CN103469108A - 扩径锥体及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扩径锥体及其制作工艺，扩径锥体的材料成分组成如下所述：C：2.2%-2.4%，Si：1.8%-2.0%，Mn：1%-1.5%，Cr：0.5%-0.8%，Ni：0.8%-1.2%，Mo：0.35%-0.5%，V：≤0.15%，Cu：0.2%-0.3%，S：≤0.025%，P：≤0.025%，其余为Fe元素。制作工艺为：首先准备材料；然后制定浇注流程；准备浇注工装；进行浇注，采用钢水浇注温度为1430℃-1480℃；浇注成型后，进行退火、正火热处理；将扩径锥体外形和内孔的粗加工；在干燥通风的环境下放置30天-150天自然时效；扩径锥体外形和内孔的精加工；扩径锥体整体热处理硬度达HRC=45-50；扩径锥体的T型槽和内孔进行洐磨处理；采用深孔钻加工扩径锥体上的润滑油孔；加工中心倒角后制成成品。耐摩擦、耐磨损，并具有良好的自润滑功能，使用寿命长。

Description

扩径锥体及其制作工艺
技术领域
本发明涉及扩径设备技术领域，尤其是扩径锥体及其制作工艺。
背景技术
    目前，在扩径设备中，扩径头是扩径设备中关键部件。扩径工装配置扩径头，其所占用空间有限，形状与内置结构复杂，扩径工装的固定保证扩径头受力均匀、扩径头受力为：将拉杆的轴向运动转换直接接触钢管管壁模块的径向运动，达到消除钢管在成型过程中产生的成型压力和焊接时产生的焊接应力，并保证钢管全长段直径大小基本一致。
现有技术中的扩径头，其包括扩径锥体、楔块、长短T型键、垫板、外模块等多个工件装配组合而成，在完成其装配后直接装入扩径机上。其中扩径锥体属于扩径头内的一个核心大件，锥体带动锥体表面的模块所产生的径向运动从而使得管内壁材质流动从而完成扩径。现有技术中的扩径锥体，采用传统的制备方法，其耐磨性能差、润滑效果差，使用寿命短。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种扩径锥体及其制作工艺，从而采用合理的材料成分组成部分，所加工生产的扩径锥体其耐摩擦、耐磨损，并具有良好的自润滑功能，使用寿命长。
本发明所采用的技术方案如下：
一种扩径锥体，扩径锥体的材料成分组成如下所述：
C：2.2%-2.4%，
Si：1.8%-2.0%，
Mn：1%-1.5%，
Cr：0.5%-0.8%，
Ni：0.8%-1.2%，
Mo：0.35%-0.5%，
V：≤0.15%，
Cu：0.2%-0.3%，
S：≤0.025%，
P：≤0.025%，
其余为Fe元素。
作为上述技术方案的进一步改进：
扩径锥体的材料成分组成如下所述：
C：2.3%，
Si：1.8%，
Mn：1.3%，
Cr：0.6%，
Ni：1%，
Mo：0.4%，
V：0 %，
Cu：0.2%，
S：0%，
P：0 %，
其余为Fe元素。
一种使用权利要求1所述扩径锥体的制作工艺，包括如下步骤：
第一步：准备材料，扩径锥体材料成分的准备；
第二步：根据扩径锥体规格的大小制定浇注流程；
第三步：准备浇注工装，包括离心浇注模具，芯棒；
第四步：进行浇注，采用钢水浇注温度为1430℃-1480℃；
第五步：浇注成型后，进行退火、正火热处理；
第六步：扩径锥体外形和内孔的粗加工；
第七步：在干燥通风的环境下放置30天-150天自然时效；
第八步：扩径锥体外形和内孔的精加工；
第九步：扩径锥体整体热处理硬度达HRC=45-50；
第十步：扩径锥体的T型槽和内孔进行洐磨处理；
第十一步：采用深孔钻加工扩径锥体上的润滑油孔；
第十二步：加工中心倒角后制成成品。
本发明的有益效果如下：
本发明通过调整扩径锥体的材料成分，有效的改变了其内部组成结构，使其得到一具有耐摩擦磨损的扩径锥体，抗氧化铁皮粘附噬伤性能（钢管扩径过程中，钢管内壁会有少量的氧化铁皮脱落，进入楔块与锥体摩擦副的间隙中），以及很高的力学性能（此材料在金属型腔中浇注并退火后，抗拉强度σb =880~950Mpa，伸长率δ=7%~9%，再经淬火+回火处理后，σb = 1300Mpa~1450Mpa，δ=7%~9%）。
 采用本发明所述的材料成分以及制作工艺，使扩径锥体具有良好的自润滑功能，其材料组合成分属于超高碳过共析钢，经过热处理后，有一部分碳以石墨的形态折出，锥体表面反复受压摩擦时，该碳离子（即石墨）逐渐析出来到表面，大大提高锥体的耐摩擦磨损和抗氧化铁皮粘附噬伤的性能，并具有自润滑性。
具体实施方式
说明本发明的具体实施方式。
本发明所述的扩径锥体，用于扩径头上，扩径锥体上加工有T型槽和油孔，通过增加T型槽和油孔，解决了扩径锥体与外模块摩擦系数大，寿命短、吸油能力差的缺点，其耐磨性好，使用寿命长。
本发明所述的扩径锥体：扩径锥体分为大、中、小三种规格，并依次分为十二、十面、八面锥体，与其配合安装的有拉杆、模具，锥体表面分布开有T型槽，由T型槽连接模块，扩径锥体受拉杆带动形成轴向力，轴向运动带动锥体上的模块做径向运动形成径向力，模块圆度增大使得钢管内壁材质产生流动而伸长，使管径变大。其锥体材料特性，耐高温，抗热裂性能（扩径时锥体承受很大的正压力，压力与楔块相等滑力时产生高温）。
本实施例的扩径锥体，扩径锥体的材料成分组成如下：
C：2.2%-2.4%，
Si：1.8%-2.0%，
Mn：1%-1.5%，
Cr：0.5%-0.8%，
Ni：0.8%-1.2%，
Mo：0.35%-0.5%，
V：≤0.15%，
Cu：0.2%-0.3%，
S：≤0.025%，
P：≤0.025%，
其余为Fe元素。
实施例1，扩径锥体的材料成分组成如下：
C：2.3%，
Si：1.8%，
Mn：1.3%，
Cr：0.6%，
Ni：1%，
Mo：0.4%，
V：0 %，
Cu：0.2%，
S：0%，
P：0 %，
其余为Fe元素。
扩径锥体的制作工艺，包括如下步骤：
第一步：准备材料，根据上述材料成分准备材料；
第二步：根据扩径锥体规格的大小制定浇注流程（即选择合适的模具）；
第三步：准备浇注工装，包括离心浇注模具，芯棒；
第四步：进行浇注，采用钢水浇注温度为1430℃；
第五步：浇注成型后，进行退火、正火热处理；
第六步：扩径锥体外形和内孔的粗加工；
第七步：在干燥通风的环境下放置30天自然时效；
第八步：扩径锥体外形和内孔的精加工；
第九步：扩径锥体整体热处理硬度达HRC=45；
第十步：扩径锥体的T型槽和内孔进行洐磨处理；
第十一步：采用深孔钻加工扩径锥体上的润滑油孔；
第十二步：加工中心倒角后制成成品。
通过上述步骤即可完成扩径锥体的制作，其制作工艺简单，采用上述材料成分的配比，所得到的扩径锥体耐磨性好，使用寿命长，质量稳定。
实施例2，扩径锥体的材料成分组成如下：
C：2.4%，
Si：1.9%，
Mn：1.5%，
Cr：0.8%，
Ni：1.2%，
Mo：0.35%，
V：0 %，
Cu：0.3%，
S：0%，
P：0 %，
其余为Fe元素。
扩径锥体的制作工艺，包括如下步骤：
第一步：准备材料，根据上述材料成分准备材料；
第二步：根据扩径锥体规格的大小制定浇注流程；
第三步：准备浇注工装，包括离心浇注模具，芯棒；
第四步：进行浇注，采用钢水浇注温度为1480℃；
第五步：浇注成型后，进行退火、正火热处理；
第六步：扩径锥体外形和内孔的粗加工；
第七步：在干燥通风的环境下放置50天自然时效；
第八步：扩径锥体外形和内孔的精加工；
第九步：扩径锥体整体热处理硬度达HRC=50；
第十步：扩径锥体的T型槽和内孔进行洐磨处理；
第十一步：采用深孔钻加工扩径锥体上的润滑油孔；
第十二步：加工中心倒角后制成成品。
实施例3，扩径锥体的材料成分组成如下：
C：2.2%，
Si：1.8%，
Mn：1 %，
Cr：0.5%，
Ni：0.8%，
Mo：0.5%，
V：0.1%，
Cu：0.25%，
S：0.01%，
P：0.01 %，
其余为Fe元素。
扩径锥体的制作工艺，包括如下步骤：
第一步：准备材料，根据上述材料成分准备材料；
第二步：根据扩径锥体规格的大小制定浇注流程；
第三步：准备浇注工装，包括离心浇注模具，芯棒；
第四步：进行浇注，采用钢水浇注温度为1450℃；
第五步：浇注成型后，进行退火、正火热处理；
第六步：扩径锥体外形和内孔的粗加工；
第七步：在干燥通风的环境下放置40天自然时效；
第八步：扩径锥体外形和内孔的精加工；
第九步：扩径锥体整体热处理硬度达HRC=45；
第十步：扩径锥体的T型槽和内孔进行洐磨处理；
第十一步：采用深孔钻加工扩径锥体上的润滑油孔；
第十二步：加工中心倒角后制成成品。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。 

