本申请提供了一种含局部特征金属管形件的低温电液成形装置及成形方法，其解决了含局部特征金属管形件成形难度大的技术问题；包括管坯腔、脉冲大电流放电设备和低温液体介质容器，脉冲大电流放电设备连接有插入管坯腔的正电极、负电极，低温液体介质容器通过第一管道与管坯腔连通；管坯腔是由筒形模具、上模板和下模板围成的空间，筒形模具的内壁设有成型槽，筒形模具夹设在上模板、下模板之间。本申请广泛应用于含局部特征金属管形件塑性成形制造技术领域。造技术领域。造技术领域。
【技术实现步骤摘要】
含局部特征金属管形件的低温电液成形装置及成形方法
[0001]本申请涉及一种金属管形件成形装置，更具体地说，是涉及一种含局部特征金属管形件的低温电液成形装置及成形方法。
技术介绍
[0002]随着我国科学技术的发展，各个领域对制造业的要求也在逐步提升。近些年来，含局部特征的管形件在航空航天、石油化工、船舶等领域得到了广泛应用。然而，工业上对管形件局部特征的要求也在变得更加复杂与多样化，并且对其成形质量的要求也在逐渐提高。
[0003]对于传统的冷加工技术，比如机械成形及液压成形，有时会因金属管坯常温下塑性差、回弹大、变形抗力大而造成管形件局部特征处出现破裂，或者在局部特征处无法贴模的现象，进而导致成形失败。为了解决上述问题，工艺上常通过升高初始管坯的变形温度来改善其成形能力。但是高温下的成形工艺通常会造成管坯的氧化，进而造成成形件的表面质量的降低。除此之外，较高的成形温度会使大量的位错发生回复，从而导致成形件的强度下降。因此，通过加热来提升管形件的成形能力具有较大的局限性。
[0004]对于传统的电液成形方式，其是依靠高速率特性改变成形件的应力分布，从而抑制工件的局部颈缩，继而提升材料的成形能力。虽然该种成形方法能够很大程度提升材料的成形能力，但对于局部特征极其复杂工件，其依旧无法避免局部特征处的应力集中现象，导致成形时管坯在局部特征处发生破裂，最终造成成形的失败。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本申请采用的技术方案是：提供一种含局部特征金属管形件的低温电液成形装置，包括管坯腔、脉冲大电流放电设备和低温液体介质容器，脉冲大电流放电设备连接有插入管坯腔的正电极、负电极，低温液体介质容器通过第一管道与管坯腔连通；
[0006]管坯腔是由筒形模具、上模板和下模板围成的空间，筒形模具的内壁设有成型槽，筒形模具夹设在上模板、下模板之间。
[0007]优选地，管坯腔外侧设有环形辅助冷却腔，环形辅助冷却腔通过第二管道与低温液体介质容器连通；
[0008]环形辅助冷却腔是由辅助冷却筒、筒形模具、上模板和下模板围成的空间，辅助冷却筒夹设在上模板、下模板之间。
[0009]优选地，第二管路包括辅助冷却下管道、辅助冷却上管道，辅助冷却下管道与环形辅助冷却腔的底部连通，辅助冷却上管道与环形辅助冷却腔的上部连通；辅助冷却下管道上设有辅助冷却下管道阀、辅助冷却下管道泵。
[0010]优选地，第一管道包括坯料下冷却管道、坯料上冷却管道，坯料下冷却管道与管坯腔底部连通，坯料上冷却管道与管坯腔上部连通；坯料下冷却管道上设有坯料下冷却管道
阀、坯料下冷却管道泵，坯料上冷却管道上设有坯料上冷却管道阀。
[0011]优选地，筒形模具由左瓣模、右瓣模拼接而成。
[0012]优选地，筒形模具的两端部均设有沿长度方向延伸形成的嵌入块，上模板、下模板均设有与之相对应的嵌入槽。
[0013]优选地，辅助冷却筒外包裹有保温套，正电极、负电极的外侧包裹有绝缘套。
[0014]优选地，管坯腔与上模板、下模板之间均设有密封垫，环形辅助冷却腔与上模板、下模板之间均设有密封圈。
[0015]优选地，筒形模具内设有温度传感器。
[0016]本专利技术还提供一种含局部特征金属管形件的低温电液成形方法，具体包括以下步骤：
[0017]步骤1：将左瓣模、右瓣模下端的嵌入部插入下模板的嵌入槽内，左瓣模、右瓣模拼接成筒形模具，将初始管坯置入筒形模具内；
[0018]步骤2：将辅助冷却筒套在筒形模具外，两者之间形成环形辅助冷却腔；将筒形模具上端的嵌入部插入上模板的嵌入槽内，并通过紧固件将上模板、下模板固定，初始管坯的两端分别与上模板、下模板紧密接触；
[0019]步骤3：将脉冲大电流放电设备的正电极、负电极分别置入初始管坯两端，并通过第一管道连通初始管坯内部、低温液体介质容器，形成循环回路；通过第二管道连通环形辅助冷却腔、低温液体介质容器，形成循环回路；
