CN100593659C

CN100593659C - 阀体或套管的复合制造方法

Info

Publication number: CN100593659C
Application number: CN200710202351A
Authority: CN
Inventors: 陈晓慈; 王月乔; 杨炯; 李蓬川; 杨正洪; 陈金科; 王长健
Original assignee: China Erzhong Group Deyang Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: Erzhong Deyang Heavy Equipment Co Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: CN101245878A

Abstract

本发明公开了一种阀体或套管的复合制造方法，具有可减少生产周期、降低制造成本的优点。阀体或套管的复合制造方法，采用以下步骤：(1)将钢水进行冶炼；(2)将冶炼后的钢水浇入离心浇铸机中进行离心铸造，形成内部呈纺锤形的坯料；(3)对坯料进行模锻加工。通过利用离心浇铸技术，使得形成具有壁厚不一的纺锤形坯料，便于利用坯料的厚壁部分在模锻时成型为阀体或管套的台阶或凸台部分；大大提高了阀体、管套产品制造的材料利用率与加工效率，降低了能源消耗，实现了传统制造工艺的创新使用，并形成了质量稳定的批量供货能力。使阀体或套管类产品的材料利用率达到85%，机加工时降低60%以上，尤其适合在大型阀体、管套的制造上面推广使用。

Description

阀体或套管的复合制造方法

技术领域

本发明涉及一种阀体或套管的复合制造方法，尤其是涉及一种石油勘测、钻探设备中的阀体或套管的复合制造方法。

背景技术

目前，阀体或套管的结构为具有台阶、凸台等形状的管状结构，其台阶或凸台部分的壁厚大于其它部分的壁厚，而现有阀体或套管的制造主要采用铸造加机械加工或自由锻造加机械加工两种方法。

采用铸造+机械加工的方法制造，工序相对简单，但是由于铸造组织均匀性较差，性能不易控制且质量稳定性差，不能满足更高标准的使用要求，存在一定的安全隐患，在机械加工中材料利用率偏低。

采用锻造+机械加工方法制造，虽然组织性能得到一定的提高，但是生产的工序复杂，而由于采用机械加工，需要将很大一部分材料在加工中去掉，所以材料利用率很低，仅有40％左右。这样不仅带来材料的损耗，而且增加了大量的机加工作量，增加了制造成本和生产周期。

如现有的石油勘测、钻探设备中的阀体或管套均采用以上两种方法制造得到，使得材料利用率、机械加工效率较低，仅有40％左右，大大地增加了生产制造成本与制造周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可减少生产制造成本的阀体或套管的复合制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：阀体或套管的复合制造方法，采用以下步骤：(1)将钢水进行冶炼；(2)将冶炼后的钢水浇入离心浇铸机中进行离心铸造，形成内部呈纺锤形的离心坯料；(3)对离心坯料进行分模模锻加工；(4)切削加工。通过利用离心浇铸技术，使得形成具有壁厚不一的纺锤形坯料，便于利用坯料的厚壁部分在模锻时成型为阀体或管套的台阶或凸台部分，大大提高了阀体、管套产品制造的材料利用率与加工效率，降低了能源消耗，实现了传统制造工艺的创新使用，并形成了质量稳定的批量供货能力。使阀体或套管类产品的材料利用率达到85％，机加工时降低60％以上。

进一步的是在步骤(2)中，将离心浇铸制成的铸件沿垂直于铸件轴线的方向对称切割后形成坯料。

作为优选技术方案，步骤(3)中的模锻加工采用分模模锻静压成型方法进行加工。通过分模模锻静压成型加工，坯料的受力均匀，从而使得成品的内部组织均匀、致密，可大大提高产品的性能。

进一步的是，将离心坯料通过分模模锻静压成型加工成型为切削坯料的各部分变形量控制在10％～50％。

进一步的是，在钢水进行冶炼时进行去渣及脱氧处理。

本发明的有益效果是：通过利用离心浇铸技术，使得形成具有壁厚不一的纺锤形坯料，便于利用坯料的厚壁部分在模锻时成型为阀体或管套的台阶或凸台部分，大大提高了阀体、管套产品制造的材料利用率与加工效率，降低了能源消耗，实现了传统制造工艺的创新使用，并形成了质量稳定的批量供货能力。使阀体或套管类产品的材料利用率达到85％，机加工时降低60％以上；通过分模模锻静压成型加工，坯料的受力均匀，从而使得成品的内部组织均匀、致密，可大大提高产品的性能，尤其适合在大型阀体、管套的制造上面推广使用。

