双层复合管半固态水平挤压的模具及其应用制造技术

双层复合管半固态水平挤压的模具及其应用，本发明专利技术涉及双层金属复合管的生产技术领域，本发明专利技术包括底座、挤压套筒、挤压杆、内挤压模和外挤压模，本发明专利技术提出的模具结构简单、方便制造和使用，能用于对内外不同材料的金属复合管的连续性生产，其能耗低、流程短，界面能达到高强度的冶金结合，其模具结构灵活，复用性好，可实现高效率、高质量的半固态挤压成型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双层金属复合管的生产
，特别是制备铝镁双层管的模具及方法。
技术介绍
复合双层管是指内层、外层由异种金属，通过一定的加工方法制备而成的管材，其中内外层材料分别具有不同的性质，能够满足不同工作环境的要求。目前，复合双层管在石油工业、航空航天、家电制造、汽车工业等领域都有广阔的应用前景。随着我国经济的不断发展，国民工业对于复合管材的需求不断增加，对管材的性能和质量有了越来越高的要求。另外，由于我国环境问题日益突出，能源矛盾凸显，对复合双层管的生产工艺提出了绿色化、短流程化、耗能低、成材率高等要求。目前广泛采用的金属复合双层管的生产工艺主要有液压胀形法、爆炸焊接法、拉拔复合法、复合板钎焊法、离心铸造法。液压胀形法是指将内外管预装配好后，密封内层管的两端并充入高压液体，利用液压胀大使得内层管发生塑性变形，外层管发生弹性变形，释放压力后外层管弹性变形恢复，内管塑性变形不恢复，从而产生残余应力，达到紧密贴合。这种方法结合力比较小，只能达到机械复合不能实现界面上的冶金复合，并且密封内管技术难度较大，难以大量生产。爆炸焊接法是利用在管内引爆炸药，爆炸的冲击波在内外管的界面上产生巨大的压力，并且产生高温，使得界面上的金属在高温高压下发生原子扩散从而产生冶金结合。这种方法只能生产长度较短，管径较粗的复合管。并且爆炸难以控制，生产危险性高。拉拔复合法，是将预装配好的内外双层管坯在拉拔模具内进行同时减径或扩径拉拔，拉拔过程中内外层金属同时发生塑性变形并且在界面上受到巨大压力，这使得界面上发生原子扩散而实现冶金结合。这种方法必须对坯料进行预加工与装配，并且拉拔过程中耗能较高，所得产品表面质量差。复合板钎焊法是专门用于生产邦迪管的工艺。它是指将精轧不锈钢薄板带双面镀铜后进行720°卷曲在芯棒上，加热后铜融化作为钎料填满焊缝，从而获得不锈钢-铜双层复合管。这种方法生产工艺成熟，但是对精轧钢板的尺寸要求很高，同时钎焊的焊缝强度较低，是其结构短板。离心铸造法是在离心力的作用下，通过先后加入两种金属液获得双层管坯的方法。得到管坯后还需要后续加工才能得到复合管产品。这种方法在界面上实现了冶金结合，但是还需要后续加工，并且通常内表面质量较差。同时，对于两种金属的要求比较高，需要各种物理性能相似。因此，开发一种高效率、短流程、绿色化，并且界面结合强度高的生产工艺是有必要的。铝镁复合双层管是一种性能优异且应用潜力巨大的复合管材。其外层的铝合金具有密度低，强度高，导热性好，易加工的特点。内层镁合金具有切削性能好，中性、碱性环境耐腐蚀性能强，抗冲击性，比强度大等优点。铝镁复合双层管能够替代目前在汽车和家电领域广泛采用的不锈钢-铜双层管（又称邦迪管），具有广阔的市场潜力。
技术实现思路
本专利技术提出一种能克服以上现有技术缺陷、可以高效生产出高质量的双层复合管半固态水平挤压的模具。本专利技术包括底座、挤压套筒、挤压杆、内挤压模和外挤压模。底座的一侧开设凹槽，外挤压模和内挤压模分别置于所述凹槽内，且内挤压模布置在凹槽的外侧；在外挤压模上开设挤出孔，在底座上开设与所述挤出孔同心的成形管出口；内挤压模中心设有一个朝向外挤压模直径逐渐减小的凹型空腔状端头，所述端头与挤出孔同心设置，所述端头局部伸入于挤出孔内，且端头的外表面与挤出孔的内表面之间设置间隙。在凹型空腔状端头外侧的内挤压模上呈径向对称设置等径的两个外层坯料通孔。在开设凹槽的底座一侧的外侧固定连接挤压套筒，在挤压套筒的中心开设与挤出孔同心的内挤压孔，在与两个外层坯料通孔相对应的挤压套筒上分别开设外挤压孔。挤压杆由外端相互连接的两个圆柱形外管挤压杆和一个圆柱形内管挤压杆组成，两个圆柱形外管挤压杆的内端各自套置于一个外挤压孔中，圆柱形内管挤压杆由与内挤压孔适配的大径段和与挤出孔适配的小径段组成，大径段和小径段同心且固定连接。本专利技术提出的模具结构简单、方便制造和使用，能用于对内外不同材料的金属复合管的连续性生产，其能耗低、流程短，界面能达到高强度的冶金结合，其模具结构灵活，复用性好，可实现高效率、高质量的半固态挤压成型。另外，为了用于加热模具并保证挤压过程中温度保持恒定，本专利技术还在挤压套筒上设置加热电阻丝。为了使从成形管出挤出的制品能够具有一定的成形度，在成形管出口外周的底座内设置冷却管。为了方便装卸不同的内挤压模和外挤压模，所述底座和挤压套筒通过螺栓连接。为了便于内管的成形，本专利技术所述挤出孔的表面设有第一导流曲面。为了减小外管的成形阻力，所述端头的外表面设有第二导流曲面。为了便于外管的成形。所述端头的内表面设有第三导流曲面。本专利技术另一目的是提出以上双层复合管半固态水平挤压的模具的应用。即：用于加工外层为内层和外层为异种金属的管材。包括以下步骤：1）将两段半固态外层金属材料分别置于挤压套筒的两个外挤压孔中，将半固态内层金属材料置于挤压套筒的内挤压孔中；2）将底座、内挤压模、外挤压模和挤压杆的轴向横置，通过向底座一侧推送挤压杆，在底座的成形管出口处取得双层复合管材。本专利技术加工工艺流程简单，耗能较低，便于生产。为了利于挤压和在形，在推送挤压杆时，通过在挤压套筒上设置的加热电阻丝，使外层金属材料和内层金属材料保温至半固态；通过在成形管出口外周设置的冷却管，使挤出的半固态的坯料凝固。附图说明图1为双层复合管半固态水平挤压的模具的一种剖面结构示意图。具体实施方式一、模具结构说明：如图1所示，本专利技术双层复合管半固态水平挤压的模具由底座10、挤压套筒16、挤压杆1、内挤压模12和外挤压模11构成。底座10的右侧开设凹槽，外挤压模11和内挤压模12分别置于凹槽内，外挤压模11的外周设置凸台，内挤压模12布置在凹槽的外侧，且隔置于外挤压模11的凸台上。在外挤压模11上开设挤出孔8，挤出孔8的表面设有第一导流曲面。在底座10上开设与挤出孔8同心的圆柱形成形管出口18，成形管出口18的直径略大于挤出孔8的外端直径。在成形管出口18外周的底座10内设置冷却管9。内挤压模12中心设有一个朝向外挤压模11直径逐渐减小的凹型空腔状端头12-1，端头12-1与挤出孔8同心设置，端头12-1的局部伸入于挤出孔8内，且端头12-1的外表面与挤出孔8的内表面之间设置间隙。端头12-1的外、内表面分别设有第二导流曲面和第三导流曲面。在凹型空腔状端头12-1外侧的内挤压模12上呈径向对称设置等径的两个外层坯料通孔12-2。挤压套筒16置于底座10的右侧，通过在底座10的外侧、在挤压套筒13外侧设置有螺栓孔13，配合以螺栓形成相互固定连接。在挤压套筒16的中心开设与挤出孔8同心的内挤压孔2，在与两个外层坯料通孔12-2相对应的挤压套筒16上分别开设外挤压孔17，在挤压套筒16的外围还设置加热电阻丝15。挤压杆1由外端相互连接的两个圆柱形外管挤压杆4和一个圆柱形内管挤压杆7组成，两个圆柱形外管挤压杆4的内端各自套置于一个外挤压本文档来自技高网...

