CN112264567B - 一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法 - Google Patents

一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112264567B
CN112264567B CN202010969491.6A CN202010969491A CN112264567B CN 112264567 B CN112264567 B CN 112264567B CN 202010969491 A CN202010969491 A CN 202010969491A CN 112264567 B CN112264567 B CN 112264567B
Authority
CN
China
Prior art keywords
die
forging
straight
blank
wall sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010969491.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112264567A (zh
Inventor
康海鹏
杨永强
司桂珍
关朕
李大乔
陈孝庆
朱保亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
Baoji Oilfield Machinery Co Ltd
CNPC National Oil and Gas Drilling Equipment Engineering Technology Research Center Co Ltd
Original Assignee
China National Petroleum Corp
Baoji Oilfield Machinery Co Ltd
CNPC National Oil and Gas Drilling Equipment Engineering Technology Research Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Petroleum Corp, Baoji Oilfield Machinery Co Ltd, CNPC National Oil and Gas Drilling Equipment Engineering Technology Research Center Co Ltd filed Critical China National Petroleum Corp
Priority to CN202010969491.6A priority Critical patent/CN112264567B/zh
Publication of CN112264567A publication Critical patent/CN112264567A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112264567B publication Critical patent/CN112264567B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B21J5/025—Closed die forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/08—Upsetting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明公开的一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，包括以下步骤：根据锻件形状尺寸设计胎模锻模具；加热坯料到始锻温度，保温后进行自由锻镦粗并滚圆；将坯料置于模具内锻造，出模后堆冷、正火处理即得。本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，锻造过程中借助胎模限制金属流向，终锻件外形接近零件，锻件加工余量少，节约原材料，锻造完成后，下模在自重下自动脱模，无需翻转胎模和顶出装置，操作简便，生产效率高，安全可靠；所成锻件内部金属流线符合零件形状，后续机加工不切断金属流线，力学性能优良，能更好的满足游车提环的使用要求。

