本發(fā)明屬于管件成型技術領域，具體涉及一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法。

背景技術：
稀有金屬例如鈦、鋯、鉭、鎳等，由于這些材料在石油、化工、制藥等行業(yè)中較為苛刻的工況條件下，能夠表現(xiàn)出很好的耐蝕，耐高溫強度，良好的導熱性等特點而被廣泛的應用。但是這些材料價格卻相對較高，對于不承受壓力只要求耐蝕的管件，材料成本是人們主要考慮的問題，在保證管件強度的前提下，盡量使用壁厚較薄的材料制備。在彎頭冷成型過程中，工件與模具之間的摩擦力，以及在“R”區(qū)的變形力都很大。公稱直徑在DN15mm～DN100mm范圍內的90°彎頭，使用壁厚大于1.5mm，且徑厚比小于15的稀有金屬管坯，利用冷成型模具(包括鋼球)可以直接成型。這是因為管坯壁厚較厚，具有一定的剛度，且在變形最大的內弧側和外弧側利用壁厚增厚和減薄，從而抵抗摩擦力和變形力，使彎頭達到要求尺寸。當使用壁厚為0.4mm～1.5mm，且徑厚比大于等于15的稀有金屬管坯，利用冷成型模具(包括鋼球)將很難成型。這是因為：一、管坯較薄，其本身的剛度不能夠抵抗摩擦力和變形力，如果不用任何工裝輔助成型，在沖頭下壓力的作用下管坯極易出現(xiàn)褶皺甚至材料堆積的現(xiàn)象；二、管坯壁厚為0.4mm～1.5mm，而模具孔與沖頭外徑之間的間隙約為0.3mm～0.8mm，沖頭與模具孔同心度如果稍有偏差，將極易出現(xiàn)部分管坯無法接觸到沖頭下壓面，即壓偏現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)壓偏該彎頭將無法成型，同時還會損傷模具。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法。該方法能夠有效地解決稀有金屬薄壁彎頭成型難度大，尤其是壁厚為0.4mm～1.5mm的彎頭成型難度更大的問題。采用該方法只需使用普通的彎頭成型模具，即可得到壁厚為0.4mm～1.5mm的稀有金屬薄壁彎頭，具有產品質量高，成品率高達98％的顯著特點。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、根據(jù)所要成型的薄壁彎頭的材質和尺寸選擇稀有金屬管并對所述稀有金屬管進行切割，得到管坯，然后根據(jù)所述管坯的尺寸選擇外套鋼管和內襯鋼管；所述管坯、外套鋼管和內襯鋼管的長度均相同；步驟二、將步驟一中所述外套鋼管、管坯和內襯鋼管按照由外至內的順序套裝在一起，得到復合管，然后在所述復合管的兩端進行點焊使外套鋼管、管坯和內襯鋼管三者固定在一起；步驟三、在步驟二中點焊后的復合管的一端進行整體切割形成第一斜面，在點焊后的復合管的另一端進行部分切割形成平臺和第二斜面，得到異形復合管；所述異形復合管沿復合管中軸線和所述平臺的中心線的截面為五邊形，所述五邊形包括平行設置的左邊L1和右邊L2，用于連接左邊L1下端和右邊L2下端的第一斜邊L3，與左邊L1垂直的直邊L5，和用于連接直邊L5和右邊L2上端的第二斜邊L4，所述第一斜邊L3與左邊L1的夾角為52°，第二斜邊L4與右邊L2的延長線的夾角為45°，所述左邊L1的長度大于右邊L2的長度；步驟四、對步驟三中所述異形復合管位于第一斜面和第二斜面的端部均進行間斷焊形成焊點，并對異形復合管位于所述平臺的端部進行滿焊形成焊縫，然后在所述焊縫上機加工出一個平面；步驟五、將步驟四中機加工后的異形復合管置于彎頭成型模具的模腔內，使異形復合管的短邊位于模腔的內彎部一側，長邊位于模腔的外彎部一側，并使焊縫朝上放置，對異形復合管進行冷成型，得到復合彎頭；步驟六、按照所要成型的薄壁彎頭尺寸對步驟五中所述復合彎頭進行機械加工去除復合彎頭兩端多余部分，然后酸洗去除外套鋼管和內襯鋼管，得到壁厚為0.4mm～1.5mm的稀有金屬薄壁彎頭。上述的一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法，其特征在于，步驟一中所述稀有金屬管為純鈦管、純鋯管、純鎳管或純鉭管。