【技术保护点】
双层复合管半固态水平挤压的模具，其特征在于包括底座、挤压套筒、挤压杆、内挤压模和外挤压模；底座的一侧开设凹槽，外挤压模和内挤压模分别置于所述凹槽内，且内挤压模布置在凹槽的外侧；在外挤压模上开设挤出孔，在底座上开设与所述挤出孔同心的成形管出口；内挤压模中心设有一个朝向外挤压模直径逐渐减小的凹型空腔状端头，所述端头与挤出孔同心设置，所述端头局部伸入于挤出孔内，且端头的外表面与挤出孔的内表面之间设置间隙；在凹型空腔状端头外侧的内挤压模上呈径向对称设置等径的两个外层坯料通孔；在开设凹槽的底座一侧的外侧固定连接挤压套筒，在挤压套筒的中心开设与挤出孔同心的内挤压孔，在与两个外层坯料通孔相对应的挤压套筒上分别开设外挤压孔；挤压杆由外端相互连接的两个圆柱形外管挤压杆和一个圆柱形内管挤压杆组成，两个圆柱形外管挤压杆的内端各自套置于一个外挤压孔中，圆柱形内管挤压杆由与内挤压孔适配的大径段和与端头适配的小径段组成，大径段和小径段同心且固定连接。

【技术特征摘要】
1.双层复合管半固态水平挤压的模具，其特征在于包括底座、挤压套筒、挤压杆、内挤压模和外挤压模；
底座的一侧开设凹槽，外挤压模和内挤压模分别置于所述凹槽内，且内挤压模布置在凹槽的外侧；在外挤压模上开设挤出孔，在底座上开设与所述挤出孔同心的成形管出口；内挤压模中心设有一个朝向外挤压模直径逐渐减小的凹型空腔状端头，所述端头与挤出孔同心设置，所述端头局部伸入于挤出孔内，且端头的外表面与挤出孔的内表面之间设置间隙；
在凹型空腔状端头外侧的内挤压模上呈径向对称设置等径的两个外层坯料通孔；
在开设凹槽的底座一侧的外侧固定连接挤压套筒，在挤压套筒的中心开设与挤出孔同心的内挤压孔，在与两个外层坯料通孔相对应的挤压套筒上分别开设外挤压孔；
挤压杆由外端相互连接的两个圆柱形外管挤压杆和一个圆柱形内管挤压杆组成，两个圆柱形外管挤压杆的内端各自套置于一个外挤压孔中，圆柱形内管挤压杆由与内挤压孔适配的大径段和与端头适配的小径段组成，大径段和小径段同心且固定连接。
2.根据权利要求1所述双层复合管半固态水平挤压的模具，其特征在于在挤压套筒上设置加热电阻丝。
3.根据权利要求1或2所述双层复合管半固态水平挤压的模具，其特征在于在成形管出口外周的底座内设置冷却管。
4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开坤，丘鑫，尹飞，王雷刚，吕恒林，仇世伟，
申请(专利权)人：扬州宏福铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32