【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高温合金管材加工的，具体涉及一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具及拉拔方法。
技术介绍
1、高温合金管材因具有强度高、耐蚀性好、抗氧化性能好和可在高温、高压环境下长时间保持较好力学性能等优点，而被广泛应用于航空发动机的润滑及燃油管路系统；但航空发动机润滑及燃油管路系统用的高温合金管材不仅口径较小，且工作环境较为恶劣，因此对所用高温合金管材的质量要求较高。
2、目前，小口径的高温合金管材一般采用多辊轧制，加工时管材内外表面沿轧制方向受滚动摩擦力作用，在轧制过程中，不仅反复咬合会使管材与模具之间的粘模程度加剧，且反复碾压容易导致管材表面产生凹坑、橘皮、折皱、微裂纹等缺陷，另外，因口径较小管材内表面的缺陷处理较为困难且难以有效清除，而管材内外表面的凹坑、橘皮、折皱、微裂纹等缺陷不仅会导致管材进行扩口、压扁、弯曲等加工的工艺性能急剧下降，且对管材后续的使用性能影响巨大，这导致符合质量要求的高温合金管材的成品率较低。游动拉拔技术是生产易变形金属管材的通用方法，拉拔时管材表面受滑动摩擦力作用，使管材产生表面层向压应力变形，能够效减小以及减少原有的表面微缺、改善粘模和反复碾压导致表面缺陷的情况，从而提升管材的表面质量；但由于高温合金的强度和硬度较高、脆性较大，加工中容易出现裂纹，且高温合金在常温下为密排结构，可参与变形的滑移系较少，塑性变形时各晶粒的取向还会发生定向转动而形成织构，因此对管材减壁过程的力学平衡体系有较高要求，这使得小口径高温合金管材的减薄拉拔成了国内多年未能攻克的技术瓶颈。
<
1、针对现有技术的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具及拉拔方法，解决目前小口径高温合金管材表面质量较差的技术问题，取得提高小口径高温合金管材的表面质量和成品率的效果。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，包括配套使用的外模和游动芯块；外模上贯穿设有拉拔挤压孔，拉拔挤压孔的孔壁沿轴向分为第一外挤压段、第二外挤压段和外定径段，第一外挤压段和第二外挤压段有锥度，第一外挤压段直径小的一端与第二外挤压段直径大的一端平滑连接，第二外挤压段直径小的一端与外定径段平滑连接；游动芯块为回转体并沿轴向分为配合段、第一内挤压段、第二内挤压段和内定径段，第一内挤压段和第二内挤压段有锥度，第一内挤压段直径大的一端与配合段平滑连接，第一内挤压段直径小的一端与第二内挤压段直径大的一端平滑连接，第二内挤压段直径小的一端与内定径段平滑连接。
4、进一步地，第一外挤压段的半锥角为12°～22°，第二外挤压段的半锥角为6°～13°，外定径段的长度为1mm～6mm。
5、进一步地，第一外挤压段的半锥角大于第二外挤压段的半锥角，且第一外挤压段的半锥角与第二外挤压段的半锥角的差值为3°～9°。
6、进一步地，第二外挤压段的长度是第一外挤压段的长度的1.2倍～3倍。
7、进一步地，配合段的长度为0.5mm～3mm，第一内挤压段的半锥角为10°～20°，第二内挤压段的半锥角为5°～12°，内定径段的长度为2mm～7mm。
8、进一步地，第一内挤压段的半锥角大于第二内挤压段的半锥角，且第一内挤压段的半锥角与第二内挤压段的半锥角的差值为3°～9°。
9、进一步地，第一内挤压段的长度是第二内挤压段的长度的1.2倍～3倍。
10、进一步地，第一外挤压段的半锥角大于第一内挤压段的半锥角，且第一外挤压段的半锥角与第一内挤压段的半锥角的差值为1°～3°。
11、进一步地，第一外挤压段与第二外挤压段通过半径为3mm～8mm的圆弧面平滑连接，第一内挤压段与第二内挤压段通过半径为3mm～8mm的圆弧面平滑连接。
12、本专利技术还包括一种提升高温合金管材表面质量的拉拔方法，所述拉拔方法使用如上所述的拉拔模具，所述拉拔方法为：采用高温合金材料轧制得到拉拔管坯，通过热处理在拉拔管坯表面形成氧化膜并涂抹润滑剂，将拉拔管坯的一端辗轧形成拉拔轧尖，从拉拔管坯的另一端放入游动芯块，并使内定径段朝向且靠近拉拔轧尖；将外模安装到拉拔机的模座上，在从第一外挤压段到外定径段的方向上，将拉拔轧尖放入拉拔挤压孔并对拉拔管坯进行拉拔，得到拉拔管材；对拉拔管材依次进行除油处理、酸洗处理、退火处理和矫直处理得到内、外表面粗糙度均小于或等于1.6μm的高温合金管材。
13、相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
14、1、本专利技术所述拉拔模具结构简单、设计合理，将高温合金管材的表面在冷轧制变形中受滚动摩擦变为在拉拔过程中受滑动摩擦，在拉拔过程中，外模通过第一外挤压段和第二外挤压段逐步挤压并最终通过外定径段确定高温合金管材的外径，游动芯块通过第一内挤压段和第二内挤压段逐步挤压并最终通过内定径段确定高温合金管材的内径；游动芯块与外模配合实现阶梯拉拔变形，相较于轧制，可有效减少表面凹坑、折皱、微裂纹等缺陷，从而达到提高高温合金管材内外表面质量的目的。
15、2、本专利技术所述拉拔模具，通过游动芯块与外模配合实现阶梯减壁拉拔，不仅可使高温合金管材的内外表面更加光滑，且改善了高温合金管材内部残余应力的分布状态，有利于提高高温合金管材的使用寿命。
