CN100591437C - U型吊夹模锻工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种主要用于电站锅炉制造过程中吊挂锅炉部件的U型吊夹的模锻工艺，制造一个锤锻模和一个切边模，该锤锻模的模腔轮廓与U型吊夹的轮廓基本一致，有锻造余量和出模斜度；先将材料锻成料坯，再将料坯置于模腔中锤锻成型，最后用切边模切除毛边；锤锻模的分模面位于U型吊夹的中心线，外出模斜度为7°，内出模斜度为5°，锤锻模的桥部具有阻流槽；料坯呈哑铃状。优点是：模具、料坯结构以及工艺步骤、条件合理实用，U型吊夹锻件一步锤锻成型，无须弯折吊耳，产品的质量符合要求，且生产效率高，最低班产量达200件以上，经济效益好。

Description

U型吊夹模锻工艺

技术领域

本发明涉及一种U型吊夹，主要用于电站锅炉制造过程中吊挂锅炉部件，具体涉及该U型吊夹的锻造工艺。

背景技术

U型吊夹是电站锅炉制造过程中使用的吊挂工具，用其将锅炉部件吊挂起来，进行组装、焊接。U型吊夹的用量大、规格多，但其基本结构相同，只是尺寸不同，其结构如图1(即图1-1、图1-2)所示：具有一个吊夹头1、两条吊耳，吊耳具有耳环3和耳柄2，两条吊耳竖直、对称布置在吊夹头1的顶端，构成夹状。传统的U型吊夹是铸钢件，金相组织致密度有限，且难免有气泡、夹砂等缺陷，使用性能较差，锅炉制造厂希望改为锻件，技术要求很高，除吊夹头上的螺孔、吊耳上的销孔以外，其余都是非加工面，吊夹头、吊耳的两侧不允许有斜度。

一些模锻厂家曾尝试模锻，因该U型吊夹的两条吊耳高而窄，其高宽比达8.1，构成一个很深的叉口，且该叉口由内向外呈收缩形，模锻时不易良好成形，故采用两步锻造工艺，先将吊夹的两条吊耳锻成水平状，再将两条吊耳相向弯折，形成叉口。问题是：由于弯折角度太大，超过90°，弯折时，叉口底部转角处内侧会产生严重折纹，外侧会严重拉伤，强度不符合要求，至今生产不出合格产品。

发明内容

本发明的目的，是提供一种U型吊夹模锻工艺，该工艺将U型吊夹一次锤锻成型，无须弯折吊耳。

本发明的技术方案是：

一种U型吊夹模锻工艺，该吊夹的U型叉口是异形，叉口开口部的宽度小于叉口下部宽度；其模锻工艺是：制造一个锤锻模和一个切边模，该锤锻模的模腔轮廓与U型吊夹的轮廓基本一致，有锻造余量和出模斜度；先将材料锻成料坯，再将料坯置于模腔中锤锻成型，最后用切边模切除毛边。

所述锤锻模分为上模和下模，其分模面位于U型吊夹的中心线；模腔的外出模斜度为7°，内出模斜度为5°

所述锤锻模的桥部具有阻流沟。

所述切边模包括凹模、冲头、冲头夹、毛边卸板，所述凹模的底面具有两块支承块和一块支承板，两块支承块对称布置于凹模底面的两端；支承板位于两块支承块之间，对应凹模的舌状体；所述冲头装配在冲头夹上，对应凹模的模腔；所述余边卸板布置在凹模的上方，通过支柱固定在凹模上。

上述模锻工艺的步骤是：

①.将棒料用胎模热锻成哑铃状料坯；

②.将料坯加热后置于锤锻模中锤锻成型，形成带毛边的吊夹坯，此时，吊耳耳环的端面是凸面；

③.将吊夹坯置于切边模中，切除毛边；

④.在两吊耳耳环之间垫平面胎模，锤锻，将耳环端面校成平面；

⑤.正火处理。

其工艺条件是：

-料坯加热温度1180～1200℃；

-锤锻模预热温度200～250℃；

-始锻温度1150～1180℃，终锻温度≥900℃；

-切边温度≥750℃；

-耳环端面校平温度900～1000℃；

-正火处理满足HB＜187。

所述哑铃状料坯的两个头部是立方形，中间的连接柄是圆柱形，连接柄与头部的过渡段是方变圆的锥台形。其中，一个头部用于成型吊夹头，连接柄用于成型耳柄，另一头部用于成型耳环，一个锥台用于成型耳环与耳柄的过渡部，另一锥台用于成型耳柄与吊夹头的过渡部。

