[发明专利]一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法

说明书

技术领域

本发明属于盘管成型技术领域，具体涉及一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法。

背景技术

钽是一种塑性较好，具有极强的耐酸、碱和液态金属等优越性能的难熔稀有金属，在其它稀有金属材料不能抵抗的强腐蚀环境中，钽材料可以胜任，其抗腐蚀能力能与玻璃相媲美，由于钽的这种特殊性质和地壳中的低含量，使其价格昂贵,因此钽材料的管材多采用薄壁管，薄壁管的结构又以螺旋形盘管为主，应用场合不仅包括盐酸、浓硝酸及“王水”等强腐蚀环境，在特定条件下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不发生腐蚀，应用领域独特而广阔。

钽材螺旋管的成型一直以来是行业内的一项技术瓶颈，多年来虽然有机构不断尝试、研究，但成型效果一直不理想，其主要原因是钽管壁厚小，在盘管发生变形过程中，盘管外侧产生一个周向拉应力，内侧产生一个压应力，拉应力迫使薄壁管向中心方向产生挤压，管内部没有支撑，很容易被压扁，截面呈现椭圆形。压应力使薄壁管内侧受到挤压，同样因为管内部没有支撑，内侧发生变形，产生褶皱，压扁和褶皱导致盘管成型失败。

此外，制作盘管时需要尺寸较长的管材，一根标准管材长度远达不到，需要多根拼接环焊，这就势必在管材上形成拼接焊缝，在盘管过程中管材由直管发生塑性变形变为螺旋形，焊缝有可能受到破坏而降低成材率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法。该方法采用薄壁管内部填充细沙粒的方法，成功解决了薄壁管盘管形变过程中外侧受拉内侧受压引起的管变形的技术难题，使成型后的薄壁钽管截面保持圆形；根据所要成型的盘管结构和尺寸制造模具，利用变位机的旋转实现盘管的绕制成型，成型的盘管尺寸精确，误差小。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将壁厚不大于1mm的薄壁钽管一端密封，然后采用细沙粒填充薄壁钽管，填充完毕后将薄壁钽管的另一端密封；所述细沙粒的平均粒径为0.25mm～0.35mm，细度模数为1.6～2.2；

步骤二、根据所要成型的薄壁钽材质螺旋形盘管的形状和尺寸制作模具；

步骤三、将步骤二中所述模具固定在变位机的工作台上，然后将步骤一中填充有细沙粒且两端均密封的薄壁钽管的一端与模具固定连接，开启变位机使工作台匀速旋转，薄壁钽管沿模具绕制成型；

步骤四、待步骤三中所述绕制成型完成后关闭变位机，切除绕制成型后的薄壁钽管的两端，然后从模具上旋出薄壁钽管，清除薄壁钽管里的细沙粒，得到薄壁钽材质螺旋形盘管。

上述的一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法，其特征在于，步骤二中所述模具包括圆柱状的模具本体，所述模具本体的圆周方向车有与所要成型的薄壁钽材质螺旋形盘管相配合的螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的表面粗糙度Ra不大于3.2μm。

上述的一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法，其特征在于，所述薄壁钽材质螺旋形盘管相邻两管的中轴线之间的距离L1与模具的相邻两个螺旋凹槽的中轴线之间的距离L2相等。

上述的一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法，其特征在于，所述螺旋凹槽的纵截面包括对称设置的两个倒角段和位于两个倒角段之间的圆弧段，以及用于连接倒角段和圆弧段的直线段，所述圆弧段的半径R与薄壁钽管的半径相等。

上述的一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法，其特征在于，所述圆弧段为半圆弧。

上述的一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法，其特征在于，所述倒角段的倒角半径r为圆弧段的半径R的0.1～0.16倍。

上述的一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法，其特征在于，所述螺旋凹槽的深度H比圆弧段的半径R大8mm～10mm。

上述的一种薄壁钽材质螺旋形盘管的成型方法，其特征在于，步骤三中所述绕制成型的速度不大于5mm/s。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用薄壁管内部填充细沙粒的方法，成功解决了薄壁管盘管形变过程中外侧受拉内侧受压引起的管变形的技术难题，使成型后的薄壁钽管截面保持圆形。

2、本发明根据所要成型的盘管结构和尺寸制造模具，利用变位机的旋转实现盘管的绕制成型，成型的盘管尺寸精确，误差小。

3、本发明的方法操作简便，效率高，成本低廉。采用本发明的方法成型的盘管外观质量高，表面光滑，外侧没有产生压扁，内侧没有因压缩产生褶皱，表面无裂纹、划伤、凹坑等缺陷。