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冷推弯无缝铝管可以经受大的塑性变形
来源:铝管,6061铝管,合金铝管,无缝铝管,方铝管,大口径铝管,厚壁铝管,天津吉斯特铝业有限企业    发布时间: 2019/10/25 20:37:58    次浏览   大小:  16px  14px  12px
所以需要在管路内表面制备高的氧化铝陶瓷层。基于上述问题,本文提出了新的路线:首先采用内爆法将铝管与无缝铝管(或钛管)进行复合,使纯铝覆层与基管之间实现冶金结合;其次采用冷推弯及液压胀形的成形工艺对带有铝…

所以需要在管路内表面制备高的氧化铝陶瓷层。基于上述问题,本文提出了新的路线:首先采用内爆法将铝管无缝铝管(或钛管)进行复合,使铝覆层与基管之间实现冶金结合;其次采用冷推弯及液压胀形的成形工艺对带有铝层的双金属管坯进行塑性变形,制备双金属复合弯头及三通无缝铝管;后采用微弧氧化工艺将铝层实施陶瓷化处理。但是由于管路连接件如三通、弯头形状相对复杂,

采用常规难以实现在其内表面制备氧化铝陶瓷涂层的目的另外,石化等工程领域中常使用钛合金管道,而钛合金由于自身抗冲刷、耐磨损性能较差,亦需要在复杂的管道内表面制备氧化铝涂层。通过本工艺路线,终在弯头或三通无缝铝管内表面原位生成氧化铝陶瓷层。本文的三项关键分别为:制备带有铝层且界有冶金结合的高双金属无缝铝管;双金属复合弯头及三通的塑性成形规律及变形机理;铝层的陶瓷化以致密的α-A l_2O_3采用压剪试验、径向压扁及弯曲试验对双金属无缝铝管的结合性能进行了铝-铁、铝-316L不锈钢、铝-CLA M钢的界面剪切强度分别为76.075.673.8MPa三种体系的无缝铝管弯曲试样内弯及外弯角度超出138°时、径向压扁率为33%时,界面无任何开裂。采用复合工艺制备了尺寸精度高、内表面好、界面结合强度高的双金属无缝铝管。对铝-316L不锈钢体系、铝-铁体系、铝-CLA M钢体系的双金属无缝铝管起爆端、无缝铝管中部及尾部结合进行了评价。结果表明,铝覆层与基管的界面结合性能优良,可以经受大的塑性变形。研究结果表明,相同的管坯直径条件下,随着弯曲段相对弯曲半径的增大,无缝铝管坯材料的贴模效果、圆截面畸变及壁厚均匀性得以明显;芯棒材料对于成形效果具有重要影响,使用刚性芯棒和低熔点合金芯棒对于减。铝-无缝铝管的冷推弯成形中,采用有限元研究了不同的相对半径、不同的芯棒材料及系数对推弯成形效果的影响。另外,研究了两端带有直段且具有矩形截面的铝-CLA M钢双金属特殊弯管冷推弯成形,提出了不同于圆形截面管材的推弯塑性变形机理:材料的流动沿轴向进行,难以越过刚性棱边进行径向补料,故终造成弯曲段外侧减薄难以快速补料,减薄更加严重;弯曲段内侧则由于刚性区的作用,增厚现象得以。铝-无缝铝管的内高压成形中,采用有限元模拟研究了支管顶部位置及过渡圆角区域的钢层节点、铝层节点随时间变化的历史曲线;其次研究了各金属层在典型截面线上的厚度分布规律,并与单层不锈钢三通壁厚规律进行了对比分析。铝-铁双金属复合弯头的冷推弯成形中,研究了推弯后的界面结合情况、等效应力场及应变场。另外,对复合三通成形中的内压力、系数以及推进距离对于支管高度以及壁厚减薄率的影响规律进行了研究。结果表明,复合三通的成形内压不宜过高;应选择具有较小系数的剂;轴向推进距离对于复合三通的壁厚均匀性无明显影响,但对支管高度影响较大。铝-CLA M钢体系的双金属复合三通的内高压成形中,研究了内压及系数对铝-CLA M钢铁双金属壁厚分布及支管高度影响。根据模拟结果,对铝-冷推弯、铝-铁及铝-CLA M体系的双金属复合三通进行了实际的内高压成形试验,终了高的复合三通无缝铝管。通过上述工艺,可实现在无缝铝管内表面制备氧化铝层。首先对铝-钛进行复合,对复合后的界面形貌、元素分布及物相进行了表征;对内、外层的界面结合强度以及压扁、压缩等性能进行了采用冷推弯及液压胀形工艺成功制备了铝-钛双金属复合弯头及三通无缝铝管。采用微弧氧化工艺对铝-316L不锈钢、铝-铁、铝-CLA M钢及铝-钛体系的双金属复合无缝铝管铝层进行陶瓷化处理。首先研究了基于硅酸盐体系的电解液、电流密度及氧化时间对氧化铝层厚度、显微硬度、表面粗糙度及氧化铝晶型的影响规律并分析了微弧氧化成膜机理。研究结果表明,采用2g/L3g/L硅酸钠、5g/L六偏钠、10g/L酒石酸钠的电解液,通过20A /dm~2电流密度90min氧化处理可致密的厚度约为145μm且α-A l_2O_3含量超出67.2%高陶瓷层。通过使用含有氧化铬粒子的电解液,可以制备出Al_2O_3+Cr_2O_3复合陶瓷层。结果表明,氧化铝层、复合陶瓷层与基体的结合性能不低于55N及60NAl_2O_3+Cr_2O_3复合陶瓷层的磨损量小,Al_2O_3层次之;带有氧化铝陶瓷层试样的自腐蚀电位Ecoor约为-0.26V腐蚀电流Icorr约为1.1E-7Al_2O_3+Cr_2O_3复合陶瓷层的自腐。异种材料无缝铝管磁脉冲焊接(MPW利用磁脉冲成形原理,室温条件下实现的高速、固相连接,工艺条件下,能度的焊接接头。将MPW应用于铝合金-钢等异种材料的管-管焊接有利于实现零件轻量化结构设计。本文从一个圆钢冲焊接原理和特点出发,利用3A 21铝合金无缝铝管高应变速率下的本构关系,采用数值模拟和工艺试验相结合的对Al-Fe异种无缝铝管磁脉冲焊接工艺进行了研究。冷推弯无缝铝管可以经受大的塑性变形 为此,本文针对现有电磁成形装置成形能力低、