Claims (3)

1.一种扩径锥体，其特征在于：扩径锥体的材料成分组成如下所述：
C：2.2%-2.4%，
Si：1.8%-2.0%，
Mn：1%-1.5%，
Cr：0.5%-0.8%，
Ni：0.8%-1.2%，
Mo：0.35%-0.5%，
V：≤0.15%，
Cu：0.2%-0.3%，
S：≤0.025%，
P：≤0.025%，
其余为Fe元素。
2.如权利要求1所述的扩径锥体，其特征在于：扩径锥体的材料成分组成如下所述：
C：2.3%，
Si：1.8%，
Mn：1.3%，
Cr：0.6%，
Ni：1%，
Mo：0.4%，
V：0 %，
Cu：0.2%，
S：0%，
P：0 %，
其余为Fe元素。
3.一种使用权利要求1所述扩径锥体的制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：
第一步：准备材料，扩径锥体材料成分的准备；
第二步：根据扩径锥体规格的大小制定浇注流程；
第三步：准备浇注工装，包括离心浇注模具，芯棒；
第四步：进行浇注，采用钢水浇注温度为1430℃-1480℃；
第五步：浇注成型后，进行退火、正火热处理；
第六步：扩径锥体外形和内孔的粗加工；
第七步：在干燥通风的环境下放置30天-150天自然时效；
第八步：扩径锥体外形和内孔的精加工；
第九步：扩径锥体整体热处理硬度达HRC=45-50；
第十步：扩径锥体的T型槽和内孔进行洐磨处理；
第十一步：采用深孔钻加工扩径锥体上的润滑油孔；
第十二步：加工中心倒角后制成成品。
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