CN101862949A

CN101862949A - 反挤压锻制方法

Info

Publication number: CN101862949A
Application number: CN 201010215318
Authority: CN
Inventors: 赵伟星
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2010-10-20

Abstract

本发明是一种反挤压锻制方法，主要用来利用反挤压原理由钢坯制造定量长度的短管、三通主管及异径管，包括，截出坯料放在加热炉里加热至1200℃；将锻模预热至200～250℃，将预热后的锻模和坯料分别涂上水基石墨和玻璃润滑剂；将坯料放在模液锻压机模具上，移动上缸使上、下模相互压合并夹紧坯件；同时开启锻压机的上油缸、左油缸和右油缸，进行锻压；锻压模锻成型后卸压移开模具，取出半成品放入热处理炉中进行炉冷和退火处理，根据钢的材质要求进行热处理、无损复检及机械性能检验，同时也为下一步机械加工做好准备；把处理好的半成品按图纸要求进行机加工。本发明的优点是：降低能源，节约生产成本，提高了生产效率。

Description

反挤压锻制方法

技术领域

本发明涉及一种利用反挤压原理由钢坯制造钢管的生产工艺，主要用于生产定量长度短管、三通主管及异径管。

背景技术

钢管及管件是电力、化工装备中不可缺少的产品，在管道装备行业中是很重要的产品。金属材料制作钢管及管件在电力标准(GD87-1101或GD-2000)和石化标准(SH3410锻钢制承插焊管件)中，原有的制作工艺，在小口径、大口径薄壁标准管件中是非常实用和规范的。但在制造过程中，不一定能找到合适的原材料，即使定做所需要的管段，管内挤压时无法形成内压，就无法制作出符合要求的管件。尤其制作大口径厚壁及高温高压超大厚壁、非标准三通管件的母材，国内外无法找到合适的管材。现有技术只能选用与图纸要求相近的原材料制作符合要求的钢管及管件，存在原材料利用率不足20％，加工时间很长，能耗高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造定量长度的短管、三通主管及异径管工艺，以解决现有技术存在的原材料利用率低，加工时间长，能耗高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种反挤压锻制方法，其特征在于，包括以下工序：

(1)根据图纸要求计算出下料尺寸，截出复检合格的锻制坯料，坯料种类为圆柱状金属或合金；

(2)准备一个具有上、左、右共三个油缸与一个底座的锻压机，在锻压机的左油缸和右油缸的顶端分别安装左侧推头和右侧推头，将锻压模具的上模与下模分别安装在所述的锻压机的上油缸的下面和底座的上面；

(3)把坯料放在加热炉里，加热至该胚料的最佳锻造温度，加热速度5～10℃/min；

(4)用喷涂的方法将左侧推头、右侧推头、上模、下模和加热后坯料分别涂上水基石墨和玻璃润滑剂；然后把加热后的坯料放在锻压模具的下模上；最后移动上油缸使锻压模具的上模与下模压合；

(5)根据预先计算好所述的三个油缸的加压数据，调节各油缸的油阀，控制各油缸的行进速度、压力和推进距离，然后开启锻压机的上油缸、左油缸和右油缸，进行锻压；其中，该左、右油缸的加压压强均大于上油缸的加压压强；

(6)模锻成型后卸压移开模具，取出半成品放入热处理炉中进行炉冷和退火处理，根据材质要求进行热处理、无损复检及机械性能检验，同时也为下一步机械加工做好准备；

(7)把处理好的半成品按图纸要求进行机加工；

(8)机加工完成后再进行成品检验，合格后转入成品库。

在一个较佳的技术方案中：所述的工序(2)中的左、右油缸安装的左、右侧推头均为阶梯轴状推头，用以加工短管。

在一个较佳的技术方案中：所述的工序(2)中的左、右油缸安装的左、右侧推头均为阶梯轴状推头，而所述的下模上开设有一个盲孔，用以加工三通主管；该阶梯轴状推头用来在锻压过程中形成该三通主管的主管体，该盲孔用来在锻压过程中形成该三通主管的实心支管。