Description

一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法
技术领域
本发明属于石油机械设备制造方法技术领域，具体涉及一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法。
背景技术
游车提环是石油钻机提升系统中的关键件，在钻机提升过程中承受主要重量，设计要求高，力学性能要求严格，一般为高合金钢锻件。
以YC-450游车提环为例，其设计要求为：调质处理169-302HBW，力学性能：Rm≥785MPa，ReL≥590MPa，A4≥17％，Z≥45％，三个试样的平均冲击韧性值KV8≥42J(-20℃)，单个值不低于32J(-20℃)。锻件经磁粉探伤，其质量符合API Spec 8C《钻机和采油提升设备》PSL2级要求。
游车提环的形状如一个开口较大的V字形。自由锻工艺流程是先锻成方形块类锻件，再线切割外形，切割掉的部分一般要占到锻件总重的三分之一左右，材料浪费严重；而且线切割过程会切断锻件的金属流线，降低其力学性能，影响使用寿命，线切割费用较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，降低了生产成本，得到的锻件力学性能优良。
本发明所采用的技术方案是：一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，包括以下步骤：
步骤1、根据锻件形状尺寸设计胎模锻模具；
步骤2、加热坯料到始锻温度，保温后进行自由锻镦粗并滚圆；
步骤3、将步骤2中得到的坯料置于步骤1得到的模具内锻造，出模后堆冷、正火处理即得。
本发明的特点还在于，
步骤1中设计的胎模锻模具包括直壁套模，直壁套模的中心开设有上下贯通且横截面为矩形的通孔，直壁套模的通孔内配合套设有上下对应的立方形上模和倒T形下模，上模的底部和下模的顶部均凹陷形成与锻件相适应的形状，下模的竖直段位于直壁套模的通孔内，下模的水平段位于直壁套模的下方且外周套设有座套。
坯料为圆饼形，坯料的厚度尺寸比锻件的厚度尺寸小5mm。
步骤2中的始锻温度为1180-1200℃，保温时长为2h。
步骤2中自由锻镦粗的高度为180mm。
步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1、预热步骤1得到的模具；
步骤3.2、将下模套于座套内，直壁套模自上而下套在下模上，将步骤2中得到的坯料置于下模的顶部凹陷内，之后在直壁套模的通孔内套上上模；
步骤3.3、通过压机在上模的顶部加压，使坯料在模具内焖型得到锻件；
步骤3.4、焖型完成后，操作机加持直壁套模上提，下模在自重下自动脱模，移除下模后，将上模、锻件及直壁套模放在座套上，在上模顶部加圆钢向下顶出锻件和上模；
步骤3.5、同批次锻件锻成后堆冷，到最后一件锻完，所有锻件直接装炉，炉温880-890℃，保温2小时，出炉后空冷到室温得到终锻件。
步骤3.1中的预热温度为200-300℃。
本发明的有益效果是：本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，锻造过程中借助胎模限制金属流向，终锻件外形接近零件，锻件加工余量少，节约原材料，锻造完成后，下模在自重下自动脱模，无需翻转胎模和顶出装置，操作简便，生产效率高，安全可靠；所成锻件内部金属流线符合零件形状，后续机加工不切断金属流线，力学性能优良，能更好的满足游车提环的使用要求。
附图说明
图1是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中模具的剖视图；
图2是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中上模的正视图；
图3是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中上模的侧视剖面图；
图4是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中下模的正视图；
图5是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中下模的侧视图；
图6是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中直壁套模的正视剖面图；
图7是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中直壁套模的侧视剖面图；
图8是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中直壁套模的俯视图；
图9是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法中座套的正视剖面图；
图10是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法得到的游车提环锻件正视图；
图11是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法得到的游车提环锻件侧视图；
图12是本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法的锻造流程图。
图中，1.上模，2.下模，3.直壁套模，4.座套，5.锻件，6.饼坯，7.圆钢。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，如图12所示，包括以下步骤：
步骤1、根据锻件形状尺寸设计胎模锻模具，如图1至图9所示，包括矩形块状的直壁套模3，直壁套模3的中心开设有上下贯通且横截面为矩形的通孔，直壁套模3的通孔内配合套设有上下对应的立方形上模1和倒T形下模2，上模1的底部和下模2的顶部均凹陷形成与锻件5相适应的形状，下模2的竖直段位于直壁套模3的通孔内，下模2的水平段位于直壁套模3的下方且外周套设有座套4，座套4也为一个矩形块，中间有矩形通孔，下模2可以套在其中，座套4的外矩形尺寸与直壁套模1一样，座套4还起到锻件脱模时的垫模作用；
同一系列的游车提环，厚度相同，外形尺寸有差异，上模1和下模2的模具，根据不同规格的提环尺寸而相应制作，组合在直壁套模3和座套4内，锻出不同尺寸的锻件。
步骤2、加热坯料到始锻温度，保温后进行自由锻镦粗并滚圆，大锻造比使坯料内部充分锻透，可以有效锻合原材料中的孔洞、缩松等缺陷；
步骤3、将步骤2中得到的坯料置于步骤1得到的模具内锻造，出模后堆冷、正火处理即得，具体包括以下步骤：
步骤3.1、预热步骤1得到的模具；
步骤3.2、将下模2套于座套4内，直壁套模3自上而下套在下模2上，将步骤2中得到的坯料置于下模2的顶部凹陷内，利用圆饼型坯料的特点，使其在下模2内利用自重滚动自动定位，之后在直壁套模3的通孔内套上上模1；
步骤3.3、通过压机在上模1的顶部加压，在上下模和直壁套模3的三向压应力下焖型得到锻件5；
步骤3.4、焖型完成后，操作机加持直壁套模3上提，下模2在自重下自动脱模，移除下模2后，将上模1、锻件及直壁套模3放在座套4上，在上模1顶部加圆钢向下顶出锻件和上模1；
步骤3.5、锻件出模后堆冷、正火处理得到终锻件5，如图10和图11所示。
通过上述方式，本发明一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法可以仿型锻造出接近零件的锻件毛坯，减少锻件加工余量，加工过程中保证锻件完整的金属流线，提高锻件机械性能和生产效率；本发明的模具设计可以提高模具的通用性，同系列的提环只需要更换上下模具即可在同一套套模内锻造而成，节省模具费用，降低维护成本。
本发明与已有技术相比较具有以下优点：
1)胎模结构简单，设备工装投入小，操作简单易行，锻造过程短，锻件出模顺利，生产效率高，锻件形状接近零件，加工余量较自由锻大大减少。
2)游车提环的锻件毛坯在制坯过程中通过大锻比的墩粗，可以有效锻合原材料中的孔洞、缩松等缺陷。
3)锻件的制坯形式可以实现毛坯在模具内自动定位，锻造过程中金属的流动过程符合模具填充要求，坯料在上模1的压力作用下先填充上模1圆弧部分，再向两侧流动，最后合模时填充最外侧的圆弧部分，金属流动过程先向下，再向两侧，不发生回流，符合金属流动规律，流动阻力小，所需锻造载荷小，利于充满模型；锻件内部金属流线分布符合锻件形状，后续机加工不切断金属流线，锻件力学性能优良。
4)模具通用性高，模具易维护，可以实现同一系列的游车提环在同一套模内锻造。
实施例
1.以YC450游车提环为例，根据零件图制定锻件图，设计胎模，计算锻件重量，下料重量，下料规格，确定锻造始锻、终锻温度，锻造火次，制坯厚度，锻造变形过程，锻造设备及锻后冷却等，编制锻造工艺。
2.根据锻件形状尺寸，计算锻件重量为390kg，锻造2火次，考虑火耗，下料重量为410kg，下料尺寸约为Φ400×415。
3.加热，按照加热规范加热到1180-1200℃的始锻温度，保温2小时。
4.自由锻镦粗制坯，坯料为圆饼形，坯料的厚度尺寸比锻件的厚度尺寸小5mm，坯料的外径为下料圆钢镦粗后的自由尺寸，YC450游车提环的坯料尺寸约为
Figure BDA0002683583080000071
将坯料自由墩粗到180mm高，滚圆，外径为自由尺寸。
5.模具预热到200-300℃，按既定的顺序组合，将下模2套在座套4的矩形内孔中，直壁套模3自上而下套在下模2上，并与座套4对齐，放入加热到始锻温度的饼坯6，在直壁套模3上套上上模1。
6.压机在上模1上加压，使锻件在胎模内焖型。
7.焖型完成后，操作机加持直壁套模3上提，下模2在自重下自动脱模，移除下模2后，将上模1和锻件及直壁套模3放在座套4上，在上模以上加圆钢7顶出锻件和上模1，锻造完成。
8.同批次(同一冶炼炉号)锻件锻成后堆冷，到最后一件锻完，所有锻件直接装炉(炉温880-890℃)，保温2小时，出炉后空冷到室温。

