[发明专利]一种钛合金波纹管的热成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及波纹管的技术领域，特别涉及一种钛合金波纹管的热成形方法。

背景技术

钛合金波纹管通常应用在工作环境恶劣或者性能要求较高的工作场合。钛合金属于难变形金属，冷成形能力较差，通常采用热成形工艺进行加工。液压成形和机械成形属于冷成形工艺，不适合制造钛合金波纹管；对于焊接成形，虽然可以通过精密焊接技术制造出钛波纹管，但是焊接波纹管不耐压，且制造成本高；而超塑成形工艺加热速度慢，能量损耗大，波纹管的生产效率低。现有的成形技术不能实现钛合金波纹管的快速、高效率制造。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛合金波纹管的热成形方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供的一种钛合金波纹管的热成形方法，包括以下步骤：

A1、将钛合金管材安装在成形的两块支撑板之间，套上套筒，控制套筒左右两端的伸出量，使得伸出量为成形所需要的补料长度，将施加内部胀形气压的接口接入到管材上；

A2、将陶瓷模具安装在管材的中心部位，之后安装上保护陶瓷模具的金属夹板，通过顶部盖板和成形模具上的丝杆固定陶瓷模具的位置，使其不能随意的轴向滑动；

A3、在密封圈和陶瓷模具之间的位置安装上通电电极，然后对电极施加一定安培的电流，管材的升温过程中，当温度加到400℃时，通过通气施加一定的内压力，使得波纹处形成初始波纹；

A4、在初始波纹形成以后，加大气缸冲头的气压，对管材施加轴向压力，同时对钛合金管材的型腔补料，得到所述的钛合金波纹管。

在一些实施方式中，钛合金波纹管的波高为15mm，波距为26mm。该尺寸的钛合金波纹管弹性好，补偿位移效果好。

在一些实施方式中，初始波纹的波高为2-4mm。初始波纹高度过小会导致模具相对于管材造成滑移动，过大会导致胀形胀破的缺陷。

在一些实施方式中，气压胀形使用惰性气体。惰性气体能防止钛合金波纹管被氧化。

在一些实施方式中，一定电流为3500-4000A。通入该电流，能使得加热的温度稳定在700-800℃。

在一些实施方式中，一定的内压力为0.2-0.4Mpa。胀初波阶段的气压过大会出现胀破缺陷，因此选择合适的内压力进行胀形。

在一些实施方式中，钛合金管材的材料按重量百分比包括：5.5％-6.8％的Al、3.5-4.5％的V、≤0.03％的Fe、≤0.10％的C、≤0.20％的O、≤0.05％的N、≤0.015％的H、其余为Ti。该组分得到钛合金波纹管耐高温、耐高压，能在400℃、压力250KG的工况下使用。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明进行进一步详细的说明。

图1为钛合金波纹管成形的装置，如图1所示：

一种钛合金波纹管的热成形装置，包括基座6，基座6上垂直设有两个支撑板3，支撑板3设有通孔，管材4通过所述通孔固定于支撑板3，管材4两端套设有管套8，基座6两端设有两个气缸1，气缸1一端设有并驱动冲头2，管材4中心套设有陶瓷模具5。管材4与管套8之间设有密封环7。在密封环7和陶瓷模具5之间的位置安装上通电电极。

基于钛合金波纹管成形装置的热成形方法，包括以下步骤：

A1、将钛合金管材安装在成形的两块支撑板之间，套上套筒，控制套筒左右两端的伸出量，使得伸出量为成形所需要的补料长度，将施加内部胀形气压的接口接入到管材上；

A2、将陶瓷模具安装在管材的中心部位，之后安装上保护陶瓷模具的金属夹板，通过顶部盖板和成形模具上的丝杆固定陶瓷模具的位置，使其不能随意的轴向滑动；

A3、在密封圈和陶瓷模具之间的位置安装上通电电极，然后对电极施加一定安培的电流，管材的升温过程中，当温度加到400℃时，通过通气施加一定的内压力，使得波纹处形成初始波纹；

A4、在初始波纹形成以后，加大气缸冲头的气压，对管材施加轴向压力，同时对钛合金管材的型腔补料，得到所述的钛合金波纹管。

优选的，钛合金波纹管的波高为15mm，波距为26mm。

优选的，初始波纹的波高为2-4mm。

优选的，气压胀形使用惰性气体。

优选的，一定电流为3500-4000A。

优选的，一定的内压力为0.2-0.4Mpa。