专利名称：一种铝合金无缝阶段变断面管的生产方法及制备装置的制作方法
技术领域：
本发明属于金属管件的制作方法，具体涉及一种铝合金无缝阶段变断面管的生产方法及制备装置。
背景技术：
挤压铸造形成无缝管材在20世纪70年代发明的一项新的材料加工工艺，它是将液态金属在较高的机械压力下凝固和成型，获得无缝管材的工艺方法，该加工工艺的模具采用一级挤压针，通过该一级挤压针形成的无缝管材的断面是恒定不变的，即周长、壁厚是一致的，如图I和图2所示。在机械制造、石油、能源、海洋等特殊领域需要采用有阶段变断面的管件，该管件可以优化结构设计，使它们连接的更牢固，但现有技术不能实现阶段变断面管件的生产。能够实现阶段变断面的只有型材，且现有的阶段变断面型材只能生产两级阶段变端面的型材，该型材通过模具的更换，并将两部分不同断面的型材在断面对口处焊接而成，而且现有阶段断面型材只有简单的十几种，例如图3、图4和图5所示。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种铝合金无缝阶段变断面管的生产方法及制备装置，通过该装置和该方法实现阶段变断面无缝管的生产。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种铝合金无缝阶段变断面管的生产方法，包括模具预热、铝合金铸锭预热、和挤压步骤，其特征在于所述模具采用多级阶梯式挤压针，所述挤压步骤如下挤压步骤I :通过挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针前移，先将多级阶梯式挤压针直径最大的第一级带入挤压模的工作带中间，利用挤压轴控制系统开始挤压，在此位置预热后的铝合金铸锭在挤压力作用下通过多级阶梯式挤压针直径最大的第一级形成壁薄的管体，当壁薄的管体长度达到设计要求后；挤压步骤2 :通过挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针退回至第二级，带动第二级进入挤压模的工作带中间，利用挤压轴控制系统开始挤压，在此位置预热后的铝合金铸锭在挤压力作用下通过多级阶梯式挤压针的第二级形成壁厚的管体，当壁厚的管体长度达到设计要求后；挤压步骤3 :切割机将成型的铝合金无缝阶段变断面管体切割下，完成整个铝合金无缝阶段变断面管的挤压作业。通过挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针，先将多级阶梯式挤压针直径最大的第一级进入挤压模的工作带中间，形成壁薄的管件，壁薄管件的长度到达设计要求后，然后将多级阶梯式挤压针退回至第二级，形成壁厚的管件，从而形成了铝合金无缝阶段变断面管体。本发明的进一步方案；依照该方法通过挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针退回至第三级、第四级、第五级或第六级以上。CN 102921754 A
书
明
说
2/4页实现本发明目的所采用的制备装置如下一种铝合金无缝阶段变断面管的制备装置，包括挤压机、挤压模具，其特征在于所述挤压模具的挤压针采用多级阶梯式挤压针。本发明将现有一级挤压针改变为多级阶梯式挤压针，从而实现管材的阶段变断面。
本发明的进一步方案所述多级阶梯式挤压针可以根据产品需要设计成不同直径大小的挤压针。本发明的进一步方案所述多级阶梯式挤压针直径最大的第一级靠近挤压轴。本发明的进一步方案所述多级阶梯式挤压针有二级、三级、四级、五级或六级以上。本发明的有益效果I)本发明挤压模具的挤压针采用多级阶梯式挤压针，利用挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针前进后退，当完成一级挤压后，退回至下一级，从而实现多级变断面的控制，采用本发明能够生产出多级无缝阶段变断面管件，其加工的铝合金无缝阶段变断面管件尺寸精度高，提高了管件的牢固性能，该铝合金无缝阶段变断面管件的生产效率高，降低了生产成本。2)本发明能够生产出符合机械制造、石油、能源、海洋等特殊领域需要采用的铝合金无缝阶段变断面管件，实现了结构优化设计，节省了材料，减轻了构件自身的重量，还增强了管件的牢固性能。例如旗杆、灯杆、电线杆及飞机的螺旋桨等，采用本发明生产出来的管件一端部壁厚，另一端部壁薄，采用该结构安装更稳定且减轻了自身的重量。
