CN107716624A - 一种矫正c型铸钢件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矫正C型铸钢件的方法，根据待矫正C型铸钢件尺寸准备钢板，在钢板上固定焊接一根固定块，且固定块的内部沿其长度方向设置安装孔，安装孔内两端通过第一轴承安装一根转轴，转轴上开设两个长度相等且螺旋方向相反的螺纹段，并在两个螺纹段上均安装上螺纹套，C型铸钢件内侧的弧顶处设有用于加热铸钢件的弧形预热管。本发明不需要使用大型矫正辅助设备，操作简单易行，安全可靠，而且矫正是从C型铸钢件的两端同时进行的，缩短了矫正的时间，矫正效率更高，而且两端同时矫正可以保证两端所受矫正力度的一致性，同时，本发明方法大幅降低了铸件因变形引起的尺寸焊补量，节约焊接成本，缩短铸件生产周期。

Description

一种矫正C型铸钢件的方法

技术领域

本发明涉及大形铸钢件矫正整形技术领域，特别涉及一种矫正C型铸钢件的方法。

背景技术

大型厚壁回转体类高强度铸钢件材质属于中高碳低合金钢，材质主要包括如下质量组分C：0.30～0.35，Si≤0.6，Mn：0.6～1.0，P≤0.025，S≤0.020，Ni≤0.4，Cr：1.4～1.7，Mo：0.15～0.35。铸件直径一般5—6m，分两半造型，单半铸钢件呈C形，最大壁厚200mm，最小壁厚50mm，单半重量5t。要求最终的力学性能为：抗拉强度Rm≥770MPa，屈服强度Rp0.2≥525MPa，延伸率≥10%，断面收缩率≥35%，本体硬度223～300HB，室温冲击韧性AKV≥27J。从力学性能来看，属于高强度类型，且综合力学性能要求高。此类铸件需要采用淬火方式处理，在冒口切割、质量热处理后，铸件经常存在张口或缩口变形的情况。张缩量基本为直径方向0～30mm，超出铸造加工留量，导致局部位置加工黑皮或加工不上的情况发生。因此必须对铸件先矫正再加工。

针对这一问题的传统做法是对变形铸件尺寸划线后，对铸件缺量部位进行焊补，对铸件多肉部位气刨挖除，最后再加工到位。这种做法不仅增加了焊接量，还增加了气刨、铲磨、NDT检测等生产成本，而且存在焊接后二次变形的风险。现有技术的另一种做法是在造型过程中增加铸件反变形补贴量，在一定程度上保证了加工没有黑皮现象发生，但却增加了钢液的消耗，使铸件形状尺寸与图纸要求相差较大，也增加了加工量，使铸件成本提高。现有技术中也有采用设置单层十字拉筋的方法来防止铸件变形的，但实际生产表明，仅仅设置单层十字拉筋对防止铸件变形效果不显著。

因此，发明一种矫正C型铸钢件的方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矫正C型铸钢件的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矫正C型铸钢件21的方法，包括如下过程：

第一步，工艺准备：根据待矫正C型铸钢件尺寸准备一厚度大于20mm并且平面尺寸大于C型铸钢件平面投影尺寸的平整厚钢板，同时在钢板上沿其宽度方向固定焊接一根固定块，且固定块的内部沿其长度方向设置安装孔，安装孔内两端通过第一轴承安装一根转轴，转轴上开设两个长度相等且螺旋方向相反的螺纹段，并在两个螺纹段上均安装上螺纹套，将螺纹套的外壁上安装连接块和滑块，并在固定块上的侧壁上开设滑孔，将连接块穿过滑孔设置，并在连接块穿出滑孔的一端上焊接挡板，在安装孔的内侧壁开设滑槽，将滑块滑动设于滑槽内，同时在转轴的中心安装锥齿轮组件，将锥齿轮组件与电机的动力轴相连接，并将电机安装在钢板上，同时在钢板上安装C型铸钢件的一侧上安装支撑件，再通过C型铸钢件关键尺寸，确定C型铸钢件是张口还是缩口，根据加工工艺图，确定张口量或缩口量，然后在钢板上确定固定前的位置和矫正后的位置，并在钢板上划线标识；

