一种超大尺寸双相不锈钢三通整体成形方法技术

本发明专利技术公开了一种超大尺寸双相不锈钢三通整体成形方法，包括以下步骤：1)、将坯料压扁，坯料截面呈椭圆形，增大压扁后的坯料感应加热面积，以利于更多的材料参与变形；2)、热压成形之前向坯料(1)的内部填充准流态耐高温陶瓷介质(4)；3)、热压成形时上模(1)沿径向对坯料进行压制；同时，轴向补料推杆(5)沿轴向推动材料向支管流动；成形过程中，轴向补料和径向压制同时进行；4)、热压成形后拔制过程分多个道次完成，每次所用拔制工具的拔制芯的外径逐渐减小。本发明专利技术中在径向补料、轴向补料以及局部拉拔过程中，调节变形量及应变速率，实现铁素体和奥氏体相变的双向转化诱导，通过诱导相变实现整体塑性的提高，实现铁素体和奥氏体的高温协同变形。

Three dimensional integral forming method for super size duplex stainless steel

The invention discloses a large size of three duplex stainless steel through integral forming method, which comprises the following steps: 1), the blank is compressed, the section is oval, increasing blank after induction heating area to flatten, more material in deformation; 2) and hot pressing prior to the blank (1) of the internal filling quasi flow of high temperature ceramic medium (4); 3), hot pressing forming mould (1) along the radial direction of the billet is suppressed; at the same time, axial feeding push rod (5) along the axial direction to promote material pipe flow; forming process, axial feeding and radial pressing at the same time; 4) and hot pressing after the drawing process is divided into several times, drawing core drawing tool used in each of the outer diameter decreases gradually. The invention of material, fill in the radial axial feeding and partial drawing process, adjust the deformation and strain rate, achieve the two-way transformation of ferrite body and austenite transformation induced by induced transformation to achieve the overall increase of plasticity, realize ferrite and austenite high temperature CO deformation.

