CN110919375A - 一种双尺寸法兰锻造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双尺寸法兰锻造工艺，属于法兰生产技术领域，其技术方案要点是包括以下步骤：步骤S1：切割，按照重量对圆钢进行切割，切割成棒料坯；步骤S2：加热；步骤S3：镦粗；S4：模锻形成，将粗胚放置于锻模上，然后再利用压力机将粗胚锻压成形为粗成形坯，粗成形坯包括大法兰坯和小法兰坯，所述大法兰坯和小法兰坯呈同轴固定连接；步骤S5：分离冲孔，将粗成形坯放置于分离模上，使大法兰坯和小法兰坯分离；步骤S6：碾环；步骤S7：粗车，车床对大法兰坯和小法兰进行粗车成型为大法兰和小法兰。本发明具有提高原料利用率的效果。

Description

一种双尺寸法兰锻造工艺
技术领域
本发明涉及法兰生产技术领域，更具体地说，它涉及一种双尺寸法兰锻造工艺。
背景技术
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。锻造是法兰生产中最为常见的一种方式。
目前，公开号为CN108571629A的发明专利公开了一种新型法兰的制造工艺，包括以下步骤：选料：选取厚度为60~100mm的钢板备用；锻造：将步骤选取的钢板进行锻造处理，锻造分为三个阶段，第一阶段锻造温度为880~900℃，锻造时间为15~18s，第二阶段锻造温度为750~780℃，锻造时间为18~20s，第三阶段锻造温度为910~925℃，锻造时间为13~15s，锻造完成之后进行冷却，冷却温度为25~27℃。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：模锻时为了保护模具，上下模中心用于成型中心孔位置的凸起不相互接触，所以模锻成型后的法兰中心孔位置留下连皮，需要后需冲孔工步将连皮冲落，从而导致了原料利用率的降低，原材料的浪费。
发明内容
本发明目的在于提供一种双尺寸法兰锻造工艺，减少了原材料的浪费的效果。
本发明为了实现上述目的，提供了如下技术方案：一种双尺寸法兰锻造工艺，包括以下步骤：步骤S1：切割，按照重量对圆钢进行切割，切割成棒料坯；步骤S2：加热，将棒料坯放置于天然气炉中进行加热，使棒料坯的温度大于再结晶温度并且小于固相线的温度；步骤S3：镦粗，利用压力机对加热后的棒料坯施加平行于其轴向的压力，从而得到粗胚，粗胚的直径大于棒料坯的直径，粗胚的长度小于棒料坯的长度；S4：模锻形成，将粗胚放置于锻模上，然后再利用压力机将粗胚锻压成形为粗成形坯，粗成形坯包括大法兰坯和小法兰坯，所述大法兰坯和小法兰坯呈同轴固定连接；步骤S5：分离冲孔，将粗成形坯放置于分离模上，利用压力机对粗成形坯施加冲压力，使大法兰坯和小法兰坯分离；步骤S6：碾环，将大法兰坯和小法兰坯分别安装于两个碾环机上，利用碾环机对大法兰坯和小法兰坯碾环，使其中心孔的孔径扩大和外径扩大；步骤S7：粗车，车床对大法兰坯和小法兰进行粗车成型为大法兰和小法兰。
通过采用上述技术方案，将一块原料锻造成一大一小两个法兰，将原来需要冲落形成中心孔的物料加工成小法兰，减小了成型后连皮的体积，进而减小需要冲落的连皮，提升了原料的利用率，减少了原材料的浪费，降低了成本，提高了收益。
本发明进一步设置为：于步骤S1中，圆钢由钢锭在电渣炉重熔的钢渣锭制成。
通过采用上述技术方案，对钢锭进行电渣重熔，提纯金属并获得洁净组织均匀致密的电渣锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀，所以法兰的结构强度更高。