Claims (5)

1.一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据锻件形状尺寸设计胎模锻模具；包括直壁套模（3），直壁套模（3）的中心开设有上下贯通且横截面为矩形的通孔，直壁套模（3）的通孔内配合套设有上下对应的立方形上模（1）和倒T形下模（2），上模（1）的底部和下模（2）的顶部均凹陷形成与锻件相适应的形状，下模（2）的竖直段位于直壁套模（3）的通孔内，下模（2）的水平段位于直壁套模（3）的下方且外周套设有座套（4）；
步骤2、加热坯料到始锻温度，保温后进行自由锻镦粗并滚圆；
步骤3、将步骤2中得到的坯料置于步骤1得到的模具内锻造，出模后堆冷、正火处理即得；具体包括以下步骤：
步骤3.1、预热步骤1得到的模具；
步骤3.2、将下模（2）套于座套（4）内，直壁套模（3）自上而下套在下模（2）上，将步骤2中得到的坯料置于下模（2）的顶部凹陷内，之后在直壁套模（3）的通孔内套上上模（1）；
步骤3.3、通过压机在上模（1）的顶部加压，使坯料在模具内焖型得到锻件；
步骤3.4、焖型完成后，操作机加持直壁套模（3）上提，下模（2）在自重下自动脱模，移除下模（2）后，将上模（1）、锻件及直壁套模（3）放在座套（4）上，在上模（1）顶部加圆钢向下顶出锻件和上模（1）；
步骤3.5、同批次锻件锻成后堆冷，到最后一件锻完，所有锻件直接装炉，炉温880-890℃，保温2小时，出炉后空冷到室温得到终锻件。
2.如权利要求1所述的一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，其特征在于，所述坯料为圆饼形，坯料的厚度尺寸比锻件的厚度尺寸小5mm。
3.如权利要求1所述的一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，其特征在于，所述步骤2中的始锻温度为1180-1200℃，保温时长为2h。
4.如权利要求1所述的一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，其特征在于，所述步骤2中自由锻镦粗的高度为180mm。
5.如权利要求1所述的一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法，其特征在于，所述步骤3.1中的预热温度为200-300℃。
CN202010969491.6A 2020-09-15 2020-09-15 一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法 Active CN112264567B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010969491.6A CN112264567B (zh) 2020-09-15 2020-09-15 一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010969491.6A CN112264567B (zh) 2020-09-15 2020-09-15 一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112264567A CN112264567A (zh) 2021-01-26
CN112264567B true CN112264567B (zh) 2022-10-04