【技术实现步骤摘要】
一种超大尺寸双相不锈钢三通整体成形方法
本专利技术属于热压成形
，特别涉及一种超大尺寸双相不锈钢三通整体成形方法。
技术介绍
双相不锈钢同时包含有铁素体和奥氏体两相组织，使其同时具有铁素体钢和奥氏体钢的特性。其具有的优良特性主要包括：1)优异的耐应力腐蚀性能和高的耐酸腐蚀性能；2)特别良好的耐孔蚀性能和耐缝隙腐蚀性能；3)良好的耐疲劳腐蚀和磨损腐蚀性能；4)良好的综合力学性能；5)良好的可焊性能等。超大尺寸三通管是工程管路系统的重要组成部分，在现代管件生产的份额中占有很大的比例，其不仅可以改变管路中介质流动的方向，而且可以提高管路柔顺性，缓解管件振动和约束力，补偿热膨胀所带来的负效应，从而对提高整个管路系统的稳定性起着重要的作用。现有的超大尺寸三通制造方法主要包括单纯热压法及成形成T形三通后再对夹角实施调整的方法。中国专利CN102139438B公开了一种三通管热压成形法，其采用对焊接成形的管坯进行直接热压的成形方法。采用这种方法成形三通管时，通常会存在支管高度较低的缺陷。中国专利CN100445627C公开了一种Y形热压三通的成形方法，该方法采用先将管坯热压制成T形三通，再对加热后的T形三通主管与支管之间的夹角进行调整的方法制得了Y形三通。该方法容易导致三通主管与支管过渡处的材料严重变形，并且造成截面畸变，进而导致整体壁厚分布不均。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于克服上述的缺陷，提供一种壁厚均匀，主管与支管连接处过渡圆滑的超大尺寸双相不锈钢三通的成形方法。本专利技术的技术方案如下：一种超大尺寸双相不锈钢三通整体成形方法，包括以下步骤：1)、将坯料压扁，坯料截面呈椭圆形，增大压扁后的坯料感应加热面积，以利于更多的材料参与变形；2)、热压成形之前向坯料(1)的内部填充准流态耐高温陶瓷介质(4)；3)、热压成形时上模(1)沿径向对坯料进行压制；同时，轴向补料推杆(5)沿轴向推动材料向支管流动；成形过程中，轴向补料和径向压制同时进行；4)、热压成形后拔制过程分多个道次完成，每次所用拔制工具的拔制芯的外径逐渐减小。所述的成形方法，所述步骤1)中坯料加热的面积占坯料总面积的3/4。所述的成形方法，所述步骤1)中感应加热温度范围为1000℃-1200℃。所述的成形方法，所述步骤3)中控制上模径向压制的速度在8mm/s-20mm/s的区间内，轴向补料速度在10mm/s-20mm/s的区间内，以实现材料整体向支管方向流动。所述的成形方法，所述步骤4)中所用的拔制工具包括可拆卸拉杆以及拔制芯，可拆卸拉杆与拔制芯之间采用螺纹连接，所述拔制芯为半圆球形。所述的成形方法，所述步骤4)中三道次拔制过程中所用拔制芯的外径尺寸分别为0.75～0.8D，0.8～0.95D，D。所述的成形方法，所述步骤3)，措施4)中在径向补料，轴向补料，多道次拉拔过程中，调节管坯变形量及应变速率，实现奥氏体向高温铁素体的转变诱导，成形后三通管中高温铁素体的含量不低于75％，支管高度不低于0.6倍的主管直径。所述的成形方法，具体包括以下步骤：第一步、根据所要成形的三通管的尺寸确定坯料(1)的尺寸，其中坯料直径为1.5～2倍的三通管主管直径D，坯料长度为1.5～1.75倍的三通管主管长度；第二步、将坯料压扁，截面为近似椭圆形，截面椭圆短轴长度为三通管主管直径D；第三步、对压扁后的坯料成形部位进行感应加热(加热温度1100℃)，坯料加热面分布在截面椭圆短轴的两侧，左侧全部加热，右侧仅加热与左侧相连接的一部分，总的加热面积占三通管总面积的3/4；第四步、将感应加热后的坯料(3)放置在下模(2)上，其中，椭圆形的长轴垂直于下模，短轴水平，感应加热区域朝向下模放置以便于材料向下模上的支管流动；第五步、闭合上模(1)，使其与坯料上表面恰好接触；第六步、向坯料(1)的内部填充准流态耐高温陶瓷介质(4)；第七步、使密封装置(6)缓慢向坯料运动，同时持续向坯料内部填充准流态耐高温陶瓷介质直至密封装置(6)将充满耐高温陶瓷介质的坯料完全密闭；该步中密封装置包括坯料左右两个方向的密封挡板，将装满耐高温陶瓷介质的坯料密封于上模(1)及下模(2)之间；第八步、启动液压设备，带动上模(1)沿长轴方向对坯料进行压制；同时，启动轴向补料推杆(5)，使其沿轴向推动坯料向支管流动；成形过程中，轴向补料和径向压制同时进行；第九步、鼓包过程完成后，卸去上下模，取出鼓包后的管坯；第十步、在管坯的鼓包位置切一小口，使拉拔工具的可拆卸拉杆穿过该小口，并与放置于管坯内部的拉拔工具的拔制芯通过螺纹相连；第十一步、拔制过程分三道次完成，每次所用拔制芯的外径依次增大；第十二步、对拔制后的三通管进行切边，表面清理操作，完成成形过程。所述的成形方法，所述第八步中，径向压制速度为16mm/s，轴向补料速度为15mm/s。所述的成形方法，所述第十一步中，每次所用拔制芯的外径分别为0.8D，0.95D，D。有益效果：1、本专利技术在超大尺寸三通管的成形过程中首次综合采用了：①径向补料与轴向补料同步进行；②管坯局部加热区域超过管坯总表面积的1/2；③管材内部施加内压的措施，实现了材料整体向支管方向流动，提高了主管及支管的壁厚均匀性。2、本专利技术中设计了变拔制芯直径的多道次拉拔工具，提高了成形后支管的高度。3、本专利技术中在径向补料、轴向补料以及局部拉拔过程中，调节变形量及应变速率，实现铁素体和奥氏体相变的双向转化诱导，通过诱导相变实现整体塑性的提高，实现铁素体和奥氏体的高温协同变形。附图说明图1、三通管热压成形装备示意图；图2、坯料压扁示意图；图3、鼓包拉拔示意图；图中，1-上模、2-下模、3-压扁后的管坯、4-准流态耐高温陶瓷介质、5-径向补料推杆、6-密封装置、7-可拆卸拉杆、8-拔制芯；具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。一种超大尺寸(三通主管公称直径≥DN700)双相不锈钢三通整体成形方法，包括以下步骤：第一步、根据所要成形的三通管的尺寸确定坯料(1)的尺寸，其中坯料直径为1.5～2倍的三通管主管直径D(外径)，坯料长度为1.5～1.75倍的三通管主管长度；第二步、将坯料压扁，截面为近似椭圆形，截面椭圆短轴长度为三通管主管直径D；第三步、对压扁后的坯料成形部位进行感应加热，坯料加热面分布在截面椭圆短轴的两侧，左侧全部加热，右侧仅加热与左侧相连接的一部分，总的加热面积占三通管总面积的3/4，感应加热温度为1100℃；第四步、将感应加热后的坯料(3)放置在下模(2)上，其中，椭圆形的长轴垂直于下模，短轴水平，感应加热区域朝向下模放置以便于材料向下模上的支管流动；第五步、闭合上模(1)，使其与坯料上表面恰好接触；第六步、向坯料(1)的内部填充准流态耐高温陶瓷介质(4)；第七步、使密封装置(6)缓慢向坯料运动，同时持续向坯料内部填充准流态耐高温陶瓷介质直至密封装置(6)将充满耐高温陶瓷介质的坯料完全密闭。该步中密封装置包括坯料左右两个方向的密封挡板，将装满耐高温陶瓷介质的坯料密封于上模(1)及下模(2)之间；第八步、启动液压设备，带动上模(1)沿长轴方向对坯料进行压制。同时，启动轴向补料推杆(5)，使其沿轴向推动坯料向支管流动。成形过程中，轴向补料和径向压制同时进行，径向压制速度为16mm/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超大尺寸双相不锈钢三通整体成形方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、将坯料压扁，坯料截面呈椭圆形，增大压扁后的坯料感应加热面积，以利于更多的材料参与变形；2)、热压成形之前向坯料(1)的内部填充准流态耐高温陶瓷介质(4)；3)、热压成形时上模(1)沿径向对坯料进行压制；同时，轴向补料推杆(5)沿轴向推动材料向支管流动；成形过程中，轴向补料和径向压制同时进行；4)、热压成形后拔制过程分多个道次完成，每次所用拔制工具的拔制芯的外径逐渐减小。