控制性能不佳等问题,无缝铝管电磁成形装置平台研制中借鉴了脉冲强磁场装置的设计理念,有效了装置性能水平。此基础上,完成了可实现两级以上成形磁场产生与控制的多线圈、多电源成形实验的搭建,为后续章节开展无缝铝管电磁成形实验研究提供了装置平台,并为同类电磁成形样机的研制提供了很好的思路。研究发现:无缝铝管上的电磁力分布特征与线圈和无缝铝管高度比密切相关,直接决定无缝铝管的变形行为,而在单线圈无缝铝管电磁胀拉成形中,对应不同高度的成形线圈,无缝铝管上的电磁力分布呈现单一的规律,且可控性差,使得无缝铝管无法同时胀形深度和端部流动的要求。后,探究不同条件和下工件的成形行为是改进和成形装置、成形工艺的重要依据。为此,1开展了单线圈-单电源下无缝铝管胀拉成形行为的数值和实验研究。随着初始放电电压的增大,线圈高度小于或等于无缝铝管高度时,无缝铝管将出现减薄破裂;线圈高度大于无缝铝管时,无缝铝管将出现上下端“贴合”现象,使得无缝铝管胀形深度继续存在瓶颈。此外,力亦将对无缝铝管中部胀形深度和端部流动均产生影响,而力对无缝铝管电磁成形的影响程度取决于无缝铝管上径向电磁力的分布情况。2开展了多线圈-多电源下无缝铝管胀拉成形行为的数值和实验研究。为单线圈-单电源成形的成形能力和调控能力,提出并开展了三线圈无缝铝管电磁成形和背景场辅助电磁成形研究。研究发现:对于无缝铝管三线圈成形,通过在无缝铝管上、下两端各放置一个成形线圈组成上、下线圈组,与无缝铝管中心处成形线圈分别由两套的脉冲电容器电源供电,可调节无缝铝管上轴向电磁力和径向电磁力分布,有效了成形效果;对。核聚变工程包层的管路对电绝缘、抗腐蚀等性能有特殊要求。

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