一种铝合金内变径无缝管的挤压成型方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝合金内变径无缝管的挤压方法，由常规的7075合金或2A12合金经冶炼、铸造、均匀化处理后的空心铸锭。加热后在4500吨正反双动挤压机进行挤压，通过挤压机精确的程序控制，完成穿孔针在挤压模内2进1退的相对运动，挤压生产出石油钻杆所需要的内变径无缝管材。变径管经淬火、拉伸、人工时效或自然时效后，尺寸公差完全符合要求，变径管内、外表面，低倍、高倍组织，化学成分和力学性能均能满足GB/T4437.1-2000的标准要求。
【专利说明】一种铝合金内变径无缝管的挤压成型方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的金属加工【技术领域】，尤其涉及一种铝合金内变径无缝管的挤压成型 方法。
【背景技术】
[0002] 石油钻探使用的钻杆现都是钢管，由于比重大、挠性差、耐腐蚀性能低等缺点，对 于钻探近万米的深井有很多不足之处。现有铝合金无缝变径管都是采用冲压、焊接等方式 生产制作，由于受设备、工装等方面限制，所生产的铝合金无缝变径管长度短，无法满足长 度> 10米石油钻探杆的需要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提供一种铝合金内变径无缝管的挤 压成型方法。
[0004] 上述目的是通过下述方案实现的： 一种铝合金内变径无缝管的挤压成型方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： (1) 将空心铸锭和挤压模在正反向双动双向挤压机的挤压筒前端送入挤压筒，挤压筒 向前移动，使模轴靠上挤压模，空心挤压垫从挤压筒后端送入挤压筒；采用变径穿孔针，该 变径穿孔针包括直径大小不等的两段，在该两段之间为倾斜过渡段，其中直径较小的部分 位于穿孔针的最前端； (2) 变径穿孔针前进使得该变径穿孔针直径较小的部分与所述挤压模配合，空心挤压 轴前进进入挤压筒，并在挤压筒内完成铸锭镦粗后和挤压筒保持恒定速度进行预定长度的 挤压； (3) 所述变径穿孔针前进使得该变径穿孔针直径较大的部分与所述挤压模配合，继续 完成预定长度的挤压； (4) 所述变径穿孔针后退使得该变径穿孔针直径较小的部分与所述挤压模配合，再次 完成预定长度的挤压； (5) 经过淬火固溶、水淬、拉伸矫直、锯切得到成品。
[0005] 根据上述的挤压成型方法，其特征在于，在所述步骤（2)中所述变径穿孔针与所 述挤压模配合处之间的长度为20mm，挤压生产外径为Φ147mm，内径为Φ107mm，壁厚为 20mm的部分。
[0006] 根据上述的挤压成型方法，其特征在于，在所述步骤（3)中所述变径穿孔针与所 述挤压模配合处之间的长度为13mm，挤压生产外径为Φ147mm，内径为Φ121mm，壁厚为 13mm的部分。
[0007] 根据上述的挤压成型方法，其特征在于，在所述步骤（4)中所述变径穿孔针与所 述挤压模配合处之间的长度为20mm，挤压生产外径为Φ147mm，内径为Φ107mm，壁厚为 20mm的部分。
[0008]根据上述的挤压成型方法，其特征在于，在所述步骤（5)中，将挤压生产的内变径 无缝管挤压头端在上，挤压尾端在下装入26米立式淬火炉进行淬火固溶处理，加热温度为 463°C，保温75分钟后在1(T35°C水温内进行水淬；在600吨涨力矫直机对内变径无缝管进 行拉伸矫直，拉伸率为〇. 6-0. 8% ;按预定长度以及尺寸进行定尺锯切。
[0009]本发明的有益效果：本发明的方法制备的变径管经淬火、拉伸、人工时效或自然时 效后，尺寸公差完全符合要求，变径管内、外表面，低倍、高倍组织，化学成分和力学性能均 能满足GB/T4437. 1-2000的标准要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是使用本发明的方法制备的无缝管的结构示意图； 图2是本发明的方法所使用的挤压模的结构示意图； 图3是本发明的方法所使用的穿孔针的结构示意图； 图4-图6是本发明的挤压过程示意图； 图7是使用本发明的挤压方法成型的无缝管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011] 本发明是在正反双动挤压机上通过挤压模、变径穿孔针，在挤压过程中通过挤压 机精确的程序控制，完成穿孔针在挤压模内2进1退的相对运动挤压生产如图1所示的内 变径无缝管材。
[0012] 本发明所用的挤压模和穿孔针的结构如图2和图3。挤压模可采用传统管材的挤 压模具。参见图3,本发明采用的穿孔针为变径穿孔针，该变径穿孔针包括直径大小不等的 两段，在该两段之间为倾斜过渡段，其中直径较小的部分位于穿孔针的最前端。
[0013] 在本发明的一个实施例中，目标内变径无缝管的尺寸及公差参见图7和表1。表 1 :石油钻探内变径无缝管的尺寸及公差
【权利要求】
1. 一种铝合金内变径无缝管的挤压成型方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： (1) 将空心铸锭和挤压模在正反向双动双向挤压机的挤压筒前端送入挤压筒，挤压筒 向前移动，使模轴靠上挤压模，空心挤压垫从挤压筒后端送入挤压筒；采用变径穿孔针，该 变径穿孔针包括直径大小不等的两段，在该两段之间为倾斜过渡段，其中直径较小的部分 位于穿孔针的最前端； (2) 变径穿孔针前进使得该变径穿孔针直径较小的部分与所述挤压模配合，空心挤压 轴前进进入挤压筒，并在挤压筒内完成铸锭镦粗后和挤压筒保持恒定速度进行预定长度的 挤压； (3) 所述变径穿孔针前进使得该变径穿孔针直径较大的部分与所述挤压模配合，继续 完成预定长度的挤压； (4) 所述变径穿孔针后退使得该变径穿孔针直径较小的部分与所述挤压模配合，再次 完成预定长度的挤压； (5) 经过淬火固溶、水淬、拉伸矫直、锯切得到成品。
2. 根据权利要求1所述的挤压成型方法，其特征在于，在所述步骤（2)中所述变径穿孔 针与所述挤压模配合处之间的距离为20mm，挤压生产外径为Φ 147mm，内径为Φ 107mm，壁 厚为20mm的部分。
3. 根据权利要求2所述的挤压成型方法，其特征在于，在所述步骤（3)中所述变径穿孔 针与所述挤压模配合处之间的距离13_，挤压生产外径为Φ147_，内径为Φ121_，壁厚 为13mm的部分。
4. 根据权利要求3所述的挤压成型方法，其特征在于，在所述步骤（4)中所述变径穿孔 针与所述挤压模配合处之间的距离为20mm，挤压生产外径为Φ 147mm，内径为Φ 107mm，壁 厚为20mm的部分。
5. 根据权利要求4所述的挤压成型方法，其特征在于，在所述步骤（5)中，将挤压生产 的内变径无缝管挤压头端在上，挤压尾端在下装入26米立式淬火炉进行淬火固溶处理，力口 热温度为463°C，保温75分钟后在1(T35°C水温内进行水淬；在600吨强力拉伸机对内变径 无缝管进行拉伸矫直，拉伸率为〇. 6-0. 8% ;按预定长度以及尺寸进行定尺锯切。
【文档编号】B21C23/03GK104275358SQ201410484289
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】罗颖俊 申请人:吉林利源精制股份有限公司