本发明进一步设置为：对钢渣锭进行热锻，利用电液锤将电渣锭进行锻造，使成形为圆柱状的圆柱形的圆钢。
因为电渣重熔后的形状不规则，从而不利于计算体积，通过采用上述技术方案，将电渣锭锻造呈圆柱状的元棒料，便于计算元棒料的体积，进而方便安装体积进行切割所需质量的棒料坯。
本发明进一步设置为：于步骤S3中，切割前按照所需的棒料坯的重量为于步骤S7中合格后大法兰小法兰重量的1.10倍~1.15倍。
通过采用上述技术方案，因为后续去飞边和粗车过程中，会损耗坯料的材料，所以在切割呈棒料坯前需要留有加工余量。
本发明进一步设置为：于步骤S4中，利用天然气加热炉对棒料坯进行加热，天然气加热炉的温度为1180℃~1220℃。
通过采用上述技术方案，在该温度下更加便于锻压，提高了锻压的效率。
本发明进一步设置为：于步骤S5中的锻模包括上模和下模，所述上模的下表面开设有环形的第一上凹槽和第二上凹槽，所述第一上凹槽直径大于第二上凹槽的直径并且两者呈同轴设置，所述下模的上表面开设有环形的第一下凹槽和第二下凹槽，所述第一下凹槽直径大于第二下凹槽的直径并且两者呈同轴设置，所述第一上凹槽和第一下凹槽围合成第一型腔，所述第二上凹槽和第二下凹槽围合成第二型腔，所述第一型腔和第二型腔连通。
通过采用上述技术方案，锻模对棒料坯进行锻压时，使其形变成粗成形坯，大法兰在第一型腔内成型，小法兰在第二型腔内成型，一次模锻形成两个法兰，节省了原料，节省了工步，提高了生产效率。
本发明进一步设置为：所述上模上开设有将第一型腔和第二型腔连通的环形连通槽。
通过采用上述技术方案，利用环形连通槽将第一型腔和第二型腔连通，在锻造成型时会在环形连通槽之间形成将大法兰坯和小法兰坯连接的连皮。
本发明进一步设置为：于步骤S5中，分离模开设有环形第一分离环槽和环形的第二分离环槽，所述第一分离环槽径与大法兰间隙配合，第二分离环槽与小法兰间隙配合，所述第一分离环槽内壁与第二分离环槽外壁之间间距等于环形连通槽的宽度。
通过采用上述技术方案，将粗成形坯放置于分离模内，在压力机冲压下，使大法兰批、小法兰坯和连皮分离，一步冲压实现了大法兰批和小法兰坯的分离，以及去除大法兰批和小法兰坯上的连皮，节省了工步，提高了生产效率。
本发明进一步设置为：于步骤S6，将碾环后的成型坯放置于电炉中，对成型坯进行球化退火。
通过采用上述技术方案，对成型坯球化退火，从而降低硬度，改善切削加工性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一， 利用锻模将一块原料锻造成一大一小两个法兰，将原来需要冲落形成中心孔的物料加工成小法兰，减小了成型后连皮的体积，进而减小需要冲落的连皮，提升了原料的利用率，减少了原材料的浪费，降低了成本，提高了收益；
其二，分离模对一大一小两个法兰进行分离，在压力机冲压下，使大法兰坯、小法兰坯和连皮分离，一步冲压实现了大法兰批和小法兰坯的分离，以及去除大法兰批和小法兰坯上的连皮，节省了工步，提高了生产效率；
其三，利用电渣锭作为原料，经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀，所以法兰的结构强度更高，对碾环后的法兰进行球化退火，从而降低硬度，改善切削加工性能。
附图说明
图1为本实施例的流程图；
图2为本实施例用于展示锻模的剖面图；
图3为本实施例用于展示分离模的结构示意图。
