一种矩形管的生产方法与流程

本发明涉及矩形管生产技术领域，更具体地说，涉及一种矩形管的生产方法。

背景技术：

lf6m矩形管壁厚较薄，精度较高，主要用于组装发射架,市场需求量较大。由于lf6合金，属于高镁合金，塑性较差，加工成形困难。现有技术采取的生产方法为：圆管毛料挤压→毛料退火→带芯头拉拔第一道次→毛料退火→带芯头拉拔第二道次→毛料退火→成形拉拔→清洗→成品退火→拉伸矫直→锯切→检验、交货。

上述生产方法中，管材须经反复退火、多道次拉拔，并且拉拔时还极易产生跳环和粘模等缺陷，生产工序较多、工艺流程较长，能耗较高、生产效率和成品率较低，按时保供面临较大的压力。

另外，圆管拉拔成矩形时，金属变形不均匀，极易产生内凹缺陷。

综上所述，如何实现缩短工艺流程，以提高生产效率，同时减少能耗，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种矩形管的生产方法，以缩短工艺流程，进而提高生产效率，同时减少能耗。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种矩形管的生产方法，包括步骤：

1)将铸锭挤压成圆管毛料，使所述圆管毛料的壁厚尺寸公差在预设公差范围内；

2)将所述圆管毛料成形拉拔为预设形状的矩形管毛坯件；

3)对所述矩形管毛坯件进行清洗；

4)对所述矩形管毛坯件进行成品退火；

5)对所述矩形管毛坯件进行拉伸矫直；

6)将所述矩形管毛坯件锯切为矩形管成品。

优选的，上述生产方法中，所述矩形管成品的长宽比≤2，壁厚为3-5mm，所述预设公差范围为±0.4mm。

优选的，上述生产方法中，所述步骤1)通过2500吨油压机挤压。

优选的，上述生产方法中，所述步骤2)中成形拉拔所采用的拉伸模的模孔孔壁均向远离模孔轴线的方向凹陷。

优选的，上述生产方法中，所述模孔孔壁均为自两端向中部逐渐凹陷的弧形面。

优选的，上述生产方法中，所述矩形管成品为长方形管，所述模孔的长a1＝a+kb，宽b1＝b+ka；

式中：k为系数，取值1.0％-2.0％，a为所述长方形管的长，b为所述长方形管的宽。

优选的，上述生产方法中，所述拉伸模的入口锥的孔壁由形状相同的四个弧形段围成，所述弧形段均包括位于两端的两个圆弧段和位于中部的平缓弧形段，所述平缓弧形段过渡连接两个所述圆弧段。

优选的，上述生产方法中，还包括步骤：7)对所述矩形管成品进行检验、交货。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的矩形管的生产方法包括步骤1)将铸锭挤压成圆管毛料，使圆管毛料的壁厚尺寸公差在预设公差范围内；2)将圆管毛料成形拉拔为预设形状的矩形管毛坯件；3)对矩形管毛坯件进行清洗；4)对矩形管毛坯件进行成品退火；5)对矩形管毛坯件进行拉伸矫直；6)将矩形管毛坯件锯切为矩形管成品。

本发明的生产方法省去了两个道次带芯头拉拔、三次退火工序，直接挤压等壁厚的圆管毛料，从而缩短了工艺流程，进而提高了生产效率，同时减少了能耗。

同时，上述生产方法减少两道次拉拔，可至少减少600mm长几何废料，不仅能大量节约能源、缩短工时，还能有效地提高成品率，产品质量和力学性能符合gbn221-84要求，满足市场和国家军工需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的矩形管的生产方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的矩形管的外形示意图；

图3是现有技术生产的矩形管发生内凹的外形示意图；

图4是本发明实施例提供的拉伸模的外形示意图；

图5是本发明实施例的拉伸模拉拔成形矩形管的示意图；

图6是本发明实施例提供的方形管所使用的拉伸模的入口锥的外形示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种矩形管的生产方法，缩短了工艺流程，进而提高了生产效率，同时减少了能耗。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1，本发明实施例提供的矩形管的生产方法包括步骤：

s1、圆管毛料挤压：将铸锭挤压成圆管毛料，使圆管毛料的壁厚尺寸公差在预设公差范围内；

s2、成形拉拔：将圆管毛料成形拉拔为预设形状的矩形管毛坯件2；

s3、清洗：对矩形管毛坯件2进行清洗；

s4、成品退火：对矩形管毛坯件2进行成品退火；

s5、拉伸矫直：对矩形管毛坯件2进行拉伸矫直；

s6、锯切：将矩形管毛坯件2锯切为矩形管成品。

本发明的生产方法省去了两个道次带芯头拉拔、三次退火工序，直接挤压等壁厚的圆管毛料，从而缩短了工艺流程，进而提高了生产效率，同时减少了能耗。

同时，上述生产方法减少两道次拉拔，可至少减少600mm长几何废料，不仅能大量节约能源、缩短工时，还能有效地提高成品率，产品质量和力学性能符合gbn221-84要求，满足市场和国家军工需求。