第二步，将C型铸钢件水平放到钢板上，使C型铸钢件的C形开口端与钢板的固定块朝向支撑件的一侧侧边对齐，并将C型铸钢件的C形开口的两端内圈焊接固定在挡板上，在C型铸钢件所焊接的挡板所处的钢板上的位置划线，作为起始位置，同时确定矫正量之后，将C型铸钢件的矫正量进行对半，分别作为两个挡板的运动量，并在钢板上划线并在划线处焊接固定两根基准杆，以确定C型铸钢件的矫正终点位置；

第三步，在铸钢件内侧弧顶固定一根0.3～0.4倍内弧长的用于加热C型铸钢件的预热管，此时通过支撑件来对预热管进行贴紧操作，预热管经阀门与可燃气源连接，并且预热管的管壁设有喷火孔；

第四步，将预热管接通加热气源并点燃使加热火焰从喷火孔喷出对C型铸钢件内侧进行加热，通过阀门调节火焰，使火焰从小到大，半小时内火焰逐渐调到最大，同时用石棉布将预热管和C型铸钢件加热部分遮盖，避免火焰影响矫正操作，观测C型铸钢件两端与挡板之间的变化，随着加热温度的升高，C型铸钢件两端向基准杆逐渐靠近，当C型铸钢件沿C形开口的矫正量小于10mm时，采用预热管内侧加热进行矫正，当C型铸钢件沿C形开口的矫正量大于10mm时，预热管对C型铸钢件内侧加热过程中，C型铸钢件内侧和外侧的温度差逐渐减小，C型铸钢件两端向基准杆靠近的速度逐渐减小并停止，当C型铸钢件的温度达到130～170℃后，保温30分钟，在C型铸钢件两端的挡板开始通过电机进行相背运动，两个挡板便会对C型铸钢件持续缓慢施力，保持C型铸钢件两端外侧每分钟外扩2—3mm，直到外侧最终接触基准杆即停止电机继续带动两个挡板运动；

第五步，检查C型铸钢件内侧和外侧无异常后，将C型铸钢件与挡板的接触面内外侧点焊若干点加固；

第六步，关闭预热管的火焰气源，移开预热管，将C型铸钢件加热部位用保温棉覆盖，将挡板从连接块上去下，连同C型铸钢件吊运至退火炉进行消应力退火，最后取出工件，拆除挡板

优选的，所述第二步中C型铸钢件与挡板之间的焊缝高度为50—60mm，焊缝长度为120—150mm。

优选的，所述第六步中的退火工艺为：工件进炉前，炉内先预热至100～150℃，装入工件后，以30～60℃/h的速度升温至580～620℃，保温t小时，其中t=铸件最大壁厚+1h/inch+（2～3）h，然后以20～50℃/h速度降温至C型铸钢件温度小于200℃再出炉，出炉后在空气中自然冷却至20～40℃，割开并修平C型铸钢件与挡板的焊缝

本发明的技术效果和优点：本发明的矫正C型铸钢件的方法能够准确实现大型厚壁回转体类铸钢件铸造变形的矫正，尤其是大型厚壁C环类高强度铸钢件铸造生产过程中变形的矫正，不需要使用大型矫正辅助设备，操作简单易行，安全可靠，而且矫正是从C型铸钢件的两端同时进行的，缩短了矫正的时间，矫正效率更高，而且两端同时矫正可以保证两端所受矫正力度的一致性，同时，本发明方法大幅降低了铸件因变形引起的尺寸焊补量，节约焊接成本，缩短铸件生产周期。

