专利名称：一种管壁厚度多变的无缝铝合金管及其生产方法
技术领域：
本发明属于金属管材的制作方法，具体涉及一种管壁厚度多变的无缝铝合金管及其生产方法。
背景技术：
挤压铸造形成无缝管材在20世纪70年代发明的一项新的材料加工工艺，它是将液态金属在较高的机械压力下凝固和成型，获得无缝管材的工艺方法，该加工工艺的模具采用一级挤压针，通过该一级挤压针形成的无缝管材的断面是恒定不变的，即周长、壁厚是一致的，如图1、图2和图3所示。在机械制造、石油、能源、海洋等特殊领域需要采用变断面多变的管材，该管材可以优化结构设计，使它们连接的更牢固，该管材的管壁厚度需要有多种变形，如两端厚中间薄、中间厚两端薄和厚薄呈周期变化等复杂形式的变断面管材。现有变断面管材加工方法只能加工出变断面呈阶段变化的断面管材如图3和变断面呈渐变变化的管材如图4所示，无法加工出管壁厚度多变的管材。因此不能充分发挥变断面管材的优越性，限制了变断面管材的应用范围，从而不能适用各工业领域对变断面管材的需求。
发明内容
本发明的目的之一是为了克服现有管材的断面结构单一，提供了一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的 生产方法，通过该方法能够加工出管壁厚度多变的无缝铝合金管，且加工方法简单、加工效率高。本发明的目的之二提供了一种管壁厚度多变的无缝铝合金管，该无缝铝合金管的管壁厚薄多变，从而扩大了无缝铝合金管的应用范围。本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的:一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的生产方法，包括模具预热、铝合金铸锭预热和挤压步骤，其特征在于:所述挤压步骤如下:首先，通过挤压针控制系统控制挤压针前进，将挤压针的前端逐渐带入挤压模的工作带，利用挤压轴控制系统开始挤压，预热后的铝合金铸锭在挤压力作用下通过挤压针的前端形成壁厚的管体；然后，通过挤压针控制系统将挤压针的最大截面端带入挤压模的工作带，挤压针停止运动，通过挤压轴控制系统将预热后的铝合金铸锭在挤压力作用下形成壁薄的管体，当壁薄的管体长度达到设计要求后；最后，通过挤压针控制系统控制挤压针后退，挤压针的前端逐渐退出挤压模的工作带，通过挤压轴控制系统将预热后的铝合金铸锭在挤压力作用下形成壁厚的管体，通过挤压针的前进、停止、后退形成管壁厚度多变的无缝铝合金管。本发明的进一步方案:所述挤压步骤中，挤压针前进，通过挤压针的前端形成的管壁从厚逐渐变薄；挤压针后退，通过挤压针的前端形成的管壁从薄逐渐变厚。本发明的进一步方案:所述挤压步骤中，通过挤压针控制系统控制挤压针多次前进、后退循环运动形成管壁厚度多变化的无缝铝合金管。本发明的进一步方案:所述挤压步骤中，通过控制挤压针前进、后退及停止时间的长短可以形成管壁呈“厚一薄一厚”周期变化的无缝铝合金管或管壁厚薄大小不一的无缝招合金管。本发明的进一步方案:所述挤压针的前端呈不同形状。本发明的进一步方案:所述挤压针的前端呈平头圆锥体。本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的:一种管壁厚度多变的无缝铝合金管，其特征在于:所述无缝铝合金管呈两端管壁厚、中部管壁薄的空心管。本发明的进一步方案:所述无缝铝合金管的管壁还可呈“厚一薄一厚”周期变化。本发明的进一步方案: 所述无缝铝合金管的管壁较厚段带有锥度。