一种无缝管材的穿孔挤压工艺及空心铸锭的制作方法

本发明涉及挤压技术领域，更具体地说，涉及一种无缝管材的穿孔挤压工艺，还涉及一种用于穿孔挤压出无缝管材的空心铸锭。

背景技术

现有无缝管材及空心型材有两种生产方式，一种是空心锭挤压，一种是实心锭穿孔挤压。空心锭由于内腔质量较差，有缺陷或者污染物会带入到产品内表面。实心锭穿孔会很大程度提高内表面质量，但由于穿出的一部分金属会堵住制品头端，导致制品内腔处于真空状态，在大气压作用下，会产生明显塌陷，即塌腔，因而通常使用实心锭穿孔挤压时，需要在制品头端挤出模具后及时打孔排气，防止制品受气压作用出现塌腔。

然而上述操作方式有较大的局限性：首先，挤压机前梁口要短且开口大，以方便操作人员能在制品空心部分出模孔后及时打孔，其次，需要配置射钉枪，操作人员需要专门安全培训，操作环境恶劣。

综上所述，如何有效地解决无缝圆管及空心型材使用空心铸锭挤压时内表面质量差或使用实心锭穿孔挤压时局限性大等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种空心铸锭，该空心铸锭的结构设计可以有效地解决无缝圆管及空心型材使用空心铸锭挤压时内表面质量差或使用实心锭穿孔挤压时局限性大的问题，本发明的第二个目的是提供一种无缝管材的穿孔挤压工艺。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种空心铸锭，用于通过穿孔挤压成型出无缝管材，包括铸锭本体，所述铸锭本体沿挤压方向开设有阶梯状的通孔，所述通孔包括首尾相连的限位孔和通气孔，所述限位孔的孔径大于对应的挤压针的外径，所述通气孔的孔径满足所述铸锭本体在所述挤压针穿孔时所述通气孔部分被挤出模具以保持排气。

优选地，上述空心铸锭中，所述通气孔的孔径为所述铸锭本体宽度的10％-20％。

优选地，上述空心铸锭中，所述限位孔的孔径大于对应的所述挤压针的外径5mm-15mm。

优选地，上述空心铸锭中，所述限位孔的孔径大于对应的挤压针的外径10mm。

优选地，上述空心铸锭中，所述无缝管材包括无缝圆管或空心型材。

本发明提供的空心铸锭，用于通过穿孔挤压成型出无缝管材，包括铸锭本体，铸锭本体沿挤压方向开设有阶梯状的通孔，通孔包括首尾相连的限位孔和通气孔，限位孔的孔径大于对应的挤压针的外径，通气孔的孔径满足铸锭本体在挤压针穿孔时通气孔部分被挤出模具以保持排气。

应用本发明提供的空心铸锭成型无缝管材时，首先将空心铸锭置于挤压设备中，而后挤压针进行穿孔，挤压针前端通气孔部分先被挤压针穿出，形成前端内径较小部分。再通过挤压轴将剩余金属挤出，形成与待成型的无缝管材形状一致的产品部分。最后进行成品锯切，切出前端内径较小部分，剩余后部产品即为与待成型的无缝管材形状一致的制品。由于空心铸锭具有通气孔，通气孔的孔径满足铸锭本体在挤压针穿孔时通气孔部分被挤出模具以保持排气，因而外界空气能顺利进入制品内部，避免制品产生塌腔，同时，无需对制品前端进行打孔排气的步骤，简化了生产操作及对设备的要求降低。同时，随通气孔部分被挤出，该部分金属带有铸锭内表面缺陷及污染物，有较多的内腔金属被穿孔系统直接挤出，保证了制品具有良好的内表面质量。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种无缝管材的穿孔挤压工艺，包括步骤：

