头刀具主体的横截面示意 图4是刀具的侧视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例I，管材加工
无缝管选用经过矫直处理、壁厚较均匀的钛及钛合金管材5，或者经过冷轧开坯后的钛及钛合金管材5，要求管材5平直、壁厚均匀。通常，被加工内镗的管材5直径为20 70毫米，壁厚5. O 10. O毫米，长度1000 3000毫米。事先加工好刀具6。将管材5固定在CA型普通卧式车床或相似设备上。然后，用刀具6及拉杆7等组合工具，对管材5内孔进行镗孔。请参阅图I。管材5被卡盘10固定在车床中，以一定速度旋转。拉杆7被固定在车床刀架上，后端8与冷却润滑液相通，前端紧固着加工好的刀具6。管材5、刀具6、拉杆7 的中轴线对齐。车床刀架沿该中轴线方向来回平移，通过管材5旋转与拉杆7推拉两种运动的合力，实现刀具6对管内径粗糙面的加工，消除裂纹、凹坑等缺陷。拉杆7选用强度较高、韧性较好的厚壁钢管，其尺寸根据所镗管材5内径而定。例如，若镗直径65 X 55 X L毫米管内孔，可选择直径(35 40) X 8 x L毫米尺寸的拉杆7。拉杆7头端以螺纹方式或其他连接方式与刀具6连接。拉杆7后端8与冷却润滑液系统相通，以确保液体循环连续使用。同时，拉杆后端被紧紧地固定在刀架上。整个加工过程需要保证充分润滑、冷却，适当的润滑切割液或四氯化碳均可以作为润滑冷却液。润滑冷却液从拉杆7的中心孔注入，经过刀具6和管材5的中心孔后，从管材5尾端9流出。加工后的管材5经除油、清洗，用肉眼或工业内窥镜检查是否将裂纹等缺陷除去，若仍有较深裂缝或其它缺陷，则应进一步重新镗孔或局部修磨。实施例2，刀具
刀具包括主体和刀头，其结构请参阅图2至图4。主体由普通碳钢加工而成，圆管状结构，沿其轴向中心开贯通的小孔1，以便于加工过程中冷却润滑液进行冷却润滑。刀具沿其轴向分为头部和尾部，头部2的管外径较小，方便与拉杆连接；尾部3的管外径较大，并在外表面铣出一定尺寸的刀槽4，硬度合金刀头焊接在该刀槽内。刀具可采用多种形状，可为单头、二头或多头。铣出两个刀槽的为二头刀具，也可铣出单个或多个刀槽，制成单头或多头刀具。单头及二头刀具可用于粗糙孔，多头刀具用于精镗孔。在万能工具磨床上，对硬度合金刀头进行研磨，加工成所需形状、尺寸。刀具研磨后的尺寸由被加工的管材内径决定。采用上述方法镗出的管坯，经冷轧加工后，其成品内孔光洁如镜。经检测，其内表面粗糙度Ra可控制在O. 35 O. 8微米，远远高于国内外相关标准的要求。这种光亮的内表面减少流体阻力，减少或避免流动介质中的附着物或颗粒物沉积，提闻热交换效果，提闻管材及其装置的使用寿命。例如，使用海水冷却的电站用全钛冷凝器，其寿命在30年以上，无泄漏、极少维修，大大超过铜合金管的冷凝器寿命。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保 护范围内。
权利要求
1.一种钛及钛合金管加工方法，其特征在于，包括以下步骤， 将所述钛及钛合金管固定在车床中，以一定速度旋转； 将拉杆一端固定在车床刀架上，一端紧固刀具； 将所述拉杆、钛及钛合金管、刀具的中轴线对齐； 将所述车床刀架沿所述中轴线做往复运动，通过所述钛及钛合金管的旋转与所述车床刀架的往复运动，对所述钛及钛合金管的内表面加工。
2.根据权利要求I所述的钛及钛合金管加工方法，其特征在于所述刀具包括主体和刀头，所述主体为圆管状结构，沿其轴向中心有贯通孔；所述主体包括头部和尾部，头部管外径小于尾部管外径，所述尾部外表面有刀槽，所述刀头固定连接在所述刀槽内。
3.根据权利要求2所述的钛及钛合金管加工方法，其特征在于所述主体的头部外表面有螺纹。
4.根据权利要求2所述的钛及钛合金管加工方法，其特征在于所述刀头与刀槽的固定连接方式为焊接。
全文摘要
本发明公开了一种钛及钛合金管的加工方法，将钛及钛合金管固定在车床中，以一定速度旋转；拉杆一端固定在车床刀架上，一端紧固刀具；拉杆、钛及钛合金管、刀具的中轴线对齐；车床刀架沿中轴线做往复运动，通过钛及钛合金管的旋转与车床刀架的往复运动，实现对钛及钛合金管的加工。采用本发明加工方法所得的高精度、超薄、超长钛及钛合金无缝管，其内表面粗糙度Ra可控制在0.35～0.8微米范围内。
文档编号B23B27/10GK102896353SQ20111020982
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者路金林, 路开, 朱宝永 申请人:张家港华裕有色金属材料有限公司