上述的一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法，其特征在于，步驟一中所述外套鋼管的內徑比管坯的外徑大0.2mm～1mm，外套鋼管內表面的粗糙度不大于6.3μm，外套鋼管的壁厚為1mm～1.5mm。上述的一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法，其特征在于，步驟一中所述內襯鋼管的外徑比管坯的內徑小0.2mm～1mm，內襯鋼管外表面的粗糙度不大于6.3μm，內襯鋼管的壁厚為1mm～1.5mm。上述的一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法，其特征在于，步驟三中所述直邊L5的長度為外套鋼管直徑的1/5。上述的一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法，其特征在于，步驟四中機加工的深度不大于焊縫厚度的1/2。上述的一種稀有金屬薄壁彎頭的冷成型方法，其特征在于，步驟五中冷成型過程中對異形復合管進行通球整形。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明能夠有效地解決稀有金屬薄壁彎頭成型難度大，尤其是壁厚為0.4mm～1.5mm的彎頭成型難度更大的問題。采用本發(fā)明的冷成型方法，只需使用普通的彎頭成型模具，即可得到壁厚為0.4mm～1.5mm的稀有金屬薄壁彎頭，具有產品質量高，成品率高達98％的顯著特點。2、本發(fā)明在彎頭成型前，用內、外兩根鋼管將稀有金屬管坯夾在中間，使得管坯在成型過程中受到內、外鋼管的夾持作用，并充分利用內鋼管的剛度和外鋼管的保護，同時增加了管坯的壁厚，增大了受力面積，最終得到壁厚為0.4mm～1.5mm的薄壁彎頭，從而有效控制成品彎頭出現(xiàn)外弧開裂和內弧起皺現(xiàn)象，避免了壓偏現(xiàn)象的發(fā)生，保護成品薄壁彎頭的表面不受損傷，同時對模具也起到了一定的保護作用。3、本發(fā)明方法新穎，可靠實用，工藝先進，特別適用于價格較高的稀有金屬材料制壁厚為0.4mm～1.5mm的薄壁彎頭的中小批量生產，既能大大降低使用該彎頭設備的生產成本，又能保持設備整體的耐蝕性，顯著提高企業(yè)的經濟效益。下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明技術方案做進一步的詳細說明。附圖說明圖1為本發(fā)明的異形復合管的立體結構示意圖。圖2為本發(fā)明的異形復合管沿中軸線和平臺的中心線的截面示意圖。圖3為本發(fā)明在焊縫上機加工出平面的異形復合管的結構示意圖。圖4為本發(fā)明異形復合管置于模具模腔中的位置關系示意圖。附圖標記說明:1—外套鋼管；2—管坯；3—內襯鋼管；4—焊點；5—焊縫；6—第一斜面；7—平臺；8—第二斜面。具體實施方式實施例1本實施例所要成型的薄壁彎頭的材質為純鉭，規(guī)格為DN20Ⅰ-0.4-Ta190E(L)，成型方法具體為：步驟一、選擇外徑為25mm，壁厚為0.5mm的Ta1純鉭管并進行切割，得到長度為95mm，外徑為25mm，壁厚為0.5mm的管坯2，選擇長度為95mm，外徑為28mm，壁厚為1mm的外套鋼管1，長度為95mm，外徑為23.8mm，壁厚為1.5mm的內襯鋼管3；所述外套鋼管1內表面的粗糙度不大于6.3μm；所述內襯鋼管3外表面的粗糙度不大于6.3μm；步驟二、將步驟一中所述外套鋼管1、管坯2和內襯鋼管3按照由外至內的順序套裝在一起，得到復合管，然后在所述復合管的兩端分別點焊3～4個點使外套鋼管1、管坯2和內襯鋼管3三者固定在一起；步驟三、在步驟二中點焊后的復合管的一端進行整體切割形成第一斜面6，在點焊后的復合管的另一端進行部分切割形成平臺7和第二斜面8，得到異形復合管；如圖1所示，所述異形復合管沿復合管中軸線和所述平臺7的中心線的截面為