16、3、本专利技术所述拉拔方法采用所述拉拔模具进行，不仅可实现单道次大减径变形，有利于提高生产效率，且能改善高温合金管材的表面质量、提高产品合格率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：包括配套使用的外模和游动芯块；外模上贯穿设有拉拔挤压孔，拉拔挤压孔的孔壁沿轴向分为第一外挤压段、第二外挤压段和外定径段，第一外挤压段和第二外挤压段有锥度，第一外挤压段直径小的一端与第二外挤压段直径大的一端平滑连接，第二外挤压段直径小的一端与外定径段平滑连接；游动芯块为回转体并沿轴向分为配合段、第一内挤压段、第二内挤压段和内定径段，第一内挤压段和第二内挤压段有锥度，第一内挤压段直径大的一端与配合段平滑连接，第一内挤压段直径小的一端与第二内挤压段直径大的一端平滑连接，第二内挤压段直径小的一端与内定径段平滑连接。
2.根据权利要求1所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第一外挤压段的半锥角为12°～22°，第二外挤压段的半锥角为6°～13°，外定径段的长度为1mm～6mm。
3.根据权利要求2所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第一外挤压段的半锥角大于第二外挤压段的半锥角，且第一外挤压段的半锥角与第二外挤压段的半锥角的差值为3°～9°。
4.根据权利要求2所
5.根据权利要求1所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：配合段的长度为0.5mm～3mm，第一内挤压段的半锥角为10°～20°，第二内挤压段的半锥角为5°～12°，内定径段的长度为2mm～7mm。
6.根据权利要求5所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第一内挤压段的半锥角大于第二内挤压段的半锥角，且第一内挤压段的半锥角与第二内挤压段的半锥角的差值为3°～9°。
7.根据权利要求5所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第一内挤压段的长度是第二内挤压段的长度的1.2倍～3倍。
8.根据权利要求1所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第一外挤压段的半锥角大于第一内挤压段的半锥角，且第一外挤压段的半锥角与第一内挤压段的半锥角的差值为1°～3°。
9.根据权利要求1所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第一外挤压段与第二外挤压段通过半径为3mm～8mm的圆弧面平滑连接，第一内挤压段与第二内挤压段通过半径为3mm～8mm的圆弧面平滑连接。
10.一种提升高温合金管材表面质量的拉拔方法，其特征在于：所述拉拔方法使用如权利要求1-9任一项所述的拉拔模具，所述拉拔方法为：采用高温合金材料轧制得到拉拔管坯，通过热处理在拉拔管坯表面形成氧化膜并涂抹润滑剂，将拉拔管坯的一端辗轧形成拉拔轧尖，从拉拔管坯的另一端放入游动芯块，并使内定径段朝向且靠近拉拔轧尖；将外模安装到拉拔机的模座上，在从第一外挤压段到外定径段的方向上，将拉拔轧尖放入拉拔挤压孔并对拉拔管坯进行拉拔，得到拉拔管材；对拉拔管材依次进行除油处理、酸洗处理、退火处理和矫直处理得到内、外表面粗糙度均小于或等于1.6μm的高温合金管材。
...【技术特征摘要】
1.一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：包括配套使用的外模和游动芯块；外模上贯穿设有拉拔挤压孔，拉拔挤压孔的孔壁沿轴向分为第一外挤压段、第二外挤压段和外定径段，第一外挤压段和第二外挤压段有锥度，第一外挤压段直径小的一端与第二外挤压段直径大的一端平滑连接，第二外挤压段直径小的一端与外定径段平滑连接；游动芯块为回转体并沿轴向分为配合段、第一内挤压段、第二内挤压段和内定径段，第一内挤压段和第二内挤压段有锥度，第一内挤压段直径大的一端与配合段平滑连接，第一内挤压段直径小的一端与第二内挤压段直径大的一端平滑连接，第二内挤压段直径小的一端与内定径段平滑连接。
2.根据权利要求1所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第一外挤压段的半锥角为12°～22°，第二外挤压段的半锥角为6°～13°，外定径段的长度为1mm～6mm。
3.根据权利要求2所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第一外挤压段的半锥角大于第二外挤压段的半锥角，且第一外挤压段的半锥角与第二外挤压段的半锥角的差值为3°～9°。
4.根据权利要求2所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：第二外挤压段的长度是第一外挤压段的长度的1.2倍～3倍。
5.根据权利要求1所述一种提升高温合金管材表面质量的拉拔模具，其特征在于：配合段的长度为0.5mm～3mm，第一内挤压段的半锥角为10°～20°，第二内挤压段的半锥角为5°～12°，内定径段的长度为2mm～7m...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴建军，朱斌，谢传新，李荣之，江海军，杨流鹃，王渝，黄文展，林茂，
申请(专利权)人：宝武特冶航研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。