本发明专利技术涉及一种用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法，包括以下步骤：S1,制备复合介质：将颗粒介质与熔融状态下的易熔合金均匀混合，易熔合金熔点低于管坯及颗粒介质的熔融温度；S2,填充复合介质：将流体状的复合介质灌入空心管坯内，然后冷却至复合介质凝固；S3,成形管件；S4,取出介质：让管内凝固的易熔合金转变为熔融状态，使其带动颗粒介质一起与管件脱离。本发明专利技术克服了采用传统的刚性模具成形厚壁金属管件时，难以达到较好成形质量的障碍，同时避免了金属管零件多工步成形，大大节约了模具成本，缩短了生产周期，达到绿色快速生产的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及厚壁金属管件的塑性成形方法，更具体地说，涉及。
技术介绍
在传统的金属管件刚模成形方法中，由于管件中空特点难以一次成形，需要多副模具，因此成本高、生产周期长，且管件在发生变形过程中容易出现壁厚减薄、外壁内凹、截面畸变等缺陷，产品质量得不到保证。为避免或减少质量缺陷的产生，生产中常采用芯轴或在管件内填充承压介质的方法。使用芯轴时需要较精确的工艺参数，成本高。对于在管内填充承压介质，一般分为柔性介质和固体介质两种。柔性介质通常指气体和液体，一般以水或油等液体为承压介质，即通常所说的管材内高压成形技术，以管材为坯料，通过管材内部施加高压液体把管坯压入到模腔中使其成形。但该方法还有一定的局限:①成本较高，需要高性能液压泵；②工作压力相对较低，一般为0.3-0.5GPa,且升压较为困难；③加工厚壁金属部件或高强度金属部件(如钛合金等)受到限制；④液体压力填充工艺的模具复杂，生产效率低，且易造成场地污染。固体介质一般有砂粒、石蜡、松香、低熔点合金等，但这些填充物对于厚壁管件的支撑力明显不足或影响生产质量。近年来，国内学者提出了固体颗粒介质成形新工艺，是采用固体颗粒代替柔性介质对管材、板材进行胀形成形，避免了高压液体密封的难题。在中国专利技术专利CN1363434A中公开了一种金属管材固体颗粒传压介质胀形新工艺，对薄壁金属管坯和杯状薄壁金属管坯进行了胀形，所得零件表面光滑、质量好；但此项专利仅限于薄壁管的胀形工艺，且固体颗粒塑性流动能力不足，容易影响管件内壁质量。在中国专利技术专利CN1165717A中公开的一种金属管中空塑性成形锻造法，该方法是先预制以PVC或PET为原料经真空射出成所需锻塑型体的中空罐状胶膜，根据需要灌入以水、铁砂、钢珠及有机淀粉等原料混合的液态填充料，封口后籍_5°C至_20°C之间的低温极速冷冻硬化模芯，将模芯置于金属管坯内，一同进行锻压后解除封口，采用溶化、软化或震碎模芯的方法取出填充物。该方法克服了中空锻塑成形模芯难以取出的障碍，可以用于制作高强度的中空金属零件，但该方法填充过程复杂，生产周期长，只适用小批量生产，且所使用的填充介质需在较低的温度下硬化，工作环境较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造，包括以下步骤:SI,制备复合介质:将颗粒介质与熔融状态下的易熔合金均匀混合，易熔合金熔点低于管坯及颗粒介质的熔融温度；S2,填充复合介质:将流体状的复合介质灌入空心管坯内，然后冷却至复合介质凝固；S3,成形管件；S4,取出介质:让管内凝固的易熔合金转变为熔融状态，使其带动颗粒介质一起与管件脱离。在本专利技术所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法中，在所述步骤S3中，采用模压成型的方法成形管件，其包括以下步骤:S31，将填有复合介质的管坯放入模具型腔；S32，压力机带动上模动作，将管坯压制成形，制得管件。在本专利技术所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法中，所述易熔合金为铋基低熔点合金、锡基低熔点合金或锌基低熔点合金。在本专利技术所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法中，所述铋基低熔点合金包括以下组分，以重量百分比表示为:Bi 50,6%Pb 26.9%Sn 12.5%Cd 10%,在本专利技术所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法中，所述锡基低熔点合金包括以下组分，以重量百分比表示为:Sn 85.4%Bi 14.6%ο在本专利技术所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法中，所述锌基低熔点合金包括以下组分，以重量百分比表示为:Zn92.4%AI4%Cu3.5%Mg0.1%。在本专利技术所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法中，所述颗粒介质为砂粒或钢球。在本专利技术所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法中，所述颗粒介质的粒径Φ的范围是2mm < Φ < 7mm。在本专利技术所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法中，在所述步骤S2中，所述空心管坯的两端设有密封塞。