【技术特征摘要】
1.一种超大尺寸双相不锈钢三通整体成形方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、将坯料压扁，坯料截面呈椭圆形，增大压扁后的坯料感应加热面积，以利于更多的材料参与变形；2)、热压成形之前向坯料(1)的内部填充准流态耐高温陶瓷介质(4)；3)、热压成形时上模(1)沿径向对坯料进行压制；同时，轴向补料推杆(5)沿轴向推动材料向支管流动；成形过程中，轴向补料和径向压制同时进行；4)、热压成形后拔制过程分多个道次完成，每次所用拔制工具的拔制芯的外径逐渐减小。2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于：所述步骤1)中坯料加热的面积占坯料总面积的3/4。3.根据权利要求2所述的成形方法，其特征在于：所述步骤1)中感应加热温度范围为1000℃-1200℃。4.根据权利要求3所述的成形方法，其特征在于：所述步骤3)中控制上模径向压制的速度在8mm/s-20mm/s的区间内，轴向补料速度在10mm/s-20mm/s的区间内，以实现材料整体向支管方向流动。5.根据权利要求4所述的成形方法，其特征在于：所述步骤4)中所用的拔制工具包括可拆卸拉杆以及拔制芯，可拆卸拉杆与拔制芯之间采用螺纹连接，所述拔制芯为半圆球形。6.根据权利要求5所述的成形方法，其特征在于：所述步骤4)中三道次拔制过程中所用拔制芯的外径尺寸分别为0.75～0.8D，0.8～0.95D，D。7.根据权利要求6所述的成形方法，其特征在于：所述步骤3)，措施4)中在径向补料，轴向补料，多道次拉拔过程中，调节管坯变形量及应变速率，实现奥氏体向高温铁素体的转变诱导，成形后三通管中高温铁素体的含量不低于75％，支管高度不低于0.6倍的主管直径。8.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，具体包括以下步骤：第一步、根据所要成形的三通管的尺寸确定坯料(1)的尺寸，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞，陶杰，郭训忠，陈林育，刘强，郭群，
申请(专利权)人：江苏兴洋管业股份有限公司，南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32