附图说明

图1为本发明的矫正C型铸钢件的装置结构示意图。

图中：1 钢板、2 固定块、3 安装孔、4 转轴、5 第一轴承、6 第一螺纹段、7 第二螺纹段、8 螺纹套、9 连接块、10 滑孔、11 挡板、12 滑块、13 滑槽、14 从动锥齿轮、15 主动锥齿轮、16 电机轴、17 电机、18 第二轴承、19 预热管、20 支撑件、21 C型铸钢件、22 基准杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1所示的一种矫正C型铸钢件的方法，包括将C型铸钢件21进行预矫正固定的矫正装置，所述矫正装置包括一块厚度大于20mm的钢板1，所述钢板1的尺寸大于C型铸钢件21的投影尺寸，所述钢板1上设有固定块2，所述固定块2沿钢板1宽度方向设置，且所述固定块2与钢板1的宽度相等，所述固定块2内开设有安装孔3，所述安装孔3沿固定块2长度方向设置，所述安装孔3内设有转轴4，所述转轴4的长度与安装孔3相等，所述转轴4的两端均通过第一轴承5安装在安装孔3内，所述转轴4上设有两个螺纹段，所述两个螺纹段为第一螺纹段6和第二螺纹段7，所述第一螺纹段6和第二螺纹段7长度相等且螺纹螺旋方向相反，所述第一螺纹段6与第二螺纹段7沿转轴4中心对称设置，所述第一螺纹段6和第二螺纹段7上均设有螺纹套8，所述螺纹套8沿转轴4中心对称设置，所述螺纹套8的外侧壁上均固定设有连接块9，两个所述连接块9朝向同一侧设置，所述连接块9远离螺纹套8的一端穿出安装孔3内部设置，且所述固定块2上还开设有滑孔10，所述连接块9穿过滑孔10设置，所述连接块9位于安装孔3外的一端固定连接有挡板11，两个所述连接块9上的挡板11相互平行设置，且两个所述挡板11均与钢板1相垂直，所述螺纹套8的外侧壁上还安装有滑块12，所述滑块12与连接块9沿螺纹套8轴对称设置，所述安装孔3的内侧壁上开设有滑槽13，所述滑块12远离螺纹套8的一端滑动设于滑槽13内，所述转轴4的中心安装有从动锥齿轮14，所述从动锥齿轮14上啮合有主动锥齿轮15，所述钢板1上还安装有电机17，所述电机17位于固定块2的一侧，且所述电机17与挡板11分别位于固定块2不同的一侧上，所述电机17上设有电机轴16，所述电机轴16传入安装孔3内并连接主动锥齿轮15，所述电机轴16与固定块2连接处设有第二轴承18，所述钢板1上与挡板11处于固定块2的同一侧上安装有支撑件20，所述支撑件20外侧余待矫正C型铸钢件21之间设有预热管19，所述预热管19的弧长为C型铸钢件21内弧长的0.3—0.4倍，所述预热管19的弧形与C型铸钢件21内侧的弧形相似，并且靠近C型铸钢件21内侧居中放置，如图1所示，所述预热管19采用Φ10～20mm普通钢管弯制而成，所述预热管19靠近C型铸钢件21一侧，每隔5～10cm钻一个Φ1～3mm的孔眼作为喷火孔，所述预热管19末端堵死，另一端套有专用胶皮软管，胶皮软管的另一端经阀门与天然气管路接口连接，使用时，打开阀门，接通天燃气直接点燃天然气，预热管19上各孔眼喷火对C型铸钢件21内腔进行加热。

本发明设置的矫正装置通过两个螺纹段带动螺纹套8的相互作用，实现两个螺纹套8分别带动两个挡板11相互远离或者靠近，实现对C型铸钢件21的撑开或者挤压，同时设置的预热管19对C型铸钢件21内弧面加热使工件产生热变形实现铸造变形量的矫正，简化了铸钢件的矫正整形工艺，降低铸件成本，并提高矫正整形效率和安全可靠性，且因为C型铸钢件21的两端是同时作用的，因此矫正效率更高。

采用上述装置进行C型铸钢件21矫正的方法，包括如下过程：

1）工艺准备：根据待矫正C型铸钢件21尺寸准备一厚度大于20mm并且平面尺寸大于C型铸钢件21平面投影尺寸的平整厚钢板1，同时在钢板1上沿其宽度方向固定焊接一根固定块2，且固定块2的内部沿其长度方向设置安装孔3，安装孔3内两端通过第一轴承5安装一根转轴4，转轴4上开设两个长度相等且螺旋方向相反的螺纹段，并在两个螺纹段上均安装上螺纹套8，将螺纹套8的外壁上安装连接块9和滑块12，并在固定块2上的侧壁上开设滑孔10，将连接块9穿过滑孔10设置，并在连接块9穿出滑孔10的一端上焊接挡板11，在安装孔3的内侧壁开设滑槽13，将滑块12滑动设于滑槽13内，同时在转轴4的中心安装锥齿轮组件，将锥齿轮组件与电机17的动力轴相连接，并将电机17安装在钢板1上，同时在钢板1上安装C型铸钢件21的一侧上安装支撑件20，再通过C型铸钢件21关键尺寸，确定C型铸钢件21是张口还是缩口，根据加工工艺图，确定张口量或缩口量，然后在钢板1上确定固定前的位置和矫正后的位置，并在钢板1上划线标识；

