【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于金屬制品成形，具體涉及一種金屬制品及精確控制其形狀尺寸的成形裝置與方法，特別適合于橫截面尺寸精度要求高的貴金屬長材制品的低成本高效成形。
技術介紹
1、軋制是最重要的金屬制品成形方式，具有生產成本低、生產效率高、自動化程度高，適于大批量連續生產等優點。但是，在傳統軋制過程中，由于存在軋輥彈跳(彈跳量有時可達2～3mm甚至更高)及無約束寬展(展寬量通常在1％～3％)，導致出現金屬制品的寬度和高度尺寸波動較大、尺寸的一致性和均勻性較差、尺寸的精度難以控制等問題，極大地限制了軋制技術的功能發揮和推廣應用。
2、因此，有必要開發一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形新方法，短流程低成本成形出橫截面尺寸精度高的金屬制品，尤其適用于橫截面尺寸精度要求高的貴金屬長材制品的低成本高效成形。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是將上下約束的冷軋變形與周向約束的帶溫變形相結合，提供一種金屬制品及精確控制其形狀尺寸的成形裝置與方法，能有效避免傳統軋制過程中的軋輥彈跳及無約束寬展對金屬制品橫截面尺寸精度的不利影響，確保金屬制品的寬度和高度的尺寸精度高、尺寸的一致性和均勻性好，低成本高效成形橫截面尺寸精確控制的高質量金屬制品，特別適用于橫截面尺寸精度要求高的貴金屬長材制品的低成本高效成形。
2、根據本專利技術技術方案的第一方面，提供一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，包括頂出桿、定位機構、軋機、加熱器和定形模具，
3、其中，所述軋機安裝在所述定位機構和所述定
4、所述定位機構安裝在所述頂出桿和所述軋機之間，且位于所述軋機的軋機輥縫入口處；
5、所述定形模具安裝在所述軋機的軋機輥縫出口處；
6、所述加熱器安裝在所述軋機輥縫出口與所述定形模具之間或安裝在所述定形模具四周；
7、所述頂出桿、所述定位機構與所述定形模具安裝時沿軋制方向水平居中在一條中心線上，所述頂出桿、所述定位機構、所述軋機輥縫與所述定形模具安裝時沿軋制方向位于同一個水平面上。
8、進一步的，所述加熱器為激光加熱器、感應加熱器、電阻加熱器或電子束加熱器中的至少一種。
9、進一步的，所述定形模具為直通孔模具。
10、進一步的，在所述定形模具一側安裝超聲波振動機構。
11、根據本專利技術技術方案的第二方面，提供一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形方法，包括如下步驟：
12、步驟1：開啟所述軋機和所述加熱器；
13、步驟2：將金屬坯料穿過所述定位機構；
14、步驟3：在所述頂出桿的作用下，將所述金屬坯料送入所述軋機的所述軋機輥縫內；
15、步驟4：對所述金屬坯料進行冷軋變形，得到金屬軋件；
16、步驟5：在所述軋機的軋制摩擦水平推力作用下，所述金屬軋件隨即進入所述定形模具中進行帶溫變形；
17、步驟6：采用所述頂出桿將所述定形模具中的殘留金屬全部推出，獲得金屬制品。
18、進一步的，所述金屬坯料冷軋變形的壓下量為10％～90％，所述金屬軋件帶溫變形的變形量為1％～40％。
19、進一步的，對所述金屬坯料在室溫或低溫加熱狀態下進行冷軋變形，所述低溫加熱是離線加熱或在線加熱。
20、進一步的，所述金屬坯料冷軋變形或所述金屬軋件帶溫變形過程中添加潤滑劑或不添加潤滑劑。
21、進一步的，對所述金屬制品進行后續機加工。
22、進一步的，所述金屬制品的材質是銅、鋁、鎂、鐵、鈦、鎳、鋅、錫、金、銀、鉑、鋯、鈮、鉭或上述任一金屬材料的合金，或鋼鐵、金屬復合材料。
23、進一步的，所述金屬制品的形狀為板材、棒材、線材、管材或型材。
24、根據本專利技術技術方案的第三方面，提供一種高質量金屬制品，所述金屬制品采用根據以上任一方面所述的方法成形獲得。
25、本專利技術的主要優點：
26、(1)本專利技術的成形裝置將上下約束的冷軋變形與周向約束的帶溫變形進行有機結合，實現了先冷軋大變形量粗成形后帶溫小變形量精成形，借助冷軋的軋制摩擦水平推力推動金屬軋件進入定形模具進行周向約束變形，通過上下約束變形與周向約束變形一體化，有效避免了傳統軋制過程中的軋輥彈跳及無約束寬展對金屬制品橫截面尺寸精度的不利影響，降低了設備投入，減少了場地空間，設備結構簡單、零部件更換方便，生產及維護成本低。
27、(2)本專利技術的成形方法利用軋機對金屬坯料進行大變形量的上下約束冷軋變形，利用定形模具對金屬軋件進行小變形量的周向約束帶溫變形，充分發揮了傳統上下約束冷軋變形的變形量大和生產靈活性高等優點以及周向約束帶溫變形的橫截面尺寸精度高等優點，確保了金屬制品的寬度和高度的尺寸精度高、尺寸的一致性和均勻性好，具有工藝簡單高效、金屬制品的品種和規格的適應性強、材料利用率和成材率高、流程短、能耗低和生產成本低等特點，有利于低成本高效成形橫截面尺寸精確控制的高質量金屬制品，尤其適用于橫截面尺寸精度要求高的貴金屬長材制品的低成本高效成形。