s1：采用上述任一种空心铸锭，将所述空心铸锭置于挤压设备中；

s2：穿孔，挤压针前端通气孔部分先被挤压针穿出，形成前端内径较小部分；

s3：挤压，挤压轴将剩余金属挤出，形成与待成型的无缝管材形状一致的产品部分；

s4：成品锯切，切出前端内径较小部分，剩余后部产品即为与待成型的无缝管材形状一致的制品。

优选地，上述无缝管材的穿孔挤压工艺中，所述待成型无缝管材包括待成型无缝圆管或空心型材。

应用本发明提供的无缝管材的穿孔挤压工艺，由于空心铸锭具有通气孔，通气孔的孔径满足铸锭本体在挤压针穿孔时通气孔部分被挤出模具以保持排气，因而外界空气能顺利进入制品内部，避免制品产生塌腔，同时，无需对制品前端进行打孔排气的步骤，简化了生产操作及对设备的要求降低。同时，随通气孔部分被挤出，该部分金属带有铸锭内表面缺陷及污染物，有较多的内腔金属被穿孔系统直接挤出，保证了制品具有良好的内表面质量。

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，下面描述中的附图仅仅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为本发明一个具体实施例的空心铸锭穿孔前的结构示意图；

图2为挤压过程中的结构示意图；

图3为本发明一个具体实施例的无缝管材的穿孔挤压工艺的流程示意图。

附图中标记如下：

铸锭本体1，限位孔11，通气孔12，挤压筒2，模具3，挤压针4，挤压轴5，针尖6，挤压垫7，前端内径较小部分8，产品部分9。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种空心铸锭，以提高产品内表面质量，同时避免前端形成真空，省去打孔排气的环节。

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-图2，图1为本发明一个具体实施例的空心铸锭穿孔前的结构示意图；图2为挤压过程中的结构示意图。

在一个具体实施例中，本发明提供的空心铸锭，用于通过穿孔挤压成型出无缝管材，包括铸锭本体1，铸锭本体1的外形可根据需要设置，如圆形或立方状等，此处不作具体限定。铸锭本体1沿挤压方向开设有阶梯状的通孔，通孔包括首尾相连的限位孔11和通气孔12。优选的，通孔沿铸锭本体1的轴线开设，从而便于后续穿孔及挤压。通孔呈阶梯状，一端为内径较大的限位孔11，用于在穿孔挤压时对挤压针4定位，另一端为内径较小的通气孔12，用于在穿孔时被挤出形成前端内径较小部分8，以使得能够与后续进一步挤压成型出的产品部分9连通，保持通气，避免产生塌腔。

限位孔11的孔径大于对应的挤压针4的外径，优选的，限位孔11的孔径大于对应的挤压针4的外径5mm-15mm，最优选的，限位孔11的孔径大于对应的挤压针4的外径10mm，从而方便挤压针4穿入。挤压针4的形状根据待成型的无缝管材的管腔形状对应设置即可，此处不作具体限定。

通气孔12的孔径满足铸锭本体1在挤压针4穿孔时通气孔12部分被挤出模具3以保持排气。通气孔12的孔径远小于现有常规的空心铸锭，因而在挤压过程中，穿孔时通气孔12部分能够被挤出模具3，使外界空气能顺利进入制品内部。当然，大于通气孔12的孔径小于挤压针4作用于铸锭本体1的针尖6外径。通气孔12的孔径大小具体可以根据铸锭本体1的外径相应的设置，以保证其在穿孔时被整体挤出保留通气孔12。

优选的，通气孔12的孔径为铸锭本体1宽度的10％-20％。在铸锭本体1外形为圆形的情况下，则通气孔12的孔径为铸锭本体1外径的10％-20％。通气孔12的孔径控制在上述范围内，能够有效保证铸锭本体1在挤压针4穿孔时通气孔12部分被挤出模具3以保持排气。以铸锭本体1的外径为260mm为例，则通气孔12的孔径范围为50-100mm。挤压时，挤压针4前端多出的金属先被挤压针4穿出，形成管材前端部分内径较小部分，此部分金属带有铸锭内表面缺陷及污染物，成品锯切时应切除，后部分即为符合要求的制品。