实施本专利技术的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法，具有以下有益效果:1、通过易熔合金固化颗粒介质以强化复合介质的承压强度，从而使空心管件在充填介质后具有更大的成形极限，并且复合介质的塑性流动性好，不会影响管件内壁的成形质量。管坯内的介质对管壁起了支撑作用，提高了厚壁管件的成形性能，成形零件壁厚变化均匀、管壁无凹陷。2、管坯成形时，内部的复合介质处于固态，因此本专利技术工艺对密封要求极低，管坯的两端可以采用简易密封塞或不需要密封塞，大大降低了密封成本。3、本专利技术的方法不仅可加工圆形截面厚壁管件，也可以加工异形截面厚壁管件，对于复杂形状的零件，可以一次成形，降低了模具成本；4、易熔合金熔点低，熔融态流动性好，融化时可以带动颗粒介质易灌入和泄出。复合介质制作简单，灌入及泄出管件容易，可重复使用，并且易熔合金价格低廉，生产成本低。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1是本专利技术实施方式一中管件弯曲成形的剖面示意图；图2是本专利技术实施方式一中管件弯曲成形后的剖面示意图；图3是本专利技术实施方式二的管件压扁成形的剖面示意图；图4是本专利技术实施方式二的管件压扁成形后的剖面示意图；图5是本专利技术实施方式三的管件一次模压成形异形管件的剖面示意图。具体实施例方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。实施方式一下面结合图1和图2具体说明本实施方式。本实施方式是将图1所示的直管坯2压制成形为图2所示的弯管管件6，本实施方式中直管坯2是屈服强度为275MPa的铝合金6061-T651,熔点范围是580-650°C，管坯2直径为76mm，壁厚为6mm。对于强度较小的铝合金、镁合金等厚壁金属管材，对管内填充的复合介质3的抗压能力要求不高，易熔合金可以采用以铋基或锡基低熔点合金。铋基低熔点合金包括50.6%B1、26.9%Pb、Snl2.5%、Cdl0%,其强度为42.1 MPa,熔点为70°C。锡基低熔点合金包括85.4%Sn、14.6%Bi，其强度为85MPa，熔点为190°C。本实施例中选用铋基低熔点合金。颗粒介质可以选用砂粒或钢球，颗粒介质的粒径Φ的范围是2mm < Φ ( 7mm,在保证支撑力的前提下，流动性好，避免在成型时损伤管内壁。本实施例中选用直径为4mm的钢球。将易熔合金与钢球均匀混合后可以提升抗压能力。参照图1，弯曲成形装置包括上模腔1、管坯2、复合介质3、下模腔4和密封塞5，以管坯2中心线处为分模面，上模腔I为管件6弯曲内侧外轮廓，下模腔2为管件6弯曲外侧的外轮廓。成形步骤如下:SI，将易熔合金与钢珠以1:1比例均匀混合为复合介质3 ;易熔合金与钢珠之间的比例可以根据管坯2的材料、壁厚等参数进行调整；S2，用密封塞5将管坯2 —端密封，把熔融状态的复合介质3倒入一端密封的管坯2中，再用密封塞5密封管坯2另一端，静置冷却至复合介质3凝固；熔融状态的复合介质3是指易熔合金处于熔化状态，钢珠并没有熔化；S3，成形管件6，具体包括步骤S31:将管坯2置于下模腔4上，步骤S32:压力机带动上模腔I动作使管坯2压弯成形；S4，管坯2成形为管件6后，拔出密本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1,制备复合介质：将颗粒介质与熔融状态下的易熔合金均匀混合，易熔合金熔点低于管坯及颗粒介质的熔融温度；S2,填充复合介质：将流体状的复合介质灌入空心管坯内，然后冷却至复合介质凝固；S3,成形管件；S4,取出介质：让管内凝固的易熔合金转变为熔融状态，使其带动颗粒介质一起与管件脱离。
【技术特征摘要】
1.一种用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法，其特征在于，包括以下步骤: 51,制备复合介质:将颗粒介质与熔融状态下的易熔合金均匀混合，易熔合金熔点低于管坯及颗粒介质的熔融温度； 52,填充复合介质:将流体状的复合介质灌入空心管坯内，然后冷却至复合介质凝固； 53,成形管件； 54,取出介质:让管内凝固的易熔合金转变为熔融状态，使其带动颗粒介质一起与管件脱离。2.根据权利要求1所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法，其特征在于，在所述步骤S3中，采用模压成型的方法成形管件，其包括以下步骤: S31，将填有复合介质的管坯放入模具型腔； S32，压力机带动上模动作，将管坯压制成形，制得管件。3.根据权利要求1所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法，其特征在于，所述易熔合金为铋基低熔点合金、锡基低熔点合金或锌基低熔点合金。4.根据权利要求3所述的用于提高厚壁金属管件成形性能的介质成形方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王华君，田梦芸，杜建忠，谢冰，鲁建飞，徐德鑫，李秋，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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