[0020]步骤4：导通第一管道、第二管道，将低温液体介质持续通入初始管坯内部、环形辅助冷却腔，待筒形模具中的温度传感器检测的数值达到设定参数且稳定时，关闭第一管道，打开脉冲大电流放电设备开关，进行含局部特征金属管形件的电液成形；
[0021]步骤5：放电完毕，第二管道停止将低温液体介质通入环形辅助冷却腔，将低温液体介质排出到低温液体介质容器中，拆卸模具，取出成形件。
[0022]本专利技术的有益效果，为含局部特征的金属管形件的成形提供了一种新的可行性思路。本专利技术初创性的将电液成形与低温成形结合起来，从高速率及低温两个方面来同时提高材料的成形能力，以实现常规成形方法难以完成的含复杂局部特征管形件的成形任务，并且能够保证较高的成形质量以及成形件强度。
[0023]本专利技术包括脉冲大电流放电设备、正负电极、低温液体介质循环设备、筒形模具、辅助冷却筒及保温套。通过低温液体介质循环装置持续将低温液体介质通入环形辅助冷却腔及初始管坯腔内，并通过保温套进行保温，待管坯冷却到所需温度且温度稳定后，关闭向初始管坯通入低温液体介质。通过正负电极放电，在初始管坯内的低温液体介质中产生高压气泡对含局部特征的管形件进行加工。本专利技术利用电液成形高速率特征改善成形过程应力分布，并通过降低管坯的变形温度来抑制管坯后续成形过程中位错的回复，从而大幅度提高成形管坯的成形能力，且保证后续成形件良好的力学性能及表面质量，继而解决传统工艺因金属成形能力不足、成形件表面质量差以及力学性能下降的问题。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术结构示意图；
[0026]图2为波纹管的结构示意图；
[0027]图3为纯铜散热管的结构示意图。
[0028]图中符号说明：
[0029]1.上模板；2.紧固件；3.保温套；4.辅助冷却筒；5.上密封圈；6.左瓣模；7.辅助冷却上管道；8.坯料上冷却管道；9.坯料上冷却管道阀；10.绝缘套；11.正电极；12.上密封垫；13.温度传感器；14.右瓣模；15.管坯腔；16.初始管坯；17.下密封垫；18.负电极；19.坯料下冷却管道阀；20.坯料下冷却管道；21.坯料下冷却管道泵；22.低温液体介质容器；23.辅助冷却下管道泵；24.辅助冷却下管道；25.辅助冷却下管道阀；26.下密封圈；27.环形辅助冷却腔；28.下模板；29.脉冲大电流放电设备；30.嵌入块。
具体实施方式
[0030]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含局部特征金属管形件的低温电液成形装置，其特征在于：包括管坯腔、脉冲大电流放电设备和低温液体介质容器，所述脉冲大电流放电设备连接有插入所述管坯腔的正电极、负电极，低温液体介质容器通过第一管道与管坯腔连通；管坯腔是由筒形模具、上模板和下模板围成的空间，所述筒形模具的内壁设有成型槽，所述筒形模具夹设在所述上模板、下模板之间。2.如权利要求1所述的含局部特征金属管形件的低温电液成形装置，其特征在于：所述管坯腔外侧设有环形辅助冷却腔，所述环形辅助冷却腔通过第二管道与所述低温液体介质容器连通；所述环形辅助冷却腔是由辅助冷却筒、所述筒形模具、上模板和下模板围成的空间，所述辅助冷却筒夹设在所述上模板、下模板之间。3.如权利要求2所述的含局部特征金属管形件的低温电液成形装置，其特征在于：所述第二管路包括辅助冷却下管道、辅助冷却上管道，所述辅助冷却下管道与所述环形辅助冷却腔的底部连通，所述辅助冷却上管道与所述环形辅助冷却腔的上部连通；所述辅助冷却下管道上设有辅助冷却下管道阀、辅助冷却下管道泵。4.如权利要求2或3所述的含局部特征金属管形件的低温电液成形装置，其特征在于：所述第一管道包括坯料下冷却管道、坯料上冷却管道，所述坯料下冷却管道与所述管坯腔底部连通，所述坯料上冷却管道与所述管坯腔上部连通；所述坯料下冷却管道上设有坯料下冷却管道阀、坯料下冷却管道泵，所述坯料上冷却管道上设有坯料上冷却管道阀。5.如权利要求1所述的含局部特征金属管形件的低温电液成形装置，其特征在于：所述筒形模具由左瓣模、右瓣模拼接而成。6.如权利要求1所述的含局部特征金属管形件的低温电液成形装置，其特征在于：所述筒形模具的两端部均设有沿长度方向延伸形成的嵌入块，所述上模板...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，朱强，张林福，陈刚，王传杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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