在一个较佳的技术方案中：在步骤(7)的机加工过程中，对该实心支管进行镗孔或钻孔加工。

在一个较佳的技术方案中：所述的工序(2)中，该左侧推头设有一个阻挡面，该右侧推头呈阶梯状，而且该右侧推头的小径端呈渐缩状，用来加工呈喇叭状的异径管。

在一个较佳的技术方案中：在工作环境的温度低于5℃时，在步骤(4)之前需要将锻压模具预热至200-250℃。

在一个较佳的技术方案中：步骤(5)中，先合上油缸加压，稍后或者同时启动左油缸和右油缸加压。

在一个较佳的技术方案中：在步骤(5)的加压过程中，随时监测锻压过程中的温度，当温度低于该胚料的最佳锻造温度时，由于抗力增大，要停止锻压，再重新加热工件使之回到可锻区温度，重新锻压。

在一个较佳的技术方案中：该胚料的最佳锻造温度为850～1230℃。

在一个较佳的技术方案中：步骤(5)中，该三个油缸同时达到最终推进位置。

本发明的优点是：采用模锻新工艺，一方面获得了所需形状和尺寸的毛坯或锻件，另一方面更重要的是破碎材料中呈现带状或网状分布的碳化物，并使之均匀化，从而提高材料内部质量和力学性能，大大减少了机械加工量，实现了节能降耗和提高生产效率的目的。

附图说明

图1(a)是本发明所生产的短管的剖视结构示意图；

图1(b)是本发明生产的短管的工艺原理示意图；

图2(a)是本发明所生产的三通主管的剖视结构示意图；

图2(b)是本发明生产的三通主管的工艺原理示意图；

图3(a)是本发明所生产的异径管的剖视结构示意图；

图3(b)是本发明生产的异径管的工艺原理示意图。

附图标记说明：1-上油缸；2-左油缸；3-右油缸；4-左侧推头；5-右侧推头；6-锻压模具的上模；7-锻压模具的下模；8-锻压成型的锻件；9-锻压机底座

具体实施方式

图1(a)是采用本发明工艺生产的定量长度的短管的剖视结构示意图，该短管的公称通径为150～800mm，壁厚约10～75mm，而其长度可为300～2500mm。

参见图1(b)，是本发明的由钢坯锻压生产上述短管的锻制工艺原理示意图，包括以下工序：

1、按图纸尺寸用电锯床截出复检合格的锻制用坯料，坯料的形状为圆柱体。

2、准备一个具有上、左、右共三个油缸1、2、3与一个底座9的锻压机，在该锻压机的左油缸2和右油缸3的顶端分别用螺栓安装左侧推头4和右侧推头5，该左侧推头4与右侧推头5均呈阶梯轴状，细径一端相对；将锻压模具的上模6、下模7分别用螺栓安装在所述的锻压机的上油缸1的下面和底座9的上面。

3、把坯料放在加热炉里，加热至最佳锻造温度(一般为850～1230℃)，加热速度5～10℃/min。

4、用喷涂的方法在锻压模具和加热后坯料上分别涂上水基石墨和玻璃润滑剂；如果工作环境的温度较低(低于5℃)时，需要将锻压模具(包括左侧推头4、右侧推头5、上模6和下模7)预热至200-250℃(可采用火焰喷枪来预热)，然后把加热后的坯料放在锻压模具的下模7上；最后移动上油缸1使锻压模具的上模6、下模7压合并压紧坯料。

5、根据预先计算好的三个油缸1、2、3的加压数据，调节油阀以控制三个油缸1、2、3的行进速度、压力和推进距离。

此处所述的行进速度、压力和推进距离是相互联系的，根据加工对象材质以及尺寸不同而有所调整。以本实施例为例，是先启动上油缸1，其加压压强不大于3Mpa，此处取2～3Mpa为宜；再稍后或者同时启动左、右油缸2、3，其加压压强均不大于25MPa，此处取15～20MPa为宜；当然，必须保证左、右油缸2、3的加压压强大于上油缸1的加压压强；至于三个油缸1、2、3的行进速度，以同时达到最终推进位置最为合适。

另外，在加压过程中需要随时监测锻压过程的温度，当温度低于最佳锻造温度(该最佳锻造温度视坯料材质的不同而定，一般为850℃-1230℃)时，由于抗力增大，要停止锻压，再重新加热工件使之回到可锻区温度，重新锻压。(在没有电子设备直接监测锻压过程中的温度的情况下，我们可以凭经验所得，根据产品的规格和材质以及客户的要求，在锻压过程中不断的开启上下模具来监测毛坯的温度，以保证产品的质量。)