附图说明

图1是本发明的成品结构示意图。

图2是本发明的另一种成品结构示意图。

图3是离心浇铸后成型的坯料示意图。

图4是切割后形成的坯料示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明的阀体或套管的复合制造方法，其特征是：采用以下步骤：(1)将钢水进行冶炼；(2)将冶炼后的钢水浇入离心浇铸机中进行离心铸造，形成内部呈纺锤形的离心坯料；(3)对离心坯料进行分模模锻加工；(4)切削加工。首先将钢水冶炼熔融，然后将熔融的钢水浇入离心浇铸机中进行离心铸造，使形成坯料，其中，在离心浇铸中，形成的空心管坯其内部呈纺锤形，其管壁厚度不一，这在以往的加工中往往是需要克服的缺陷，而在此可作为后续加工的基础，不需要去克服这种缺陷，该纺锤形管壁厚度的布置形式正好接近于成品的壁厚布置，并且该纺锤形离心坯料的外形形状接近于成品的外形形状，使得在步骤(3)进行模锻加工时，就可以利用管壁厚度不一和其外形形状的特性，在相比于壁厚一样的坯料时，可减少金属在模锻时材料在模具型腔中的流动，使得坯料容易成型为成品，提高加工制造效率，减少加工制造周期；同时，采用模锻加工，通过满足模锻变形量、产品外形尺寸要求的模具生产，可减少机械加工中的材料浪费，提高材料的利用率，和现有的工艺技术6相比，使阀体或套管类产品的材料利用率达到85％以上，机加工时降低60％以上；在模锻加工以后，对坯料进行切削加工，使其到达产品的最终外形尺寸要求。

在离心浇铸成型为坯料后，为了能适应不同形状成品的模锻，在步骤(2)中，将离心浇铸制成的铸件沿垂直于铸件轴线的方向对称切割后形成坯料。在离心浇铸后，纺锤形的管壁两端较厚，这样就可通过沿垂直于该坯料的轴线方向将其对称切割，使得切割后的坯料更接近成品的壁厚布置，可进一步提高产品在模锻加工中的效率，减少生产制造成本。

在步骤(3)中，为了能更好地提高产品的性能，步骤(3)中的模锻加工采用分模模锻静压成型方法进行加工。分模模锻静压成型加工中的分模静压模具设计要保证大型阀体或管套最终外观尺寸形状和内在性能均达到设计的要求。首先采用数字模拟的技术模拟离心铸坯分模静压的成型过程，计算出每截面所需要的变形量，考核成型过程的变形量是否达到工艺要求；根据该结果进行离心铸造毛坯的胎膜锻工艺设计修改及模具工装设计。采用分模模锻静压成型方法进行加工，使得在模锻加工中，坯料的受力均匀，从而使得成品的内部组织均匀、致密，可大大提高产品的性能。同时，在使用分模模锻静压成型加工中，为保证整个产品的工艺和性能要求，得到满足阀体类产品设计所需的性能指标和探伤要求等，将离心坯料通过分模模锻静压成型加工成型为切削坯料的各部分变形量控制在10％～50％。

为了能得到性能更好的阀体或套管成品，在上面的实施方式中，在钢水进行冶炼时进行去渣及脱氧处理。使得将钢水进行净化，提高钢水的均质性，从而提高产品的质量。

实施例1：

制造如图1所示的成品时的工艺步骤为：(1)将钢水进行冶炼，同时进行去渣及脱氧处理；(2)将冶炼后的钢水浇入离心浇铸机中进行离心铸造形成如图3所示的内部型腔为纺锤形的坯料；(3)对离心铸造后形成的坯料进行分模模锻静压成型加工。在该实施例中，成品两端台阶的壁厚大于中间的台阶厚度，直接将纺锤形的坯料进行模锻加工。

实施例2：

制造如图2所示的成品时的工艺步骤为：(1)将钢水进行冶炼，同时进行去渣及脱氧处理；(2)将冶炼后的钢水浇入离心浇铸机中进行离心铸造形成如图3所示的内部型腔为纺锤形的坯料；(3)将该纺锤形坯料切割形成两段，其切割后的坯料如图4所示；(4)对离心铸造后形成的坯料进行分模模锻静压成型加工。在该实施例中，成品一端台阶的壁厚大于其余地方的壁厚，故增加步骤(3)将该纺锤形坯料切割形成两段，便于后续的模锻加工。

Claims

1、阀体或套管的复合制造方法，其特征是：采用以下步骤：

(1)将钢水进行冶炼；

(2)将冶炼后的钢水浇入离心浇铸机中进行离心铸造，形成内部呈纺锤形的离心坯料；

(3)对离心坯料进行分模模锻加工；

(4)切削加工。

2、如权利要求1所述的阀体或套管的复合制造方法，其特征是：在步骤(2)中，将离心浇铸制成的铸件沿垂直于铸件轴线的方向对称切割后形成坯料。

3、如权利要求1所述的阀体或套管的复合制造方法，其特征是：步骤(3)中的模锻加工采用分模模锻静压成型方法进行加工。

4、如权利要求3所述的阀体或套管的复合制造方法，其特征是：将离心坯料通过分模模锻静压成型加工成型为切削坯料的各部分变形量控制在10％～50％。

5、根据权利要求1～4中任意一项权利要求所述的阀体或套管的复合制造方法，其特征是：在钢水进行冶炼时进行去渣及脱氧处理。