28、(3)本專利技術的金屬制品受益于上下約束的冷軋變形與周向約束的帶溫變形，有利于金屬制品獲得精確的橫截面形狀尺寸以及致密的內部組織和高的內外質量，避免了傳統冷軋變形導致的金屬制品的形狀尺寸精度不高、材料利用率低等問題，以及大變形量下內部組織致密、晶粒細小、性能好與小變形量下外在形狀尺寸精度高之間難以協調一致的矛盾，具有高的橫截面尺寸精度和優異的綜合性能。
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1.一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，其特征在于，包括頂出桿、定位機構、軋機、加熱器和定形模具；
2.如權利要求1所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，其特征在于，所述加熱器為激光加熱器、感應加熱器、電阻加熱器或電子束加熱器中的至少一種。
3.如權利要求1所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，其特征在于，所述定形模具為直通孔模具。
4.如權利要求1所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，其特征在于，在所述定形模具一側安裝超聲波振動機構。
5.一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形方法，其特征在于，所述成形方法基于根據權利要求1至4中任一項所述的成形裝置進行操作，所述成形方法包括如下步驟：
6.如權利要求5所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形方法，其特征在于，所述金屬坯料冷軋變形的壓下量為10％～90％，所述金屬軋件帶溫變形的變形量為1％～40％。
7.如權利要求5所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形方法，其特征在于，對所述金屬坯料在室溫或低溫加熱狀態下進行冷軋變形，所述低溫加熱
8.如權利要求5所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形方法，其特征在于，對所述金屬制品進行后續機加工。
9.如權利要求5所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形方法，其特征在于，所述金屬制品的材質是銅、鋁、鎂、鐵、鈦、鎳、鋅、錫、金、銀、鉑、鋯、鈮、鉭或上述任一金屬材料的合金，或鋼鐵、金屬復合材料；所述金屬制品的形狀為板材、棒材、線材、管材或型材。
10.一種金屬制品，其特征在于，所述金屬制品采用根據權利要求5至9中任一項所述的方法成形獲得。
...【技術特征摘要】
1.一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，其特征在于，包括頂出桿、定位機構、軋機、加熱器和定形模具；
2.如權利要求1所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，其特征在于，所述加熱器為激光加熱器、感應加熱器、電阻加熱器或電子束加熱器中的至少一種。
3.如權利要求1所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，其特征在于，所述定形模具為直通孔模具。
4.如權利要求1所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形裝置，其特征在于，在所述定形模具一側安裝超聲波振動機構。
5.一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形方法，其特征在于，所述成形方法基于根據權利要求1至4中任一項所述的成形裝置進行操作，所述成形方法包括如下步驟：
6.如權利要求5所述的一種精確控制金屬制品形狀尺寸的成形方法，其特征在于，所述金屬坯料冷軋變形的壓下量為10...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉雪峰，王文靜，馬欣，杜天任，劉子涵，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：
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