本发明的优点是：由于成功地设计出模具和料坯结构，工艺步骤、条件合理实用，U型吊夹锻件一次锤锻成型，无须弯折吊耳，产品的质量符合要求，且生产效率高，最低班产量达200件以上，经济效益好。

下面结合附图和具体实施方式详细说明本发明。

附图说明

图1是U型吊夹产品结构图，即：

图1-1是主视图，图1-2是侧视图。

图2是U型吊夹坯料结构图。

图3是U型吊夹热锻件结构图，即：

图3-1是主视图，图3-2是侧视图。

图4是U型吊夹锻件中间检验结构图。

图5是U型吊夹锻件终检结构图。

图6是锤锻模结构图；

图6-1是图6的A-A视图；

图6-2是图6的B-B视图；

图6-3是图6的C-C视图。

图7是切边模结构图。

具体实施方式

首先加工好锤锻模和切边模。

参见图6：锤锻模由上模、下模组合构成，由于U型吊夹产品是对称结构，故分模面设在锻件的中心线上，这样既可保证锻件的外观与产品完全一致，又便于锻件充满成形。模腔轮廓与U型吊夹产品轮廓基本一致，但有锻造余量和出模斜度，考虑到锻件出模的难易程度，选取外出模斜度为7°，对于U型吊夹的叉口部分，既要方便吊耳充满，又要保证吊耳对应部分模具的强度，因此选取内出模斜度为5°。

吊耳的耳环直径大、厚度薄，吊耳臂长，两吊耳之间的距离小，形成的叉口深而窄，且呈收缩形，锤锻时：一方面，金属向模腔吊耳部分流动的阻力大，各方向的流量、流速也不均匀，使得吊耳不易充满、不易打靠，容易产生折纹；另一方面，金属从锤锻模桥部膨出的量大，形成的毛边尺寸大。因此，在锤锻模桥部设有几条阻流沟Z，分别对应耳环部位和吊耳根部，以减少金属向桥部的膨出量，尽量向模腔内流动，将吊耳充满。阻流沟Z的截面形状见图6-1、图6-2，阻流沟Z的阻流原理是：当高温金属从型腔流出，流经阻流沟Z时，流动阻力增大，外流流量相对变小，利于吊耳充满。这是本发明的技术关键之一。

由于U型吊夹具有叉口，上模、下模对应该叉口的部分分别形成舌状体S，参见图6-3：上模舌状体S₁、下模舌状体S₂之间有间隙，填充在该间隙中的金属，构成内毛边。从锤锻模桥部周向膨出的金属，构成周向毛边。内毛边、周向毛边需要切除。

参见图7：切边模包括凹模1、冲头5、冲头夹6、毛边卸板4。凹模1对应U型吊夹叉口的部分是舌状体S，凹模1的底面有两块支承块3，凹模1、两支承块3之间的空间是锻件切边后的出件空间，锻件切边后，坠落在该空间内。由于舌状体S的舌尖是悬空的，在切边压力作用下容易向下弯曲甚至折断，导致切边失败，故在舌状体S下设置了支承板2，支承板2与支承块3等高。这样，就可防止弯曲、折断，确保切边成功。冲头夹6装配压机的压头上，冲头5装配在冲头夹6上，对应凹模1的模腔；毛边卸板4布置在凹模的上方，通过支柱7固定在凹模1上。当冲头5向下运动，切断锻件的毛边后，毛边将卡在冲头5上，当冲头5复位上移时，毛边受毛边卸板4阻挡被刮落，从冲头5上卸下。

本发明的工艺步骤如下：

一、制坯

根据U型吊夹的规格计算下料尺寸，将下好的棒料热锻成哑铃状料坯，参见图2，该哑铃状料坯的两个头部是立方形，中间的连接柄是圆柱形，连接柄与头部的过渡段是方变圆的锥台形。其中，头部a用于成型吊夹头1，连接柄c用于成型耳柄2，头部b用于成型耳环3，锥台e用于成型耳环3与耳柄2的过渡部，锥台d用于成型耳柄2与吊夹头1的过渡部。