五邊形，所述五邊形包括平行設置的左邊L1和右邊L2，用于連接左邊L1下端和右邊L2下端的第一斜邊L3，與左邊L1垂直的直邊L5，和用于連接直邊L5和右邊L2上端的第二斜邊L4，所述第一斜邊L3與左邊L1的夾角為52°，第二斜邊L4與右邊L2的延長線的夾角為45°，所述左邊L1的長度大于右邊L2的長度，所述直邊L5的長度為5.6mm；步驟四、對步驟三中所述異形復合管位于第一斜面6和第二斜面8的端部均進行間斷焊形成焊點4，并對異形復合管位于所述平臺7的端部進行滿焊形成厚度為1.5mm的焊縫5，然后在所述焊縫5上機加工出一個平面，機加工的深度為0.5mm；步驟五、將步驟四中機加工后的異形復合管置于彎頭成型模具的模腔內，使異形復合管的短邊位于模腔的內彎部一側，長邊位于模腔的外彎部一側，并使焊縫5朝上放置，對異形復合管進行冷成型，冷成型過程中對異形復合管進行通球整形，得到復合彎頭；步驟六、按照所要成型的薄壁彎頭尺寸對步驟五中所述復合彎頭進行機械加工去除復合彎頭兩端多余部分，然后酸洗去除外套鋼管1和內襯鋼管3，得到公稱直徑為DN20mm，壁厚為0.4mm的成品彎頭。本實施例成型的成品彎頭內外表面能夠保持原始管坯的表面粗糙度，外觀質量好，成品率達到98％。實施例2本實施例所要成型的薄壁彎頭的材質為純鈦，規(guī)格為DN25Ⅱ-0.8-TA190E(L)，成型方法具體為：步驟一、選擇外徑為32mm，壁厚為0.8mm的TA1純鈦管并進行切割，得到長度為95mm，外徑為32mm，壁厚為0.8mm的管坯2，選擇長度為95mm，外徑為35.2mm，壁厚為1.5mm的外套鋼管1，長度為95mm，外徑為30mm，壁厚為1.5mm的內襯鋼管3；所述外套鋼管1內表面的粗糙度不大于6.3μm；所述內襯鋼管3外表面的粗糙度不大于6.3μm；步驟二、將步驟一中所述外套鋼管1、管坯2和內襯鋼管3按照由外至內的順序套裝在一起，得到復合管，然后在所述復合管的兩端分別點焊3～4個點使外套鋼管1、管坯2和內襯鋼管3三者固定在一起；步驟三、在步驟二中點焊后的復合管的一端進行整體切割形成第一斜面6，在點焊后的復合管的另一端進行部分切割形成平臺7和第二斜面8，得到異形復合管；如圖1所示，所述異形復合管沿復合管中軸線和所述平臺7的中心線的截面為五邊形，所述五邊形包括平行設置的左邊L1和右邊L2，用于連接左邊L1下端和右邊L2下端的第一斜邊L3，與左邊L1垂直的直邊L5，和用于連接直邊L5和右邊L2上端的第二斜邊L4，所述第一斜邊L3與左邊L1的夾角為52°，第二斜邊L4與右邊L2的延長線的夾角為45°，所述左邊L1的長度大于右邊L2的長度；所述直邊L5的長度為7.2mm；步驟四、對步驟三中所述異形復合管位于第一斜面6和第二斜面8的端部均進行間斷焊形成焊點4，并對異形復合管位于所述平臺7的端部進行滿焊形成厚度為2mm的焊縫5，然后在所述焊縫5上機加工出一個平面，機加工的深度為1mm；步驟五、將步驟四中機加工后的異形復合管置于彎頭成型模具的模腔內，使異形復合管的短邊位于模腔的內彎部一側，長邊位于模腔的外彎部一側，并使焊縫5朝上放置，對異形復合管進行冷成型，得到復合彎頭；步驟六、按照所要成型的薄壁彎頭尺寸對步驟五中所述復合彎頭進行機械加工去除復合彎頭兩端多余部分，然后酸洗去除外套鋼管1和內襯鋼管3，得到公稱直徑為DN25mm，壁厚為0.8mm的成品彎頭。本實施例成型的成品彎頭內外表面能夠保持原始管坯的表面粗糙度，外觀質量好，成品率達到98％。