在上述实施例中，无缝管材包括无缝圆管或空心型材。也就是无缝管材可以为无缝圆管，也可以为空心型材，具体根据成型需要设置即可，此处不作具体限定。

应用本发明提供的空心铸锭成型无缝管材时，首先将空心铸锭置于挤压设备中，而后挤压针4进行穿孔，挤压针4前端通气孔12部分先被挤压针4穿出，形成前端内径较小部分8。再通过挤压轴5将剩余金属挤出，形成与待成型的无缝管材形状一致的产品部分9。最后进行成品锯切，切出前端内径较小部分8，剩余后部产品即为与待成型的无缝管材形状一致的制品。由于空心铸锭具有通气孔12，通气孔12的孔径满足铸锭本体1在挤压针4穿孔时通气孔12部分被挤出模具3以保持排气，因而外界空气能顺利进入制品内部，避免制品产生塌腔，同时，无需对制品前端进行打孔排气的步骤，简化了生产操作及对设备的要求降低。同时，随通气孔12部分被挤出，该部分金属带有铸锭内表面缺陷及污染物，有较多的内腔金属被穿孔系统直接挤出，保证了制品具有良好的内表面质量。

基于上述实施例中提供的空心铸锭，本发明还提供了一种无缝管材的穿孔挤压工艺，包括以下步骤：

s1：采用上述实施例中任一种空心铸锭，将空心铸锭置于挤压设备中。

挤压设备具体可以包括挤压筒2，设置于挤压筒2前端的模具3，用于推动空心铸锭的挤压轴5及用于穿孔的挤压针4，挤压针4的前端针尖6作用于空心铸锭。挤压轴5前段可以设置挤压垫7以推动铸锭本体1。具体上述各部件的结构及工作原理请参考现有技术，此处不再赘述。空心铸锭首先放置于挤压筒2中，前端与模具3相抵。

s2：穿孔，挤压针4前端通气孔12部分先被挤压针4穿出，形成前端内径较小部分8。

挤压针4先推动，挤压针4作用于铸锭本体1的针尖6外径大于通气孔12的孔径，进而将其前端的金属挤出，也就是通气孔12部分先被挤出模具3，由于通气孔12的存在使得挤出部分具有内腔，以与后续成型的产品部分9连通，保证气体流动通畅。需要说明的是，此处的前端内径较小部分8，指穿孔挤出的部分内径相较于后续挤压成型的产品部分9内径较小。

s3：挤压，挤压轴5将剩余金属挤出，形成与待成型的无缝管材形状一致的产品部分9。穿孔结束后，挤压轴5将剩余金属挤出，通过模具3及挤压针4形成的型腔成型出与待成型的无缝管材形状一致的产品部分9。

s4：成品锯切，切出前端内径较小部分8，剩余后部产品即为与待成型的无缝管材形状一致的制品。由于前段内径较小部分带有铸锭内表面缺陷及污染物，因而先将其切出，后部分即为复合要求的制品。

进一步地，上述无缝管材的穿孔挤压工艺中，待成型无缝管材包括待成型无缝圆管或空心型材。也就是无缝管材可以为无缝圆管，也可以为空心型材，具体根据成型需要设置即可，此处不作具体限定。

应用本发明提供的无缝管材的穿孔挤压工艺，由于空心铸锭具有通气孔12，通气孔12的孔径满足铸锭本体1在挤压针4穿孔时通气孔12部分被挤出模具3以保持排气，因而外界空气能顺利进入制品内部，避免制品产生塌腔，同时，无需对制品前端进行打孔排气的步骤，简化了生产操作及对设备的要求降低。同时，随通气孔12部分被挤出，该部分金属带有铸锭内表面缺陷及污染物，有较多的内腔金属被穿孔系统直接挤出，保证了制品具有良好的内表面质量。

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。