[发明专利]内异形管双辊冷轧模具、加工方法及内异形管的冷轧方法

说明书

本发明涉及钢管轧制技术领域，具体为一种内异形管双辊冷轧模具，包括外模及内模，所述外模包括对称设置的上模和下模，上模和下模均具有环槽，且所述环槽的深度在其轧制方向上逐渐加深，所述内模为一外表面光滑的杆状物，内模与环槽相匹配，所述内模包括两相对的水平面及两相对的弧形面，所述两水平面的宽度相等，所述两弧形面的外轮廓所在圆的直径不等。本发明实现了一道次成型的轧制工艺，避免了连续多道次的轧制，大大节省了加工时间，降低了生产成本，比市场上采用冷拔法制得的内异形管质量更好，内壁更为光滑，无毛刺。

技术领域：

本发明涉及钢管轧制技术领域，尤其涉及一种内异形管双辊冷轧模具、内异形管双辊冷轧模具内模的加工方法及其内异形管的冷轧方法。

背景技术：

异形管是换热设备中必备的装置，其技术指标是否稳定以及质量直接影响换热设备的运行性能及效率，这类管子广泛适用于高压的化工设备、航空航天领域等。

现有技术中，这类管子以冷拔为主。由于冷拔工艺是一种拉伸法，它是将钢管从一个限定形状的内外模配合的口子中，拉拔出来成型的，因此容易产生内壁毛刺、内壁粗糙等各类问题，并且拔制过程中，管壁在金属流动性上也较难控制，极易出现壁厚不均匀的问题。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种内异形管双辊冷轧模具、内异形管双辊冷轧模具内模的加工方法及其内异形管的冷轧方法，将现有技术中的八道工序整合成一道工序，通过该方法轧制的内异形管的内壁及外壁更为光滑，无毛刺。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种内异形管双辊冷轧模具，包括外模及内模，所述外模包括对称设置的上模和下模，上模和下模均具有环槽，且所述环槽的深度在其轧制方向上逐渐加深，所述内模为一外表面光滑的杆状物，内模与环槽相匹配，所述内模包括两相对的水平面及两相对的弧形面，所述两水平面的宽度相等，所述两弧形面的外轮廓所在圆的直径不等。

由于异型管产品结构的特殊性，现有技术中轧制异型管的方式非常复杂，大体上都需要经过车加工、铣加工、外圆磨、内圆磨、整形、去毛刺、抛光等，这类加工方式对于设备要求较高，需要大量设备、模具和加工时间，而且得到的产品一致性较差，外表面和内表面都较为粗糙，仅能勉强使用，得不到推广。为了达到一次成型的目的，本发明设计了特殊的外模和内模。本发明采用的外模具有以下特征，“所述环槽的深度在其轧制方向上逐渐加深”，“内模与环槽相匹配，所述内模包括两相对的水平面及两相对的弧形面，所述两水平面的宽度相等，所述两弧形面的外轮廓所在圆的直径不等”。内模的横截面大致呈椭圆形，其上表面、下表面为水平线(面)，上表面与下表面之间为两个弧形线(面)，其中一个弧形线所在圆的直径大于另一个弧形线的所在圆的直径，形成一个外异形模，通过该特征可以实现单次冷轧。

作为上述技术方案的优选，所述两水平面之间的垂直距离、所述两弧形面之间的最大距离沿内模轴向逐渐缩小，即该内模的横截面积沿轴向逐渐缩小。

作为上述技术方案的优选，本发明通过计算公式对内模的轴向截面进行特殊设计，使内模的轴向截面的两个长边构成曲线，即内模横截面的外轮廓所形成的图形的面积变小的速率逐渐减小，其面积变化速率形成抛物线，且其面积变化速率始终与外模上的环槽的深度变化速率相匹配。

为了得到上述模具，本发明提供一种内异形管双辊冷轧模具内模的加工方法，包括如下步骤：

a、采用LD圆形模具钢对其进行初次车加工，使圆钢的横截面的外轮廓所形成的圆的直径逐渐缩小；

b、将车加工后的圆钢进行热处理，热处理时间为5-7小时，热处理温度为650-1050摄氏度；

c、将热处理后的圆钢送入打磨装置内，打磨装置的砂轮沿圆钢轴向对圆钢进行打磨，打磨过程中，使圆钢往复伸缩并转动，得到成品。