6、模锻成型后卸压移开锻压模具，得到短管的半成品8，该半成品8的外管面由上模6和下模7挤压形成，内管面由左侧推头4和右侧推头4的细径部分挤压形成，而左侧推头4和右侧推头4的肩部是用来限制反挤压锻制过程中短管的长度；将得到的半成品8放入热处理炉中，进行严格的炉冷和退火处理(常规技术)，根据钢的材质要求再进行正确的热处理、无损复检及机械性能检验(常规技术)，同时也为下一步机械加工做好准备。

7、把处理好的半成品按图纸要求进行机加工。

8、机加工完成后再进行成品检验，合格后转入成品库。

采用上述反挤压锻造方法，能够从管体的内外两个方向进行挤压锻造，一方面获得了所需形状和尺寸的毛坯或锻件，另一方面更重要的是破碎材料中呈现带状或网状分布的碳化物，并使之均匀化，从而提高材料内部质量和力学性能，大大减少了机械加工量，实现了节能降耗和提高生产效率的目的。

请再参阅图2(a)、图2(B)所示，分别是利用本发明的工艺方法加工三通主管的剖视结构示意图与工艺原理示意图，该三通主管的结构参数和其加工工艺方法与前述短管基本相同，相似之处不再重复，而其区别主要是：

该三通主管的半成品相对于该短管的半成品8多了一个实心支管；为此，在该锻压机的下模7上开设一个盲孔，用来在锻压过程中形成上述实心支管，而两个阶梯轴状推头则用来在锻压过程中形成该三通主管的主管体；然后，在机加工过程中对该实心支管进行镗孔或钻孔等孔加工，即可使该支管与该主管体相通。

请继续参阅图3(a)、图3(B)所示，分别是利用本发明的工艺方法加工异径管的剖视结构示意图与工艺原理示意图，该异径管的结构参数和其加工工艺方法与前述短管基本相同，相似之处不再重复，而其区别主要是：

该异径管呈喇叭状；为此，对应于该异径管小口一端的左侧推头4设一个阻挡面，对应于该异径管大口一端的右侧推头5呈阶梯状，而且该右侧推头的小径端呈渐缩状；在锻压过程中，由该右侧推头的呈渐缩状的小径端挤压形成该异径管的内管面，而该左侧推头4的阻挡面与该右侧推头5的肩部共同限定该异径管的长度。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种反挤压锻制方法，其特征在于，包括以下工序：

(7)把处理好的半成品按图纸要求进行机加工；

(8)机加工完成后再进行成品检验，合格后转入成品库。

2.根据权利要求1所述的反挤压锻制方法，其特征在于：所述的工序(2)中的左、右油缸安装的左、右侧推头均为阶梯轴状推头，用以加工短管。

3.根据权利要求1所述的反挤压锻制方法，其特征在于：所述的工序(2)中的左、右油缸安装的左、右侧推头均为阶梯轴状推头，而所述的下模上开设有一个盲孔，用以加工三通主管；该阶梯轴状推头用来在锻压过程中形成该三通主管的主管体，该盲孔用来在锻压过程中形成该三通主管的实心支管。

4.根据权利要求3所述的反挤压锻制方法，其特征在于：在步骤(7)的机加工过程中，对该实心支管进行镗孔或钻孔加工。

5.根据权利要求1所述的反挤压锻制方法，其特征在于：所述的工序(2)中，该左侧推头设有一个阻挡面，该右侧推头呈阶梯状，而且该右侧推头的小径端呈渐缩状，用来加工呈喇叭状的异径管。

6.根据权利要求1所述的反挤压锻制方法，其特征在于：在工作环境的温度低于5℃时，在步骤(4)之前需要将锻压模具预热至200-250℃。

7.根据权利要求1所述的反挤压锻制方法，其特征在于：步骤(5)中，先合上油缸加压，稍后或者同时启动左油缸和右油缸加压。

8.根据权利要求1所述的反挤压锻制方法，其特征在于：在步骤(5)的加压过程中，随时监测锻压过程中的温度，当温度低于该胚料的最佳锻造温度时，由于抗力增大，要停止锻压，再重新加热工件使之回到可锻区温度，重新锻压。

9.根据权利要求1或8所述的反挤压锻制方法，其特征在于：该胚料的最佳锻造温度为850～1230℃。

10.根据权利要求1或7所述的反挤压锻制方法，其特征在于：步骤(5)中，该三个油缸同时达到最终推进位置。