CN104028956A - 大型风塔法兰异形环锻件的制造方法 - Google Patents

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吴剑
戴玉同
徐锋
陆亚娟
黄诚
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

本发明涉及大型风塔法兰异形环锻件的制造方法。采用棒料为毛坯,通过对毛坯镦粗、冲孔得到合理的坯形,再将制作好的坯形进行一火径轴向矩形截面轧制、二火闭式型腔异形截面轧制,最终通过机械工得到所需要的零件。该工艺方法使坯料通过镦粗、矩形截面轧制、异形截面轧制,使毛坯在径轴向各部位完成金属量的第一次、第二次、第三次分配。该种方法制造大型风力发电塔塔法兰材料利用率高,生产效率高,节省大量的后续机加工时间,锻件径轴向各部金属量分配均匀提高热处理后组织性能,质量稳定,特别适合大型风塔法兰高效批量的生产。

Description

大型风塔法兰异形环锻件的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及到一种大型风塔法兰异形环锻件的制造方法。
背景技术
[0002] 当前所使用的大型(直径3~5米)风塔法兰异形环锻件的制造方法是传统的径轴向矩形截面轧制工艺方式单件轧制矩形截面环件,然后根据图纸将矩形截面环件加工成所需形状的风塔法兰,此制造方法原材料消耗大、要求材料的淬透性好、后续机加工工时长、轧制过程稳定性差,而且生产效率低。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种节材、节能、高效、稳定的大型风塔法兰异形环锻件的制造方法。
[0004] 为解决上述问题,本发明采用的技术方案是:大型风塔法兰异形环锻件的制造方法,包括如下步骤:
[0005] a)、取坯钢原料,然后根据生产要求进行下料;
[0006] b)、锻造制坯辗环工序:首先用直芯辊将冲孔后的毛坯环件碾轧成工艺规定直径的矩形截面的圆 环件,然后回炉加热保温,接着用组合模具将上述圆环件辗成成形异形截面环件,在此过程中,控制始锻温度为1150°C,终锻温度为850°C,锻造加热保温温度为1240°C至1260°C,锻造比≥6 ;辗环后的环锻件表面缺陷深度≤5mm;内(外)径椭圆度
22mm ;上下端面平面度< 14mm ;
[0007] C)、将上述工件从侧面中间进行车切,将工件对称地一分为二,得到两个风塔法兰异型环锻件的毛坯件;
[0008] d)、热处理正火工序:将上述毛坯件放入炉中进行加热,并且每个工件按周长800~1200mm间须垫高度≥50mm等高垫块,隔3个工件中间垫高度≤60mm的垫块;加热速度不大于每小时180°C,温度升至890°C~910°C时,进行保温均热,保温均热时间根据环锻件的直径、厚度等尺寸确定,不低于1.5小时,环锻件越大时间越长,最后将经保温均热后的工件移出炉外分散空冷至常温;
[0009] e)、精车加工:按产品加工图纸进行精车加工,作产品加工过程的标识移植、检查尺寸和表面质量;
[0010] f)、对精车加工后的环锻件进行超声波探伤,环锻件按DINEN10223-3-1998探伤检测标准,及HDJY-T2008-003超声波检测工艺实施,进行100%全探;然后再进行理化性能检验,按机加工图检查尺寸和表面质量,检查原材料牌号和锻批号、零件号;按风塔法兰检测规范HDJY-Y2008-002,取样做硬度HB测试;热处理正火后的机械性能、晶粒度、非金属夹杂检测,环锻件的本体晶粒度应在GB/T6394-2002中的6级以上,环锻件的显微组织符合GB/T13320-91要求,最后经产品标志后就可包装交付。
[0011] 所述的组合模具由一根芯辊及从上至下依次设置在芯辊上的上压盖、主模和下托盘构成,所述主模由中空圆柱体和带刃口凸缘组成,凸缘上下端面有斜度,凸缘位于圆柱体轴向中心位置处。
[0012] 所述上压盖从上至下由中空小圆柱体段和中空大圆柱体段同轴构成且中空大圆柱体段靠主模侧部分端面有斜度;所述下托盘是中空的圆柱体且靠近主模侧端面有斜度;所述锁紧件由两片带双耳对称半圆环组成同心环,两半环通过位于双耳上的螺栓孔采用螺栓紧固连接。
[0013] 本发明的有益效果是:采用二合一轧制工艺设计专用闭式模具,使料分配更合理均匀;采用旋转托盘承载工件使轧制过程更平稳,成形环件椭圆度小,上下端面平面度好;成形环件各截面原料分布均匀,表面淬透性好,后续精加工工时少,生产效率高。
[0014] 图1是本发明中经锻造制坯辗环后所得毛坯环件的结构示意图;
[0015] 图2是本发明中专用组合闭式模具的结构示意图;
[0016] 图中:1、芯辊,2、压盖,3、主模,4、托盘,5、锁紧件,6、专用传动键。
具体实施方式
[0017] 下面通过具体实施例对本发明所述的大型风塔法兰异形环锻件的制造方法作进一步的详细描述。
[0018] 大型风塔法兰异形环锻件的制造方法,首先对如图1所示的环锻件进行辗环轧制过程成形模拟,确定第一火径轴向矩形截面轧制时锻件毛坯的最佳外径尺寸,指导辗环工艺设计,然后进行实际生产。包括如下工艺步骤:
[0019] 8)、取还钢如Φ 600的连铸圆还钢锭为原料,并且还钢中的非金属夹杂物满足下表要求:
Figure CN104028956AD00041
[0021] 然后根据生产要求进行下料。
[0022] b)、锻造制坯辗环工序:首先用直径为400_的直芯辊将冲孔后的毛坯环件碾轧成工艺规定直径的矩形截面的圆环件,然后回炉加热保温,接着用组合模具将上述圆环辗成成形异形截面环件,在此过程中,控制始锻温度为1150°C,终锻温度为850°C,锻造加热保温温度为1240°C至1260°C,锻造比≥6 ;辗环后的环锻件表面缺陷深度≤5mm ;内(外)径椭圆度≤22mm ;上下端面平面度≤14mm。
[0023] 如图2所示,所述的组合模具由芯辊1、上压盖2、主模3、下托盘4、锁紧件5、传动键6设置构成一个整体。所述上压盖2从上至下由中空小圆柱体段和中空大圆柱体段同轴构成且中空大圆柱体段靠主模3侧部分端面有斜度;所述主模3由中空圆柱体和带刃口凸缘组成,凸缘上下端面有斜度,凸缘位于圆柱体轴向中心位置处;所述下托盘4是中空的圆柱体且靠近主模3侧端面有斜度;所述锁紧件5由两片带双耳对称半圆环组成同心环,两半环通过位于双耳上的螺栓孔采用螺栓紧固连接。上压盖2、主模3和下托盘4通过传动键6实现与芯辊I的环向锁定,通过锁紧件5实现轴向锁定。[0024] C)、将上述工件从侧面中间进行车切,将工件对称地一分为二,得到两个风塔法兰异型环锻件的毛坯件。
[0025] d)、热处理正火工序:将工件放入炉中进行加热,并且每个工件按周长800~1200mm间须垫高度≥50_等高垫块,隔3个工件中间垫高度≥60mm的垫块,以便于炉气流动;加热速度不大于每小时180°C,温度升至890°C~910°C时,进行保温均热,保温均热时间根据环锻件的直径、厚度等尺寸确定,一般不低于1.5小时,环锻件越大时间越长,最后将经保温均热后的工件移出炉外分散空冷至常温。
[0026] e)、精车加工:按产品加工图纸进行精车加工,作产品加工过程的标识移植、检查尺寸和表面质量。
[0027] f)、对精车加工后的环锻件进行超声波探伤,环锻件按DINEN10223-3-1998探伤检测标准,及HDJY-T2008-003超声波检测工艺实施,进行100%全探。然后再进行理化性能检验,按机加工图检查尺寸和表面质量,检查原材料牌号和锻批号、零件号;按风塔法兰检测规范HDJY-Y2008-002,取样做硬度HB测试;热处理正火后的机械性能、晶粒度、非金属夹杂检测,环锻件的本体晶粒度应在GB/T6394-2002中的6级以上。环锻件的显微组织符合GB/T13320-91要求。最后经产品标志后就可包装交付。
[0028] 上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效,以及部分运用的实施例,而非用于限制本发明;应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可 以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.大型风塔法兰异形环锻件的制造方法,其特征在于:包括如下步骤: a)、取坯钢原料,然后根据生产要求进行下料; b)、锻造制坯辗环工序:首先用直芯辊将冲孔后的毛坯环件碾轧成工艺规定直径的矩形截面的圆环件,然后回炉加热保温,接着用组合模具将上述圆环件辗成成形异形截面环件,在此过程中,控制始锻温度为1150°C,终锻温度为850°C,锻造加热保温温度为1240°C至1260°C,锻造比≥6 ;辗环后的环锻件表面缺陷深度≤5mm;内(外)径椭圆度≤22mm;上下端面平面度< 14mm ; c)、将上述工件从侧面中间进行车切,将工件对称地一分为二,得到两个风塔法兰异型环锻件的毛还件; d)、热处理正火工序:将上述毛坯件放入炉中进行加热,并且每个工件按周长800~1200mm间须垫高度≥50mm等高垫块,隔3个工件中间垫高度≥60mm的垫块;加热速度不大于每小时180°C,温度升至890°C~910°C时,进行保温均热,保温均热时间根据环锻件的直径、厚度等尺寸确定,不低于1.5小时,环锻件越大时间越长,最后将经保温均热后的工件移出炉外分散空冷至常温; e)、精车加工:按产品加工图纸进行精车加工,作产品加工过程的标识移植、检查尺寸和表面质量; f)、对精车加工后的环锻件进行超声波探伤,环锻件按DINEN10223-3-1998探伤检测标准,及HDJY-T2008-003超声波检测工艺实施,进行100%全探;然后再进行理化性能检验,按机加工图检查尺寸和表面质量,检查原材料牌号和锻批号、零件号;按风塔法兰检测规范HDJY-Y2008-002, 取样做硬度HB测试;热处理正火后的机械性能、晶粒度、非金属夹杂检测,环锻件的本体晶粒度应在GB/T6394-2002中的6级以上,环锻件的显微组织符合GB/T13320-91要求,最后经产品标志后就可包装交付。
2.根据权利要求1所述的大型风塔法兰异形环锻件的制造方法,其特征在于:所述的组合模具由一根芯辊及从上至下依次设置在芯辊上的上压盖、主模和下托盘构成,所述主模由中空圆柱体和带刃口凸缘组成,凸缘上下端面有斜度,凸缘位于圆柱体轴向中心位置处。
3.根据权利要求2所述的大型风塔法兰异形环锻件的制造方法,其特征在于:所述上压盖从上至下由中空小圆柱体段和中空大圆柱体段同轴构成且中空大圆柱体段靠主模侧部分端面有斜度;所述下托盘是中空的圆柱体且靠近主模侧端面有斜度;所述锁紧件由两片带双耳对称半圆环组成同心环,两半环通过位于双耳上的螺栓孔采用螺栓紧固连接。
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