2）将C型铸钢件21水平放到钢板1上，使C型铸钢件21的C形开口端与钢板1的固定块2朝向支撑件20的一侧侧边对齐，并将C型铸钢件21的C形开口的两端内圈焊接固定在挡板11上，为焊接固定牢固可靠，C型铸钢件21与挡板11之间的焊缝高度为50—60mm，焊缝长度为120—150mm，在C型铸钢件21所焊接的挡板11所处的钢板1上的位置划线，作为起始位置，同时确定矫正量之后，将C型铸钢件21的矫正量进行对半，分别作为两个挡板11的运动量，并在钢板1上划线并在划线处焊接固定两根基准杆22，以确定C型铸钢件21的矫正终点位置；

3）在铸钢件1内侧弧顶固定一根0.3～0.4倍内弧长的用于加热C型铸钢件21的预热管19，此时通过支撑件20来对预热管19进行贴紧操作，预热管19经阀门与可燃气源连接，并且预热管19的管壁设有喷火孔；

4）将预热管19接通加热气源并点燃使加热火焰从喷火孔喷出对C型铸钢件21内侧进行加热，通过阀门调节火焰，使火焰从小到大，半小时内火焰逐渐调到最大，同时用石棉布将预热管19和C型铸钢件21加热部分遮盖，避免火焰影响矫正操作，观测C型铸钢件21两端与挡板11之间的变化，随着加热温度的升高，C型铸钢件21两端向基准杆22逐渐靠近，当C型铸钢件21沿C形开口的矫正量小于10mm时，采用预热管19内侧加热进行矫正，当C型铸钢件21沿C形开口的矫正量大于10mm时，预热管19对C型铸钢件21内侧加热过程中，C型铸钢件21内侧和外侧的温度差逐渐减小，C型铸钢件21两端向基准杆22靠近的速度逐渐减小并停止，当C型铸钢件21的温度达到130～170℃后，保温30分钟，在C型铸钢件21两端的挡板11开始通过电机17进行相背运动，两个挡板11便会对C型铸钢件21持续缓慢施力，保持C型铸钢件21两端外侧每分钟外扩2—3mm，直到外侧最终接触基准杆22即停止电机17继续带动两个挡板11运动；

5）检查C型铸钢件21内侧和外侧无异常后，将C型铸钢件21与挡板11的接触面内外侧点焊若干点加固；

6）关闭预热管19的火焰气源，移开预热管19，将C型铸钢件21加热部位用保温棉覆盖，将挡板11从连接块9上去下，连同C型铸钢件21吊运至退火炉进行消应力退火，最后取出工件，拆除挡板11。其中退火工艺为：工件进炉前，炉内先预热至100～150℃，装入工件后，以30～60℃/h的速度升温至580～620℃，保温t小时，其中t=铸件最大壁厚+1h/inch+（2～3）h，然后以20～50℃/h速度降温至C型铸钢件21温度小于200℃再出炉，出炉后在空气中自然冷却至20～40℃，割开并修平C型铸钢件21与挡板11的焊缝。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种矫正C型铸钢件的方法，其特征在于，包括如下过程：

第一步，工艺准备：根据待矫正C型铸钢件（21）尺寸准备一厚度大于20mm并且平面尺寸大于C型铸钢件（21）平面投影尺寸的平整厚钢板（1），同时在钢板（1）上沿其宽度方向固定焊接一根固定块（2），且固定块（2）的内部沿其长度方向设置安装孔（3），安装孔（3）内两端通过第一轴承（5）安装一根转轴（4），转轴（4）上开设两个长度相等且螺旋方向相反的螺纹段，并在两个螺纹段上均安装上螺纹套（8），将螺纹套（8）的外壁上安装连接块（9）和滑块（12），并在固定块（2）上的侧壁上开设滑孔（10），将连接块（9）穿过滑孔（10）设置，并在连接块（9）穿出滑孔（10）的一端上焊接挡板（11），在安装孔（3）的内侧壁开设滑槽（13），将滑块（12）滑动设于滑槽（13）内，同时在转轴（4）的中心安装锥齿轮组件，将锥齿轮组件与电机（17）的动力轴相连接，并将电机（17）安装在钢板（1）上，同时在钢板（1）上安装C型铸钢件（21）的一侧上安装支撑件（20），再通过C型铸钢件（21）关键尺寸，确定C型铸钢件（21）是张口还是缩口，根据加工工艺图，确定张口量或缩口量，然后在钢板（1）上确定固定前的位置和矫正后的位置，并在钢板（1）上划线标识；

