CN104690199B - 石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻采用防喷器本体的锻造方法，步骤包括：步骤1、编制锻造工艺锻件图；步骤2、计算锻件重量、下料；步骤3、确定下料规格；步骤4、确定锻造设备、加热设备、锻造温度范围；步骤5、确定锻造火次、锻后冷却方式；步骤6、实施锻造：下料；高温入炉，再出炉进行锻造；坯料出炉，垂直置于下砧，轻镦一下使氧化皮脱落；沿轴线方向拔长锻方，锻后为长方体坯料；采用铆镦法，使两头出现鼓肚；平表面，用小圆钢压痕；入炉重新加热，以压痕位置，拔长一端，锻到法兰盘直径尺寸，用卡子压法兰脖子；重新加热锻另一头法兰盘；修正；冷却，即成。本发明的方法，保证了锻件的完整流线，降低成本，质量提高。

Description

石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法

技术领域

本发明属于机械设备制造技术领域，涉及一种石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法。

背景技术

防喷器本体的形状如图1，防喷器本体趋向采用整体锻造，其中部呈不对称方形，两端头为法兰结构，产品质量要求高，锻造难度大。

现有的制造方式有两种，一是分体锻造，先将中间锻成方形，另外将两端头分别锻成法兰，然后组焊在一起，费工费时；二是整体锻造为方块，但是加工余量大，材料浪费巨大，锻造流线不完整，整体质量不佳，质量无法得到提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法，解决了现有技术中工艺不合理，组合制作方式费工费时，而整体锻造加工余量大，材料浪费巨大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种石油钻采用防喷器本体的锻造方法，包括以下步骤：

步骤1、编制锻造工艺锻件图

锻件图设计为中间为长方体，两端为法兰盘形状；

步骤2、计算锻件重量及下料重量；

步骤3、确定下料规格；

步骤4、确定锻造设备、加热设备、锻造温度范围；

步骤5、确定锻造火次、锻后冷却方式；

步骤6、实施锻造

6.1)下料；

6.2)加热：高温入炉，加热到1180℃±5℃保温2.5小时，再出炉进行锻造，当温度低于终锻温度850℃±5℃时，必须停锻，入炉重新加热方可出炉进行锻造；

6.3)坯料出炉，垂直置于下砧，轻镦一下使氧化皮脱落；沿轴线方向拔长锻方，锻后为长方体坯料；

6.4)采用铆镦法，使两头出现鼓肚；

6.5)平表面，用小圆钢压痕，保证中间方块长度尺寸；

6.6)入炉重新加热到1180℃±5℃保温1.5～2小时出炉，以压痕位置，拔长一端，锻到法兰盘直径尺寸，用卡子压法兰脖子；

6.7)重新加热到1180℃±5℃保温1.5～2小时出炉，锻另一头法兰盘，

6.8)修正，平整各个端面；

6.9)冷却，即成。

本发明的有益效果是，利用简单的辅助工具，采用独特的工艺方法进行锻造加工，工艺合理，所制备的防喷器本体，锻件沿成品外形成形，能够保持锻件的完整流线；其力学性能指标优于方块进行机械加工件；节省原材料，降低成本、提高质量。

附图说明

图1是防喷器本体成品沿长轴方向截面结构示意图；

图2是防喷器本体成品沿短轴方向截面结构示意图；

图3是本发明方法采用的制坯拔长锻方示意图；

图4是本发明方法采用的铆镦法锻造过程示意图；

图5是本发明方法采用的圆钢压痕示意图；

图6是本发明方法采用的用卡子压法兰脖子示意图；

图7是本发明方法得到的锻件成品长轴方向截面示意图；

图8是本发明方法得到的锻件成品短轴方向截面示意图。

图中，1.防喷器本体，2.长方体坯料，3.鼓肚坯料，4.压痕坯料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，石油钻采用的防喷器本体1所用材料为35CrMo，需要进行锻造工艺设计，锻成对称的中间方形两头为法兰形状的整体本体锻件。现有技术制备方法主要包括，编制锻造工艺锻件图、锻造工序工步图、选择锻造工艺参数：下料规格、重量、锻造温度、设备、冷却、锻后处理等；设计必要的锻造辅助工装，改进操作机钳口，保证锻造顺利进行，满足锻造工艺要求。

本发明的石油钻采用防喷器本体的锻造方法，包括以下步骤：

步骤1、编制锻造工艺锻件图

参照图1、图2，根据零件形状，锻件图设计为中间为长方体，长为L1，宽为L2，两端为法兰盘形状；适当加大余量和公差，以确保各部分加工余量。

步骤2、计算锻件重量及下料重量

根据锻造工艺锻件图计算锻件重量，即利用密度乘以体积得到，并考虑锻件的不平度及法兰槽的出模斜度。实施例综合考虑计算出锻件重量为220公斤，另外，考虑到火耗及火次，实际下料重量为235公斤。