附图标记：100、锻模；101、上模；102、下模；103、第一上凹槽；104、第二上凹槽；105、第一下凹槽；106、第二下凹槽；107、第一型腔；108、第二型腔；109、连通槽；200、分离模；201、第一分离环槽；202、第二分离环槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种双尺寸法兰锻造工艺，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1：利用带锯床对圆钢进行切割，将圆钢切割成多个棒料坯。每个棒料坯的重量为合格两个法兰重量之和的1.10倍~1.15倍。可以通过密度与质量的关系公式，通过按照体积进行切割所需质量的棒料坯。
为了提升生产的法兰的强度，圆钢为钢锭在电渣炉重熔的钢渣锭制成。钢锭经过电渣重熔，提纯金属并获得洁净组织均匀致密的电渣锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀，所以法兰的结构强度更高。但是钢渣锭形状不规则，难以其体积，所以对钢渣锭进行热锻，利用电液锤将电渣锭进行锻造，使成形为圆柱状的圆柱形的圆钢。圆钢为圆柱形，可以通过其直径和长短计算体积，进而方便安装体积进行切割所需质量的棒料坯。
步骤S2：加热，将棒料坯放置于天然气炉中进行加热，天然气加热炉的温度为1180℃~1220℃，使棒料坯的温度大于再结晶温度并且小于固相线的温度。
步骤S3：镦粗，利用压力机对加热后的棒料坯进行自由锻。利用压力机对棒料坯施加平行于其轴向的压力，从而得到粗胚。粗胚的直径大于棒料坯的直径，粗胚的长度小于棒料坯的长度。
步骤S4：模锻成型，将粗胚放置于锻模100上，然后再利用压力机将粗胚锻压成形为粗成形坯，粗成形坯包括大法兰坯和小法兰坯。大法兰坯和小法兰坯呈同轴套设并且两者固定连接。
如图2所示，锻模100包括上模101和下模102。
上模101的下表面开设有环形的第一上凹槽103和第二上凹槽104，第一上凹槽103直径大于第二上凹槽104的直径并且两者呈同轴设置。下模102的上表面开设有环形的第一下凹槽105和第二下凹槽106，第一下凹槽105直径大于第二下凹槽106的直径并且两者呈同轴设置。
上模101和下模102合模后，第一上凹槽103和第一下凹槽105围合成第一型腔107，第一型腔107形状与大法兰相同。第二上凹槽104和第二下凹槽106围合成第二型腔108，第二型腔108与小法兰的形状相同。上模101上开设有将第一型腔107和第二型腔108连通的环形连通槽109。锻模100对棒料坯进行锻压时，使其形变成粗成形坯，大法兰在第一型腔107内成型，小法兰在第二型腔108内成型，环形连通槽109之间形成将大法兰坯和小法兰坯连接的连皮。一次模锻形成两个法兰，节省了原料，节省了工步，提高了生产效率。
步骤S5：分离冲孔，将粗成形坯放置于分离模200上，利用压力机对粗成形坯施加冲压力，使大法兰坯和小法兰坯分离。
如图3所示，分离模200上表面开设有环形第一分离环槽201和环形的第二分离环槽202。第一分离环槽201与大法兰间隙配合，第二分离环槽202与小法兰间隙配合，第一分离环槽201内壁与第二分离环槽202外壁之间间距等于环形连通槽109的宽度。将粗成形坯放置于分离模200内，在压力机冲压下，使大法兰批、小法兰坯和连皮分离，一步冲压实现了大法兰批和小法兰坯的分离，以及去除大法兰批和小法兰坯上的连皮，节省了工步，提高了生产效率。
步骤S6：碾环，将大法兰坯和小法兰坯分别安装于两个碾环机上，利用碾环机对大法兰坯和小法兰坯碾环，使其中心孔的孔径扩大和外径扩大。将碾环后的法兰放置于电炉中，对法兰进行球化退火。对法兰球化退火，从而降低硬度，改善切削加工性能。