實施例3本實施例所要成型的薄壁彎頭的材質為純鎳，規(guī)格為DN32Ⅱ-1-N690E(L)，成型方法具體為：步驟一、選擇外徑為38mm，壁厚為1mm的純鎳管并進行切割，得到長度為105mm，外徑為38mm，壁厚為1mm的管坯2，選擇長度為105mm，外徑為41.2mm，壁厚為1.2mm的外套鋼管1，長度為105mm，外徑為35mm，壁厚為1mm的內襯鋼管3；所述外套鋼管1內表面的粗糙度不大于6.3μm；所述內襯鋼管3外表面的粗糙度不大于6.3μm；步驟二、將步驟一中所述外套鋼管1、管坯2和內襯鋼管3按照由外至內的順序套裝在一起，得到復合管，然后在所述復合管的兩端分別點焊3～4個點使外套鋼管1、管坯2和內襯鋼管3三者固定在一起；步驟三、在步驟二中點焊后的復合管的一端進行整體切割形成第一斜面6，在點焊后的復合管的另一端進行部分切割形成平臺7和第二斜面8，得到異形復合管；如圖1所示，所述異形復合管沿復合管中軸線和所述平臺7的中心線的截面為五邊形，所述五邊形包括平行設置的左邊L1和右邊L2，用于連接左邊L1下端和右邊L2下端的第一斜邊L3，與左邊L1垂直的直邊L5，和用于連接直邊L5和右邊L2上端的第二斜邊L4，所述第一斜邊L3與左邊L1的夾角為52°，第二斜邊L4與右邊L2的延長線的夾角為45°，所述左邊L1的長度大于右邊L2的長度；所述直邊L5的長度為8.4mm；步驟四、對步驟三中所述異形復合管位于第一斜面6和第二斜面8的端部均進行間斷焊形成焊點4，并對異形復合管位于所述平臺7的端部進行滿焊形成厚度為1.5mm的焊縫5，然后在所述焊縫5上機加工出一個平面，機加工的深度為0.6mm；步驟五、將步驟四中機加工后的異形復合管置于彎頭成型模具的模腔內，使異形復合管的短邊位于模腔的內彎部一側，長邊位于模腔的外彎部一側，并使焊縫5朝上放置，對異形復合管進行冷成型，冷成型過程中對異形復合管進行通球整形，得到復合彎頭；步驟六、按照所要成型的薄壁彎頭尺寸對步驟五中所述復合彎頭進行機械加工去除復合彎頭兩端多余部分，然后酸洗去除外套鋼管1和內襯鋼管3，得到公稱直徑為DN32mm，壁厚為1mm的成品彎頭。本實施例成型的成品彎頭內外表面能夠保持原始管坯的表面粗糙度，外觀質量好，成品率達到98％。實施例4本實施例所要成型的薄壁彎頭的材質為純鋯，規(guī)格為DN40Ⅱ-1.5-R6070290E(L)，成型方法具體為：步驟一、選擇外徑為45mm，壁厚為1.5mm的純鋯管并進行切割，得到長度為150mm，外徑為45mm，壁厚為1.5mm的管坯2，選擇長度為150mm，外徑為49mm，壁厚為1.5mm的外套鋼管1，長度為150mm，外徑為41mm，壁厚為1.2mm的內襯鋼管3；所述外套鋼管1內表面的粗糙度不大于6.3μm；所述內襯鋼管3外表面的粗糙度不大于6.3μm；步驟二、將步驟一中所述外套鋼管1、管坯2和內襯鋼管3按照由外至內的順序套裝在一起，得到復合管，然后在所述復合管的兩端分別點焊3～4個點使外套鋼管1、管坯2和內襯鋼管3三者固定在一起；步驟三、在步驟二中點焊后的復合管的一端進行整體切割形成第一斜面6，在點焊后的復合管的另一端進行部分切割形成平臺7和第二斜面8，得到異形復合管；如圖1所示，所述異形復合管沿復合管中軸線和所述平臺7的中心線的截面為五邊形，所述五邊形包括平行設置的左邊L1和右邊L2，用于連接左邊L1下端和右邊L2下端的第一斜邊L3，與左邊L1垂直的直邊L5，和用于連接直邊L5和右邊L2上端的第二斜邊L4，所述第一斜邊L3與左邊L1的夾角為52°，第二斜邊L4與右邊L2的延長線的夾角為45°，所述左邊L1的長度大于右邊L2的長度；所述直邊L5的長度為9.8mm；步驟四、對步驟三中所述異形復合管位于第一斜面6和第二斜面8的端部均進行間斷焊形成焊點4，并對異形復合管位于所述平臺7的端部進行滿焊形成厚度為1.8mm的焊縫5，然后在所述焊縫5上機加工出一個平面，機加工的深度為0.8mm；步驟五、將步驟四中機加工后的異形復合管置于彎頭成型模具的模腔內，使異形復合管的短邊位于模腔的內彎部一側，長邊位于模腔的外彎部一側，并使焊縫5朝上放置，對異形復合管進行冷成型，冷成型過程中對異形復合管進行通球整形，得到復合彎頭；步驟六、按照所要成型的薄壁彎頭尺寸對步驟五中所述復合彎頭進行機械加工去除復合彎頭兩端多余部分，然后酸洗去除外套鋼管1和內襯鋼管3，得到公稱直徑為DN40mm，壁厚為1.5mm的成品彎頭。本實施例成型的成品彎頭內外表面能夠保持原始管坯的表面粗糙度，外觀質量好，成品率達到98％。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。