第二步，将C型铸钢件（21）水平放到钢板（1）上，使C型铸钢件（21）的C形开口端与钢板（1）的固定块（2）朝向支撑件（20）的一侧侧边对齐，并将C型铸钢件（21）的C形开口的两端内圈焊接固定在挡板（11）上，为焊接固定牢固可靠，C型铸钢件（21）与挡板（11）之间的焊缝高度为50—60mm，焊缝长度为120—150mm，在C型铸钢件（21）所焊接的挡板（11）所处的钢板（1）上的位置划线，作为起始位置，同时确定矫正量之后，将C型铸钢件（21）的矫正量进行对半，分别作为两个挡板（11）的运动量，并在钢板（1）上划线并在划线处焊接固定两根基准杆（22），以确定C型铸钢件（21）的矫正终点位置；

第三步，在铸钢件（1）内侧弧顶固定一根0.3～0.4倍内弧长的用于加热C型铸钢件（21）的预热管（19），此时通过支撑件（20）来对预热管（19）进行贴紧操作，预热管（19）经阀门与可燃气源连接，并且预热管（19）的管壁设有喷火孔；

第四步，将预热管（19）接通加热气源并点燃使加热火焰从喷火孔喷出对C型铸钢件（21）内侧进行加热，通过阀门调节火焰，使火焰从小到大，半小时内火焰逐渐调到最大，同时用石棉布将预热管（19）和C型铸钢件（21）加热部分遮盖，避免火焰影响矫正操作，观测C型铸钢件（21）两端与挡板（11）之间的变化，随着加热温度的升高，C型铸钢件（21）两端向基准杆（22）逐渐靠近，当C型铸钢件（21）沿C形开口的矫正量小于10mm时，采用预热管（19）内侧加热进行矫正，当C型铸钢件（21）沿C形开口的矫正量大于10mm时，预热管（19）对C型铸钢件（21）内侧加热过程中，C型铸钢件（21）内侧和外侧的温度差逐渐减小，C型铸钢件（21）两端向基准杆（22）靠近的速度逐渐减小并停止，当C型铸钢件（21）的温度达到130～170℃后，保温30分钟，在C型铸钢件（21）两端的挡板（11）开始通过电机（17）进行相背运动，两个挡板（11）便会对C型铸钢件（21）持续缓慢施力，保持C型铸钢件（21）两端外侧每分钟外扩2—3mm，直到外侧最终接触基准杆（22）即停止电机（17）继续带动两个挡板（11）运动；

第五步，检查C型铸钢件（21）内侧和外侧无异常后，将C型铸钢件（21）与挡板（11）的接触面内外侧点焊若干点加固；

第六步，关闭预热管（19）的火焰气源，移开预热管（19），将C型铸钢件（21）加热部位用保温棉覆盖，将挡板（11）从连接块（9）上去下，连同C型铸钢件（21）吊运至退火炉进行消应力退火，最后取出工件，拆除挡板（11）。

2.根据权利要求1所述的一种矫正C型铸钢件的方法，其特征在于：所述第二步中C型铸钢件（21）与挡板（11）之间的焊缝高度为50—60mm，焊缝长度为120—150mm。

3.根据权利要求1所述的一种矫正C型铸钢件的方法，其特征在于：所述第六步中的退火工艺为：工件进炉前，炉内先预热至100～150℃，装入工件后，以30～60℃/h的速度升温至580～620℃，保温t小时，其中t=铸件最大壁厚+1h/inch+（2～3）h，然后以20～50℃/h速度降温至C型铸钢件（21）温度小于200℃再出炉，出炉后在空气中自然冷却至20～40℃，割开并修平C型铸钢件（21）与挡板（11）的焊缝。