本发明的有益效果:I)本发明的加工装置结构简单，加工方法简便，通过挤压针控制系统控制挤压针前进、停止、后退，并在挤压力的作用下形成两端管壁厚，中间管壁薄的无缝铝合金管。通过挤压针控制系统控制挤压针多次前进、后退循环运动能够形成管壁厚度多变的无缝铝合金管，且该加工方法的生产效率高。2)本发明能够根据机械制造、石油、能源、海洋等领域的需要，生产出符合相应厚薄变化的无缝铝合金管，该管材节省了材料，减轻了管材自身的重量，增强了管材的牢固性能，还便于与其它部件连接。通过本发明扩大了无缝铝合金管的应用范围，对工业的经济发展具有重要的意义。
图1为现有技术无缝管挤压模具挤压前的结构示意图。图2为现有技术无缝管挤压模具挤压时的结构示意图。图3为现有技术挤压针的结构示意图。图4为现有技术阶段变断面的管材示意图。图5为现有技术渐变变断面的管材示意图。图6为本具体实施例1挤压时的结构示意图。图7为本具体实施例1中挤压针的结构示意图。图8为本具体实施例1形成的两端厚、中间薄的无缝铝合金管的剖示图。图9为本具体实施例2形成的管壁厚度“厚一薄一厚”呈周期变化的无缝铝合金管的剖示图。图10为本具体实施例3形成的管壁厚薄大小不一的无缝铝合金的剖示图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。具体实施例1:如图6、图7和图8所示,一种管壁厚度多变的无缝招合金管的生产装置,包括挤压筒、挤压模3、挤压轴、挤压垫片、挤压针2、模支撑等等。
一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的生产方法，包括模具预热、铝合金铸锭I预热和挤压步骤，模具预热又包括挤压筒预热，挤压垫片预热和挤压模预热。所述挤压步骤如下:首先，将预热好的铝合金铸锭I装入挤压筒内，将通过挤压轴移入挤压筒内，将挤压针2穿过挤压轴中心通孔挤压入铝合金铸锭I内，通过挤压针控制系统控制挤压针2前进，将挤压针2的前端逐渐带入挤压模3的工作带，利用挤压轴控制系统开始挤压，预热后的铝合金铸锭I在挤压力作用下通过挤压针2的前端形成壁厚的管体；然后，通过挤压针控制系统将挤压针2的最大截面端带入挤压模3的工作带，挤压针2停止运动，通过挤压轴控制系统将预热后的铝合金铸锭I在挤压力作用下形成壁薄的管体，当壁薄的管体长度达到设计要求后；最后，通过挤压针控制系统控制挤压针2后退，挤压针2的前端逐渐退出挤压模3的工作带，通过挤压轴控制系统将预热后的铝合金铸锭I在挤压力作用下形成壁厚的管体，通过挤压针2的前进、停止、后退形成管壁厚度多变的无缝铝合金管，通过切割机将形成的无缝铝合金管切下。所述挤压针2的前端呈平头圆锥体，可以根据产品需要设计成底面半径大小不一的圆锥体。 所述挤压步骤中，挤压针2前进时，挤压针2前端的A点先进入挤压模3的工作带，然后挤压针2的B点进入挤压模3的工作带，A点是挤压针2的最小截面端，B点是挤压针2的最大截面端，在挤压力的作用下，通过挤压针2的A点形成的管壁厚度最大，B点形成的管壁厚度最小，因此挤压针2的前端在前进时形成的管壁厚度从厚逐渐变薄。当挤压针2的B点进入挤压模3的工作带后，挤压针2停止运动，此时加工出的管壁最薄。挤压针2后退时，挤压针`2的B点先退出挤压模3的工作带，然后挤压针2前端的A点退出挤压模3的工作带，因此挤压针2的前端在后退时形成的管壁从薄逐渐变厚。通过控制挤压针2前进、后退的时间可以调整管壁从厚到薄或从薄到厚的长度。本实施例加工生成的无缝铝合金管4呈两端管壁厚、中部管壁薄的空心管，所述无缝铝合金管4的管壁较厚段带有锥度.