具体工艺是：将棒料加热后，置于胎模内，用750Kg锤锻打，成型连接柄和锥台部分，再将两个头部打扁成立方体。

料坯的形状、尺寸设计是本发明的另一技术关键，设计不好，锻件将不能全部充满成型，毛边尺寸大，材料消耗多，甚至还会产生折纹。现以规格M56的U型吊夹为例详细说明，参见图2：该吊夹的下料尺寸为φ115×295，连接柄和锥台部分锤锻成型后，料坯各部分的尺寸分别是：总长度365；头部a的长度75，头部b的长度130，柄c的直径φ80，锥台d、e的锥度60°。然后再将头部a、b打扁成方形。

二、模锻

将锤锻模安装在5t锻锤上，预热至200～250℃，将料坯加热至1180～1200℃，置于模腔内锻打，加石墨、锯末混合脱模剂，以便脱模，始锻温度1150～1180℃，终锻温度不低于900℃，当锻件在上模充满后取出，翻面180°重新入模，继续锻打，直到锻件全部充满，一般只须2～4锤。模锻成型后的吊夹坯带有毛边，此时，吊耳耳环的端面是凸面(如图3-1、图3-2所示)。

三、切边

锻件成型后，锻件模锻后的出模温度能保持在900℃左右，不必重新加热，即刻脱模送入切边模切边，温度不低于800℃。切边后的锻件结构如图4所示。

四、吊耳耳环校平

由于锤锻模具有出模斜度，锻件耳环3的两个端面都是凸面，需要将该凸面校成平面，才符合吊夹产品的要求。具体工艺是，在两个耳环之间垫平面胎模，胎模的厚度等于吊夹产品两耳环的距离，用750Kg锤轻打耳环端面，使之成为平面。校平时，锻件温度仍在800℃以上，也不必重新加热。校平后的锻件结构如图5所示。

五、热处理

正火，满足HB＜187。

至此，U型吊夹锻件即告制成，后序金加工耳环3上的销孔和吊夹头1上的螺孔，即得U型吊夹产品。

Claims (4)

1.一种U型吊夹模锻工艺，该吊夹叉口开口部的宽度小于叉口下部宽度；

所述模锻工艺的步骤是：

①.准备模具和料坯，

制造一个锤锻模和一个切边模，该锤锻模的模腔轮廓与U型吊夹的轮廓基本一致，有锻造余量和出模斜度；所述切边模包括凹模、冲头、冲头夹、毛边卸板，所述凹模的底面具有两块支承块和一块支承板，两块支承块对称布置于凹模底面的两端；支承板位于两块支承块之间，对应凹模的舌状体；所述冲头装配在冲头夹上，对应凹模的模腔；所述毛边卸板布置在凹模的上方，通过支柱固定在凹模上；

将棒料用胎模热锻成哑铃状料坯；

②.锤锻成型，将料坯加热至1180～1200℃后置于预热至200～250℃的锤锻模中锤锻成型，始锻温度1150～1180℃，终锻温度≥900℃，形成带毛边的吊夹坯，此时，吊耳耳环的端面是凸面；

③.毛边切除，将吊夹坯置于切边模中，切除毛边，切边温度≥750℃；

④.耳环端面校平，在两吊耳耳环之间垫平面胎模，锤锻，将耳环端面校成平面，校平温度900～1000℃；

⑤.正火处理，使得吊夹的硬度满足HB＜187。

2.根据权利要求1所述的U型吊夹模锻工艺，其特征在于：所述锤锻模分为上模和下模，其分模面位于U型吊夹的中心线；模腔的外出模斜度为7°，内出模斜度为5°。

3.根据权利要求1所述的U型吊夹模锻工艺，其特征在于：所述锤锻模的桥部具有阻流沟。

4.根据权利要求1所述的U型吊夹模锻工艺，其特征在于：所述哑铃状料坯的两个头部是立方形，中间的连接柄是圆柱形，连接柄与头部的过渡段是方变圆的锥台形；其中，一个头部用于成型吊夹头，连接柄用于成型耳柄，另一头部用于成型耳环，一个锥台用于成型耳环与耳柄的过渡部，另一锥台用于成型耳柄与吊夹头的过渡部。

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