图I为现有技术无缝管挤压模具挤压前的结构示意图。图2为现有技术无缝管挤压模具挤压时的结构示意图。图3为现有技术槽形两级阶段变断面的型材示意图。图4为现有技术工字形两级阶段变断面的型材示意图。图5为现有技术异形两级阶段变断面的型材示意图。图6为本发明挤压模具采用三级阶梯式挤压针挤压前的结构示意图。图7为本发明挤压模具采用三级阶梯式挤压针挤压时的结构示意图。图8为本发明三级阶梯式挤压针的结构示意图。图9为本发明二级阶梯式挤压针的结构示意图。图10为本发明四级阶梯式挤压针的结构示意图。图11为本发明生产的三级铝合金无缝阶段变断面管的结构示意图。图12为本发明挤压模具采用二级阶梯式挤压针挤压前的结构示意图。图13为本发明用于高速旋转器的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。具体实施例I :如图6、图7、图8和图11所示一种铝合金无缝阶段变断面管的制备装置，包括挤
4压机、挤压模具，所述挤压模具包括挤压模2、模支承6、挤压垫片4、多级阶梯式挤压针5、挤压筒I及挤压轴3，所述多级阶梯式挤压针5采用三级阶梯式挤压针5-1，所述挤压轴3位于挤压筒I内，所述三级阶梯式挤压针5-1位于所述挤压轴3的中心通孔内，所述挤压模2设于所述挤压筒I的头端，所述挤压模2安装在模支承6上，所述挤压垫片4设置在挤压轴3的前端，所述三级阶梯式挤压针5-1在挤压机的控制下在所述挤压模2内移动；所述三级阶梯式挤压针5-1呈圆柱形，三级阶梯式挤压针5-1的第一级直径最大，第二级直径小，第三级直径最小，且直径最大的第一级靠近挤压轴3，所述三级阶梯式挤压针5-1可以根据产品需要设计成不同直径大小的挤压针。利用上述制备装置制作铝合金无缝阶段变断面管的生产方法，包括模具预热、铝合金铸锭7预热、涂覆润滑剂、挤压和退火步骤，所述挤压步骤如下挤压步骤I :通过挤压针控制系统控制三级阶梯式挤压针5-1前移，先将三级阶梯式挤压针5-1直径最大的第一级带入挤压模2的工作带中间，利用挤压轴控制系统开始挤压预热后的铝合金铸锭7，在此位置预热后的铝合金铸锭7在挤压力作用下通过三级阶梯式挤压针5-1直径最大的第一级形成壁薄的管体，当壁薄的管体长度达到设计要求后；挤压步骤2 :通过挤压针控制系统控制三级阶梯式挤压针5-1退回至第二级，带动第二级进入挤压模2的工作带中间，利用挤压轴控制系统进行挤压，在此位置预热后的铝合金铸锭7在挤压力作用下通过三级阶梯式挤压针5-1的第二级形成壁厚的管体，当壁厚的管体长度达到设计要求后；挤压步骤3 :通过挤压针控制系统控制三级阶梯式挤压针5-1退回至第三级，带动第三级进入挤压模2的工作带中间，利用挤压轴控制系统进行挤压，在此位置预热后的铝合金铸锭7在挤压力作用下通过三级阶梯式挤压针5-1的第三级形成壁厚的管体，当壁厚的管体长度达到设计要求后；挤压步骤4 :切割机将成型的三级铝合金无缝阶段变断面管体8切割下，完成整个铝合金无缝阶段变断面管的挤压作业。例如，挤压针前进的速度为6米/分，要生产出一根长6米的薄管壁，3米的厚管壁，2米的管壁更厚的管件。首先将三级阶梯式挤压针5-1直径最大的第一级带入挤压模2的工作带中间，挤压I分钟，形成6米的薄壁；然后将三级阶梯式挤压针5-1退回至直径较小的第二级，带动第二级进入挤压模2的工作带中间，挤压半分钟，形成3米长的厚管壁；最后将三级阶梯式挤压针5-1退回至直径最小的第三级，带动第三级进入挤压模2的工作带中间，挤压20秒，形成2米长的管壁更厚的管体，这样就形成了一根有6米长壁薄，3米长壁厚，2米长管壁更厚的无缝阶段变断面管。具体实施例2:如图9和图12所示，本实施例的特点在是所述多级阶梯式挤压针5采用二级阶梯式挤压针5-2，其他特征与具体实施例I相同，按照具体实施例I的方法，形成二级铝合金无缝阶段变断面管体。具体实施例3 如图10所示，本实施例的特点是所述多级阶梯式挤压针5有四级5-3、五级或六级以上，其他特征与具体实施例I相同，按照具体实施例I的方法，通过挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针退回至第四级、第五级或第六级以上，制造出多级的铝合金无缝阶段变断面管。如图13所示将本发明产生的铝合金无缝阶段变断面管体用于高速旋转器。因高速旋转器要求安装在旋转体上面的铝合金管体9靠近中心的管壁厚大，尾端的管壁薄，这样才能减小旋转时产生的离心力，增强铝合金管体根部的强度。但现有技术不能实现，而本发明能够生产出符合高速旋转器旋转体上面的铝合金管体9。
权利要求
1.一种铝合金无缝阶段变断面管的生产方法，包括模具预热、铝合金铸锭(7)预热和挤压步骤，其特征在于所述模具采用多级阶梯式挤压针(5);所述挤压步骤如下挤压步骤I :通过挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针(5)前移，先将多级阶梯式挤压针(5)直径最大的第一级带入挤压模(2)的工作带中间，利用挤压轴控制系统开始挤压，在此位置预热后的铝合金铸锭(7 )在挤压力作用下通过多级阶梯式挤压针(5 )直径最大的第一级形成壁薄的管体，当壁薄的管体长度达到设计要求后；挤压步骤2 :通过挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针(5)退回至第二级，带动第二级进入挤压模(2)的工作带中间，利用挤压轴控制系统进行挤压，在此位置预热后的铝合金铸锭(7)在挤压力作用下通过多级阶梯式挤压针(5)的第二级形成壁厚的管体，当壁厚的管体长度达到设计要求后；挤压步骤3 :切割机将成型的铝合金无缝阶段变断面管体切割下，完成整个铝合金无缝阶段变断面管的挤压作业。
2.根据要求要求I所述的一种铝合金无缝阶段变断面管的生产方法其特征在于依照该方法通过挤压针控制系统控制多级阶梯式挤压针(5)退回至第三级、第四级、第五级或第六级以上。
3.—种铝合金无缝阶段变断面管的制备装置，包括挤压机、挤压模具，其特征在于所述挤压模具的挤压针采用多级阶梯式挤压针(5 )。
4.根据要求要求3所述的一种铝合金无缝阶段变断面管的制备装置，其特征在于所述多级阶梯式挤压针(5)可以根据产品需要设计成不同直径大小的挤压针。
5.根据要求要求3所述的一种铝合金无缝阶段变断面管的制备装置，其特征在于所述多级阶梯式挤压针(5 )直径最大的第一级靠近挤压轴(3 )。
6.根据要求要求3所述的一种铝合金无缝阶段变断面管的制备装置，其特征在于所述多级阶梯式挤压针(5)有二级、三级、四级、五级或六级以上。
全文摘要
本发明公开一种铝合金无缝阶段变断面管的生产方法及制备装置，所述模具采用多级阶梯式挤压针，挤压步骤如下先将多级阶梯式挤压针直径最大的第一级带入挤压模的工作带中间，通过多级阶梯式挤压针直径最大的第一级形成壁薄的管体，当壁薄的管体长度达到设计要求后；然后多级阶梯式挤压针退回至第二级，带动第二级进入挤压模的工作带中间，多级阶梯式挤压针的第二级形成壁厚的管体；直到符合要求的级数后切割机将成型的铝合金管体切割下。本发明能够生产多级铝合金无缝阶段变断面管件，且尺寸精度高，更牢固，生产效率高，从而降低了生产成本。该铝合金无缝阶段变断面管件实现了结构优化设计，节省了材料，减轻了构件自身的重量。
文档编号B21C25/04GK102921754SQ201210457069
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者梁世斌, 李伟萍 申请人:广东伟业铝厂有限公司