优选的，矩形管成品的长宽比≤2，壁厚为3-5mm，预设公差范围为±0.4mm。本发明的生产方法能较好地适应长宽比≤2、壁厚较薄的矩形管的生产。

进一步的技术方案中，上述生产方法还包括步骤s7：对矩形管成品进行检验、交货；当然，本发明还可以将检验、交货步骤放置在其他工序完成。

上述实施例中，步骤s1通过2500吨油压机挤压。具体的实施例中，矩形管壁厚为5.0mm，2500吨油压机挤压时能够严格控制圆管毛料的挤压质量，控制圆管毛料壁厚尺寸在5.0±0.4mm范围内和表面质量(圆管毛料不允许有起皮、划伤、鱼鳞状等缺陷)。可以理解的是，本发明也可以采用能够完成圆管毛料挤压的其他机构。

以100×60×5.0lf6m矩形管为例，优化前后方法对比。

优化前的现有生产方法为：管毛料(φ110/φ99×5.5)→毛料退火→带芯头拉拔第一道次(φ105.3/φ95×5.3)→毛料退火→带芯头拉拔第二道次(φ102/φ92×5.0)→毛料退火→成形拉拔(圆拉方)→清洗→成品退火→拉伸矫直→锯切→检验、交货。

优化后的生产方法具体为：管毛料(φ103×5.0)→成形拉拔(圆拉方)→清洗→成品退火→拉伸矫直→锯切→检验、交货。

下表1为lf6m矩形管的生产方法对比。

表1lf6m矩形管的生产方法对比

节能测算：12t退火炉平均能耗为181kwh/吨，拉拔机平均能耗为21kwh/吨，工序优化后，节省三次退火和两道次带芯头拉拔，生产每吨矩形管可至少节电：181×3+21×2＝585kwh。

一般矩形管的外形尺寸表示方法为：长(a)×宽(b)×壁厚，如图2所示。

由于铝管拉伸属于冷加工，无热胀冷缩现象，现有的拉伸模的模孔都是严格按照成品矩形管来设计，即成品的外形尺寸就是拉伸模模孔的外形尺寸。但是拉伸生产中，由于金属流动的不均匀性，往往拉伸后矩形管就会出现内凹现象，长宽边中间会出现往里塌陷现象(如图3所示)。这就造成矩形管的平面间隙超差，外形尺寸不合格。

通过搜集整理大量矩形管拉伸变形前后尺寸变化数据发现：

a＝a-kb；b＝b-ka；式中：k-经验系数，一般为1.0％-2.0％。

优选的技术方案中，上述步骤s2中成形拉拔所采用的拉伸模1的模孔孔壁均向远离模孔轴线的方向凹陷。本发明通过使模孔具有合适的预变形量，将模孔设计成外凸矩形，如图4所示，从而补偿拉拔内凹陷量，使圆管毛料直接拉拔成矩形管，如图5所示，进一步提高了成品率。

本发明具体的实施例中，模孔孔壁均为自两端向中部逐渐凹陷的弧形面。当然，上述四个模孔孔壁结构也可以不相同。

为了进一步优化上述技术方案，矩形管成品为长方形管，模孔的长a1＝a+kb，宽b1＝b+ka；式中：k为系数，取值1.0％-2.0％，a为长方形管的长，b为长方形管的宽。上述尺寸能够较好地保证模孔的凸出量，更好地补偿拉拔内凹陷量。当然，本发明也可以通过多次试验获得模孔具体的长和宽。

针对矩形管为正方管的情况，本发明对拉拔模的入口锥3进行优化设计，拉伸模1的入口锥3的孔壁由形状相同的四个弧形段围成，弧形段均包括位于两端的两个圆弧段和位于中部的平缓弧形段，平缓弧形段过渡连接两个圆弧段。本发明的入口锥3形成位于圆形和方形之间的过渡形状，如图6所示。

本发明针对正方管分别试验了方形、圆形和本发明的过渡形状鼓三种形式入口锥3的拉拔模，结果发现本发明的入口锥3的拉拔模最能保证方管的平面间隙，进一步提高了拉拔质量。

通过上述措施的实施，lf6m矩形管的生产周期大幅缩短，成品率明显提高，提质增效显著。lf6m矩形管生产工艺和模具设计方法已推广到其他合金的矩形管生产中。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。