步骤S7：粗车，车床对大法兰坯和小法兰坯进行粗车成型为大法兰和小法兰。先对中心孔进行粗车，然后再以中心孔的内壁为基准面对大法兰和小法兰的侧壁和端面进行车削。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种双尺寸法兰锻造工艺，包括以下步骤：步骤S1：切割，按照重量对圆钢进行切割，切割成棒料坯；步骤S2：加热，将棒料坯放置于煅烧炉中加热，使棒料坯的温度大于再结晶温度并且小于固相线的温度；步骤S3：镦粗，利用压力机对加热后的棒料坯施加平行与轴向的压力，从而得到粗胚，粗胚的直径大于棒料坯的直径，粗胚的长度小于棒料坯的长度；S4：模锻形成，将粗胚放置于锻模（100）上，然后再利用压力机将粗胚锻压成形为粗成形坯，粗成形坯包括大法兰坯和小法兰坯，所述大法兰坯和小法兰坯呈同轴固定设置；S5：分离冲孔，将粗成形坯放置于分离模（200）上，利用压力机对粗成形坯施加冲压力，使大法兰坯和小法兰坯分离；步骤S6：碾环，将大法兰坯和小法兰坯分别安装于两个碾环机上，利用碾环机对大法兰坯和小法兰坯碾环，使其中心孔的孔径扩大和外径扩大；步骤S7：粗车，车床对大法兰坯和小法兰坯进行粗车成型为大法兰和小法兰。
2.根据权利要求1所述的一种双尺寸法兰锻造工艺，其特征在于：于步骤S1中，圆钢由钢锭在电渣炉重熔的钢渣锭制成。
3.根据权利要求2所述的一种双尺寸法兰锻造工艺，其特征在于：对钢渣锭进行热锻，利用电液锤将电渣锭进行锻造，使成形为圆柱状的圆柱形的圆钢。
4.根据权利要求1所述的一种双尺寸法兰锻造工艺，其特征在于： 于步骤S3中，切割前按照所需的棒料坯的重量为于步骤S7中合格后大法兰小法兰重量的1.10倍~1.15倍。
5.根据权利要求1所述的一种双尺寸法兰锻造工艺，其特征在于：于步骤S4中，利用天然气加热炉对棒料坯进行加热，天然气加热炉的温度为1180℃~1220℃。
6.根据权利要求1所述的一种双尺寸法兰锻造工艺，其特征在于：于步骤S5中的锻模（100）包括上模（101）和下模（102），所述上模（101）的下表面开设有环形的第一上凹槽（103）和第二上凹槽（104），所述第一上凹槽（103）直径大于第二上凹槽（104）的直径并且两者呈同轴设置，所述下模（102）的上表面开设有环形的第一下凹槽（105）和第二下凹槽（106），所述第一下凹槽（105）直径大于第二下凹槽（106）的直径并且两者呈同轴设置，所述第一上凹槽（103）和第一下凹槽（105）围合成第一型腔（107），所述第二上凹槽（104）和第二下凹槽（106）围合成第二型腔（108），所述第一型腔（107）和第二型腔（108）连通。
7.根据权利要求6所述的一种双尺寸法兰锻造工艺，其特征在于：所述上模（101）下模（102）上开设有将第一型腔（107）和第二型腔（108）连通的环形连通槽（109）。
8.根据权利要求1所述的一种双尺寸法兰锻造工艺，其特征在于： 于步骤S7中，分离模（200）开设有环形第一分离环槽（201）和环形的第二分离环槽（202），所述第一分离环槽（201）径与大法兰间隙配合，第二分离环槽（202）与小法兰间隙配合，所述第一分离环槽（201）内壁与第二分离环槽（202）外壁之间间距等于环形连通槽（109）的宽度。
9.根据权利要求1所述的一种双尺寸法兰锻造工艺，其特征在于：于步骤S6，将碾环后的大法兰坯和小法兰坯放置于电炉中，对成型坯进行球化退火。
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