一种适用于管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光方法

塑料加工应用技术1.本发明涉及一种适用于管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光方法，属于模具抛光加工技术领域。本抛光方法适用于对外径为40mm至120mm的管材拉拔芯头的外表面进行抛光。背景技术：2.表面粗糙度是评定金属管材表面质量的一项重要指标，管材拉拔芯头工作表面的质量是影响管材内表面粗糙度的关键因素之一。为提高金属管材的内表面质量和减低摩擦损耗，一般需要对管材拉拔芯头进行机械抛光和表面渗氮处理。3.发明人在观察铝管冷拉拔过程时，发现芯头在使用一段时间后，拉拔所得管材的内表面粗糙度会明显降低，稳定一段时间后，随着芯头的继续使用，拉制管材内表面的粗糙度又继续升高。这一现象说明管材拉拔芯头在使用一段时间后，在芯头工作表面形成的形貌可以显著降低拉制管材内表面的粗糙度，这是由于拉制材料在发生塑性变形的同时，其塑性变形流体也对拉拔芯头的外表面进行了研磨抛光，在芯头的外表面逐渐形成了有利于金属流动的微观形貌，其宏观表现为拉制管材内表面的表面粗糙度显著降低。根据这一现象可以得出一种新的管材拉拔芯头抛光方法——对管材拉拔芯头进行塑性变形流体抛光。具体方法是使用经过机械抛光后的芯头进行管材拉拔，待拉制管材内表面的粗糙度降到稳定值时，停止拉拔，然后对芯头进行渗氮处理以强化模具表面。也就是将传统管材拉拔芯头的表面处理工艺由“机械抛光→表面渗氮”修改为“机械抛光→塑性变形流体抛光→表面渗氮”。使用修改之后工艺加工的管材拉拔芯头可用于制备低内表面粗糙度的拉制管材，可用于最后一道次成品管材的拉制加工。4.用于对芯头进行塑性变形流体抛光的管材，在抛光结束后可视为中间产品，作为坯料继续生产下一规格的管材。也可以作为对内表面粗糙度要求不高的成品管材。技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种适用于管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光方法。6.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种适用于管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光方法，包括如下步骤：（1）机械抛光：对外径为40mm～120mm的管材拉拔芯头的外表面进行机械抛光，抛光至表面粗糙度为ra0.2。7.（2）塑性变形流体抛光：采用6063铝合金或5a02铝合金管坯作为原材料，使用经过机械抛光后的管材拉拔芯头进行管材拉拔，在拉拔过程中铝合金管坯发生塑性变形，其塑性变形流体对芯头的外表面进行了研磨抛光，在芯头的外表面逐渐形成了有利于金属流动的微观形貌，其宏观表现为拉制铝合金管内表面的表面粗糙度逐渐降低。待拉制铝合金管内表面的粗糙度降至ra0.4～ra0.8时，停止拉拔。8.（3）渗氮热处理：对经过铝合金塑性变形流体抛光后的管材拉拔芯头进行离子渗氮热处理，提高管材拉拔芯头的表面硬度和耐磨性。9.一种优选技术方案，其特征在于：所述的步骤（1）、（2）和（3）中所述的管材拉拔芯头的材料为冷作模具钢cr12mov。10.一种优选技术方案，其特征在于：所述的步骤（3）中所述的离子渗氮热处理工艺为温度510～530℃，保温时间5～7小时。11.本发明的有益效果为：使用经过塑性变形流体抛光之后的管材拉拔芯头进行管材的拉制加工，可以降低拉制管材内表面的表面粗糙度，提高管材内表面的表面质量。附图说明12.图1为管材拉拔芯头（圆柱形芯头）的结构示意图。具体实施方式13.下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。14.实施例1外径40mm管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光：（1）机械抛光：对外径40mm的cr12mov管材拉拔芯头的外表面进行机械抛光，抛光至表面粗糙度为ra0.2。15.（2）塑性变形流体抛光：采用6063铝合金管坯作为原材料，使用经过机械抛光后的管材拉拔芯头进行管材拉拔，在拉拔过程中铝合金管坯发生塑性变形，其塑性变形流体对芯头的外表面进行了抛光。待拉制铝合金管内表面的粗糙度降至ra0.4时，停止拉拔。16.（3）渗氮热处理：对经过铝合金塑性变形流体抛光后的管材拉拔芯头进行离子渗氮热处理，提高管材拉拔芯头的表面硬度和耐磨性。离子渗氮热处理工艺为温度510℃，保温时间5小时。17.实施例2外径120mm管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光：（1）机械抛光：对外径120mm的cr12mov管材拉拔芯头的外表面进行机械抛光，抛光至表面粗糙度为ra0.2。18.（2）塑性变形流体抛光：采用5a02铝合金管坯作为原材料，使用经过机械抛光后的管材拉拔芯头进行管材拉拔，在拉拔过程中铝合金管坯发生塑性变形，其塑性变形流体对芯头的外表面进行了抛光。待拉制铝合金管内表面的粗糙度降至ra0.8时，停止拉拔。[0019] （3）渗氮热处理：对经过铝合金塑性变形流体抛光后的管材拉拔芯头进行离子渗氮热处理，提高管材拉拔芯头的表面硬度和耐磨性。离子渗氮热处理工艺为温度530℃，保温时间7小时。技术特征：1.一种适用于管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光方法，可用于对外径为40mm～120mm的管材拉拔芯头的外表面进行抛光，包括如下步骤：（1）机械抛光：对外径为40mm～120mm的管材拉拔芯头的外表面进行机械抛光，抛光至表面粗糙度为ra0.2；（2）塑性变形流体抛光：采用6063铝合金或5a02铝合金管坯作为原材料，使用经过机械抛光后的管材拉拔芯头进行管材拉拔，在拉拔过程中铝合金管坯发生塑性变形，其塑性变形流体对芯头的外表面进行了研磨抛光，在芯头的外表面逐渐形成了有利于金属流动的微观形貌，其宏观表现为拉制铝合金管内表面的表面粗糙度逐渐降低；待拉制铝合金管内表面的粗糙度降至ra0.4～ra0.8时，停止拉拔；（3）渗氮热处理：对经过铝合金塑性变形流体抛光后的管材拉拔芯头进行离子渗氮热处理，提高管材拉拔芯头的表面硬度和耐磨性。2.按照权利要求1所述的适用于管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光方法，其特征在于：所述的步骤（1）、（2）和（3）中所述的管材拉拔芯头的材料为冷作模具钢cr12mov。3.按照权利要求1所述的适用于管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光方法，其特征在于：所述的步骤（3）中所述的离子渗氮热处理工艺为温度510～530℃，保温时间5～7小时。技术总结本发明涉及一种适用于管材拉拔芯头的塑性变形流体抛光方法，属于模具抛光加工技术领域，可用于对外径为40mm～120mm的管材拉拔芯头的外表面进行抛光。所采用的工艺步骤为：机械抛光技术研发人员：彭海健 张达响 林亮华受保护的技术使用者：东华理工大学技术研发日：2020.10.20技术公布日：2022/8/29









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