步骤3、确定下料规格

根据法兰盘尺寸在保证锻出的情况下，考虑锻造比的要求并结合锻造厂现有锻料的情况，锻料选取的圆钢(此时锻造比为1.56)才能满足要求。

步骤4、确定锻造设备、加热设备、锻造温度范围

根据锻造设备的锻造能力，选取3吨电液锤。

加热设备选取燃气室式炉。

根据锻件材料为35CrMo，确定始锻温度为1180℃±5℃，终锻温度为850℃±5℃。

步骤5、确定锻造火次、锻后冷却方式

根据锻造工艺锻件图，考虑到零件的复杂程度和变形过程，选取锻造火次为3火次；

根据锻件材料35CrMo采用圆钢形状和散热面积，锻后冷却采用堆冷；如果原材料采用钢锭，就必须进行锻后控制冷却、以及去氢处理。

步骤6、实施锻造

6.1)下料：利用锯床锯切，得到的料件；

6.2)加热：高温入炉，加热到1180℃±5℃保温2.5小时，再出炉进行锻造，当温度低于终锻温度850℃±5℃时，必须停锻，入炉重新加热方可出炉进行锻造。

6.3)坯料出炉，垂直置于下砧，轻镦一下使氧化皮脱落；沿轴线方向拔长锻方，锻后尺寸为220mm×305mm×445mm，如图3的长方体坯料2；

6.4)采用铆镦法，使两头出现鼓肚，得到鼓肚坯料3；

铆镦法是将坯料倾斜15°±0.5°，轻镦1-2下，然后旋转坯料再轻镦1-2下，转动5-6次使一个圆周全部镦到；重新加大打击力度再镦1-2圈，最后平整一下中间侧平面，不再进行两面端面平整，保留鼓肚，以便平衡锻两头法兰时出现的凹心，如图4；

6.5)平表面，用小圆钢压痕，保证中间方块长度尺寸，得到压痕坯料4，如图5；

6.6)将压痕坯料4入炉重新加热到1180℃±5℃保温1.5～2小时出炉，以压痕位置，拔长一端，锻到法兰盘直径尺寸，用卡子压法兰脖子，为保证各部分尺寸，法兰脖子应该给予较大的余量和公差，如图6；

6.7)重新加热到1180℃±5℃保温1.5～2小时出炉，锻另一头法兰盘，

由于一端已经成型，不利于操作机夹持，强行锻造由于夹持部位过小，在锻造时会使锻件脱落或打飞造成安全隐患，为此对操作机夹持钳口进行改造，焊接了一个小曲拐和增加了一个防翘套，使钳口增长，有利于钳口夹持毛坯中部，即有利于锻造，又消除了安全隐患；

6.8)修正，平整各个端面，直至满足工艺设计要求，实施例各部分尺寸的修正如图7、图8；

6.9)冷却，采用堆冷形式，即成。

Claims (5)

1.一种石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、编制锻造工艺锻件图

锻件图设计为中间为长方体，两端为法兰盘形状；

步骤2、计算锻件重量及下料重量；

步骤3、确定下料规格；

步骤4、确定锻造设备、加热设备、锻造温度范围；

步骤5、确定锻造火次、锻后冷却方式；

步骤6、实施锻造

6.1)下料；

6.2)加热：高温入炉，加热到1180℃±5℃保温2.5小时，再出炉进行锻造，当温度低于终锻温度850℃±5℃时，必须停锻，入炉重新加热方可出炉进行锻造；

6.3)坯料出炉，垂直置于下砧，轻镦一下使氧化皮脱落；沿轴线方向拔长锻方，锻后为长方体坯料；

6.4)采用铆镦法，使两头出现鼓肚；

6.5)平表面，用小圆钢压痕，保证中间方块长度尺寸；

6.6)入炉重新加热到1180℃±5℃保温1.5～2小时出炉，以压痕位置，拔长一端，锻到法兰盘直径尺寸，用卡子压法兰脖子；

6.7)重新加热到1180℃±5℃保温1.5～2小时出炉，锻另一头法兰盘，

6.8)修正，平整各个端面；

6.9)冷却，即成。

2.根据权利要求1所述的石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法，其特征在于：所述的步骤2中，锻件重量需要考虑锻件的不平度及法兰槽的出模斜度，并考虑火耗及火次。

3.根据权利要求1所述的石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法，其特征在于：所述的步骤4中，根据锻件材料为35CrMo，确定始锻温度为1180℃±5℃，终锻温度为850℃±5℃。

4.根据权利要求1所述的石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法，其特征在于：所述的步骤5中，选取锻造火次为3火次；根据锻件材料35CrMo采用圆钢形状和散热面积，锻后冷却采用堆冷；或者原材料采用钢锭，就必须进行锻后控制冷却以及去氢处理。

5.根据权利要求1所述的石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法，其特征在于：所述的步骤6.4)中，铆镦法是将坯料倾斜15°±0.5°，轻镦1-2下，然后旋转坯料再轻镦1-2下，转动5-6次使一个圆周全部镦到；重新加大打击力度再镦1-2圈，最后平整一下中间侧平面，不再进行两面端面平整，保留鼓肚。