如:铝合金钻探管要求管材两端管壁厚，中间管壁厚，通过采用本发明的挤压方法能够生产出符合这种要求的无缝管。具体实施例2:如图9所示，本实施例的特点是:通过挤压针控制系统控制挤压针2多次前进、后退循环形成管壁厚薄多变的无缝铝合金管4，且每次挤压针2前进、后退及停止时间的一致可以形成管壁呈“厚一薄一厚”周期变化的无缝铝合金管4，其他特点与具体实施例1相同。本实施例通过挤压针控制系统控制挤压针2两次前进、后退循环运动形成管壁厚度呈“厚一薄一厚”两个周期变化的无缝铝合金管4。具体实施例3:如图10所示，本实施例的特点是:通过挤压针控制系统控制挤压针2多次前进、后退循环形成管壁厚薄多变的无缝铝合金管4，且每次挤压针2前进、后退及停止时间的不同形成管壁厚薄大小不一的无缝铝合金管4，其他特点与具体实施例1相同。
本实施例中，挤压针2的第一次前进、后退及停止时间短，第二次前进、后退及停止时间长，形成管壁厚薄大小不一的无缝铝合金管4。某些工业领域需要管材中间某一处壁厚，以便和其他装置连接，采用本发明方法能够生产出该管材。具体实施例4:本实施例的特点是:所述挤压针2的前端呈不同形状，如:半圆形、椭圆形，其他特点与具体实施例1或具体实 施例2或具体实施例3相同。
权利要求
1.一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的生产方法，包括模具预热、铝合金铸锭(I)预热和挤压步骤，其特征在于:所述挤压步骤如下: 首先，通过挤压针控制系统控制挤压针(2)前进，将挤压针(2)的前端逐渐带入挤压模(3)的工作带，利用挤压轴控制系统开始挤压，预热后的铝合金铸锭(I)在挤压力作用下通过挤压针(2)的前端形成壁厚的管体； 然后，通过挤压针控制系统将挤压针(2)的最大截面端带入挤压模(3)的工作带，挤压针(2)停止运动，通过挤压轴控制系统将预热后的铝合金铸锭(I)在挤压力作用下形成壁薄的管体，当壁薄的管体长度达到设计要求后； 最后，通过挤压针控制系统控制挤压针(2)后退，挤压针(2)的前端逐渐退出挤压模(3 )的工作带，通过挤压轴控制系统将预热后的铝合金铸锭(I)在挤压力作用下形成壁厚的管体，通过挤压针(2)的前进、停止、后退形成管壁厚度多变的无缝铝合金管(4)。
2.根据要求要求I所述的一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的生产方法，其特征在于:所述挤压步骤中，挤压针(2)前进，通过挤压针(2)的前端形成的管壁从厚逐渐变薄；挤压针(2 )后退，通过挤压针(2 )的前端形成的管壁从薄逐渐变厚。
3.根据权利要求1或2所述的一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的生产方法，其特征在于:所述挤压步骤中，通过挤压针控制系统控制挤压针(2)多次前进、后退循环运动形成管壁厚度多变的无缝铝合金管(4)。
4.根据权利要求3所述的一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的生产方法，其特征在于:所述挤压步骤中，通过控制挤压针(2)前进、后退及停止时间的长短可以形成管壁呈“厚一薄一厚”周期变化的无缝铝合金管(4)或管壁厚薄大小不一的无缝铝合金管(4)。
5.根据权利要求1或2所述的一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的生产方法，其特征在于:所述挤压针(2)的前端呈不同形状。
6.根据权利要求5所述的一种管壁厚度多变的无缝铝合金管的生产方法，其特征在于:所述挤压针(2)的前端呈平头圆锥体。
7.—种管壁厚度多变的无缝铝合金管，其特征在于:所述无缝铝合金管(4)呈两端管壁厚、中部管壁薄的空心管。
8.根据权利要求7所述的一种管壁厚度多变的无缝铝合金管，其特征在于:所述无缝铝合金管(4)的管壁还可呈“厚一薄一厚”周期变化。
9.根据权利要求7或8所述的一种管壁厚度多变的无缝铝合金管，其特征在于:所述无缝铝合金管(4)的管壁较厚段带有锥度。
全文摘要
本发明公开一种管壁厚度多变的无缝铝合金管及其生产方法，包括模具预热、铝合金铸锭预热，挤压步骤如下先将挤压针的前端逐渐带入挤压模的工作带，利用挤压轴控制系统开始挤压，预热后的铝合金铸锭在挤压力作用下通过挤压针的前端形成壁厚的管体；然后，将挤压针的最大截面端带入挤压模的工作带，挤压针停止工作，形成壁薄的管体，当壁薄的管体长度达到设计要求后；最后，挤压针后退，形成壁厚的管体，通过挤压针的前进、后退形成管壁厚度多变的无缝铝合金管。本发明通过控制挤压针前进、后退，在挤压力的作用下形成管壁厚薄多变的无缝铝合金管。本发明生产的管壁厚度多变的无缝铝合金管能满足机械制造、石油、能源、海洋等领域的不用需要。
文档编号B21C23/08GK103240293SQ20131017530
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月10日 优先权日2013年5月10日
发明者梁世斌, 李伟萍 申请人:广东伟业铝厂有限公司