Family

ID=74349964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010969491.6A Active CN112264567B (zh) 2020-09-15 2020-09-15 一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112264567B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113290190B (zh) * 2021-05-20 2022-08-05 唐山盛通锻造有限公司 一种锻造模具

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102205385A (zh) * 2011-03-03 2011-10-05 宝鸡石油机械有限责任公司 石油钻采用单臂吊环模锻锻件的加工方法
CN103831386A (zh) * 2013-12-16 2014-06-04 胡谦 一种高速列车制动盘的生产方法及锻造模具
JP2017177220A (ja) * 2016-03-23 2017-10-05 日立金属株式会社 荒地の製造方法
CN110860639A (zh) * 2019-12-11 2020-03-06 苏州昆仑重型装备制造有限公司 一种石油钻机用中心管锻件成型工艺及模具

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004141901A (ja) * 2002-10-23 2004-05-20 Showa Denko Kk 対向する平行な２面を有する鍛造成形品の製造方法及び鍛造成形品
EP1610914B1 (en) * 2003-02-18 2013-05-15 Showa Denko K.K. Method for producing a metal forged product
CN101015849B (zh) * 2007-02-01 2011-06-15 马鞍山钢铁股份有限公司 胎模锻上脱模装置
CN203565744U (zh) * 2013-11-15 2014-04-30 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 用于大型热模锻压机模具的上顶料器
CN208437592U (zh) * 2018-01-31 2019-01-29 邓州市良机锻压设备制造有限公司 法兰盘锻压成型模具
CN110976730A (zh) * 2019-12-26 2020-04-10 如皋市林达线路金具有限公司 一种球窝金具内腔一次锻造成型工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102205385A (zh) * 2011-03-03 2011-10-05 宝鸡石油机械有限责任公司 石油钻采用单臂吊环模锻锻件的加工方法
CN103831386A (zh) * 2013-12-16 2014-06-04 胡谦 一种高速列车制动盘的生产方法及锻造模具
JP2017177220A (ja) * 2016-03-23 2017-10-05 日立金属株式会社 荒地の製造方法
CN110860639A (zh) * 2019-12-11 2020-03-06 苏州昆仑重型装备制造有限公司 一种石油钻机用中心管锻件成型工艺及模具

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
自由锻-胎模锻联合锻造5t加长直柄吊钩的工艺研究;张发廷;《青海大学学报(自然科学版)》;20100630(第03期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112264567A (zh) 2021-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100950974B1 (ko) 반응고 성형을 위한 단조장치 및 그 단조방법
CN101224484B (zh) 近等温锻造盘形锻件的大型锻模
CN112775369B (zh) 一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法
KR101293631B1 (ko) 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법
CN102672096A (zh) 汽车转向节毛坯类零件精密模锻成型工艺方法
CN108838226B (zh) 一种用于钛合金杯形件热反挤压成形方法
CN110479938B (zh) 法兰球阀锻件的锻造成形模具及成形方法
CN108421951B (zh) 动车组驱动装置用轮毂锻造生产工艺
CN112264567B (zh) 一种石油钻机提升系统用游车提环胎模锻锻造方法
CN110369656B (zh) 一种双联齿轮类锻件闭式精锻工艺
CN113857404A (zh) 一种短流程锻造铰链梁的方法
CN210387405U (zh) 一种用于热锻冷锻复合分布塑性成形的工装模具
KR101662522B1 (ko) 이종 분말을 이용한 소결 콘로드 성형체 및 이의 제조방법
CN205362520U (zh) 轴承用钢球多工位成型模具
CN105127679B (zh) 一种阀体的加工工艺
CN210387410U (zh) 阀盖锻造模具
CN105903871A (zh) 羊头的锻造方法
CN202343837U (zh) 一种用于钢锭镦粗的模具
CN112264568B (zh) 石油钻机循环系统用钻井泵空气包外壳胎模锻造方法
CN114367619B (zh) 大采高液压支架用超大型底座柱窝模锻模具和成形方法
CN218192354U (zh) 一种法兰锻模
CN218611507U (zh) 一种石油石化设备用阀门锻件的多向模锻成形模具
CN106552894A (zh) Gh99合金高筒环件的闭式冲孔方法
CN112893744B (zh) 一种采用闭式锻造模具生产液压支架柱窝、柱帽的方法
CN109604497A (zh) 一种制造核电稳压器用流体密封罩的模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant