CN112658605B - 超大外圆法兰加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超大外圆法兰加工工艺，属于法兰加工领域，其技术方案要点是准备钢锭，钢锭经过退火处理、初步正火处理、再次正火处理、淬火处理、回火处理，用压机将长条状钢锭弯曲弧形成为原始件，各个原始件放置平台上拼接成一个完整的圆，之后在原始件的焊接坡口进行焊接形成一个完整的法兰，本发明的优点在于摆脱传统超大型碾环机对于法兰加工尺寸的限制，降低法兰的生产成本。

Description

超大外圆法兰加工工艺
技术领域
本发明涉及法兰加工领域，特别涉及一种超大外圆法兰加工工艺。
背景技术
法兰(Flange)，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是轴与轴之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接。一般的常规法兰的都是在现有的碾环机中制成环形的法兰，但是制作法兰的尺寸受到碾环机最大碾制外径的限制，目前直径超过1.5m的超大型法兰只有极少数拥有超大型碾环机的厂家可以生产，超大型法兰市场被垄断，超大型法兰的成本高单价高，无法满足工业发展的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种超大外圆法兰加工工艺，其优点在于摆脱传统超大型碾环机对于法兰加工尺寸的限制，降低法兰的生产成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种超大外圆法兰加工工艺，包括以下步骤：
S1：准备钢锭粗坯若干，将其压制成长条状；
S2：对钢锭进行退火处理，退火温度为905-915℃，之后保温，最后空冷到室温；
S3：对钢锭进行初步正火处理，正火温度为855-865℃，之后保温，最后水冷到室温；
S4：对钢锭进行再次正火处理，正火温度为875-885℃，之后保温，最后水冷到室温；
S5：对钢锭进行淬火处理，淬火温度为735-745℃，之后保温，最后油冷到室温；
S6：对钢锭进行回火处理，回火温度为230℃，之后保温，最后油冷到室温；
S7：采用压机将长条状钢锭弯曲弧形成为原始件，原始件的弧度为360°/设计件数；
S8：将原始件的左右两端机加工出焊接坡口；
S9：将各个原始件放置平台上拼接成一个完整的圆，之后在原始件的焊接坡口进行焊接形成一个完整的法兰；
S10：对法兰的焊接处进行机加工；
S11：对法兰进行电镀处理。
进一步的，在步骤S2中，保温时间范围是1h30min-2h，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
进一步的，在步骤S3中，保温时间范围是45min-1h，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
进一步的，在步骤S4中，保温时间范围是50min-55min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
进一步的，在步骤S5中，保温时间范围是20min-30min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
进一步的，在步骤S6中，保温时间范围是30min-40min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
进一步的，在步骤S6中，原始件端部的内外两侧分别设置有一个焊接坡口，焊接坡口的深度为原始件厚度的一半。
进一步的，所述焊接坡口对应的圆心角范围是10-12°。
进一步的，所述法兰中各个化学元素的质量百分为：C：0.033-1.97％；Cr：12.11-12.52％；Mo：0.71-0.87；V：0.57-0.62％；Ni：0.26-0.64％；剩余均为Fe。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通知制备高质量的原始件，将多个弧形的原始件焊接成完整的超大型法兰，不需要使用大型的碾环机，降低对于设备的要求，降低法兰的生产成本；
2.通过热处理，细化晶粒，改善组织，降低金属硬度方便后续的弯曲加工，同时降低金属的内应力和脆性，降低在后续机加工零件的报废率；
3.原始件每个端部设置有两个焊接坡口，通过焊接坡口将两个原始件牢固焊接成一个整体，焊接坡口设计保证在焊接处完全熔透，提高焊接质量。
附图说明
图1是超大外圆法兰加工工艺的步骤示意图；
图2是法兰焊接示意图。
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1：一种超大外圆法兰加工工艺，如图1所示，包括以下步骤：
S1：准备钢锭粗坯若干，采用碾环机将其压制成长条状备用。钢锭即后续制造的法兰中各个化学元素的质量百分为：C：0.033-1.97％；Cr：12.11-12.52％；Mo：0.71-0.87；V：0.57-0.62％；Ni：0.26-0.64％；剩余均为Fe。其中Cr能提高钢的淬透性，并且Cr含量超过12％，钢具有良好的耐腐蚀性，同时保证Cr含量小于13％，金属控制在γ或γ+α相区中，为了后续的热处理中产生马氏体；Mo是强化碳化物的形成元素，提高钢的耐磨性，Mo的含量在0.5％以上能有效抑制其他元素引起的回火脆性；V可以形成高硬度碳化物，提高耐磨性；Ni的主要用于提高钢的淬透性。
S2：对钢锭进行退火处理，退火温度为905℃，之后保温，钢锭的保温时间范围是1h30min-2h，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长，最后空冷到室温。钢锭进炉温度控制在200℃以下，以110℃/h的加热速度加热到规定温度，加热完成之后，钢锭的出炉温度控制在280℃以下。在退火的过程中，钢锭发生珠光体转变，消除内部的内应力。
S3：对钢锭进行初步正火处理，正火温度为855℃，之后保温，保温时间范围是45min-1h，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长，最后水冷到室温。钢锭进炉温度控制在190℃以下，以150℃/h的加热速度加热到规定温度，加热完成之后，钢锭的出炉温度控制在230℃以下。正火为了晶体组织以较快的速度扩散，粗大晶粒的进一步细化。
S4：对钢锭进行再次正火处理，正火温度为875℃，之后保温，保温时间范围是50min-55min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长，最后水冷到室温。钢锭进炉温度控制在190℃以下，以150℃/h的加热速度加热到规定温度，加热完成之后，钢锭的出炉温度控制在230℃以下。通过二次正火，再次细化晶粒。
S5：对钢锭进行淬火处理，淬火温度为735℃，之后保温，保温时间范围是20min-30min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长，最后油冷到室温。钢锭进炉温度控制在200℃以下，以180℃/h的加热速度加热到规定温度，加热完成之后，钢锭的出炉温度控制在200℃以下。淬火是为了得到马氏体组织，高金属成材或零件的机械性能，其中最为重要提高耐磨性，有利于延长法兰的寿命。
S6：对钢锭进行回火处理，回火温度为230℃，之后保温，保温时间范围是30min-40min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长，最后油冷到室温。锭进炉温度控制在170℃以下，以160℃/h的加热速度加热到规定温度，加热完成之后，钢锭的出炉温度控制在250℃以下。回火的目的是减少钢锭的内应力和降低脆性，方便之后钢锭的机加工。
S7：采用压机将长条状钢锭弯曲弧形成为原始件，原始件的弧度为360°/设计件数。如图2所示，本实施例中，设计件数为4件，原始件对应的圆心角为90°。
S8：如图2所示，将原始件的左右两端机加工出焊接坡口，原始件端部的内外两侧分别设置有一个焊接坡口，焊接坡口的深度为原始件厚度的一半。焊接坡口对应的圆心角范围是10-12°。
S9：如图2所示，工作人员首先在平台上画出设计法兰的外形，将各个原始件放置平台上拼接成一个完整的圆。之后在原始件的焊接坡口进行焊接形成一个完整的法兰。焊接坡口对应的圆心角范围是10-12°。
S10：对法兰的焊接处进行机加工，打磨焊接处的毛边。
S11：对法兰进行电镀处理。
实施例2：与实施例1不同的地方在于：
S2：退火温度为910℃。
S3：初步正火温度为860℃。
S4：再次正火温度为880℃。
S5：淬火温度为740℃。
实施例3：与实施例1不同的地方在于：
S2：退火温度为915℃。
S3：初步正火温度为865℃。
S4：再次正火温度为885℃。
S5：淬火温度为745℃。
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 (8)

1.一种超大外圆法兰加工工艺，其特征在于，用于制造直径超过1.5m的法兰，包括以下步骤：
S1：准备钢锭粗坯若干，将其压制成长条状；
S2：对钢锭进行退火处理，退火温度为905-915℃，之后保温，最后空冷到室温；
S3：对钢锭进行初步正火处理，正火温度为855-865℃，之后保温，最后水冷到室温；
S4：对钢锭进行再次正火处理，正火温度为875-885℃，之后保温，最后水冷到室温；
S5：对钢锭进行淬火处理，淬火温度为735-745℃，之后保温，最后油冷到室温；
S6：对钢锭进行回火处理，回火温度为230℃，之后保温，最后油冷到室温；
S7：采用压机将长条状钢锭弯曲成为弧形的原始件，原始件的弧度为360°/原始件的设计件数；
S8：将原始件的左右两端机加工出焊接坡口；
S9：将各个原始件放置在平台上拼接成一个完整的圆，之后在原始件的焊接坡口进行焊接形成一个完整的法兰；
S10：对法兰的焊接处进行机加工；
S11：对法兰进行电镀处理；
法兰中各个化学元素的质量百分为：C：0.033-1.97%；Cr：12.11-12.52%；Mo：0.71-0.87；V：0.57-0.62%；Ni：0.26-0.64%；剩余均为Fe。
2.根据权利要求1所述的超大外圆法兰加工工艺，其特征在于：在步骤S2中，保温时间范围是1h30min-2h，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
3.根据权利要求1所述的超大外圆法兰加工工艺，其特征在于：在步骤S3中，保温时间范围是45min-1h，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
4.根据权利要求1所述的超大外圆法兰加工工艺，其特征在于：在步骤S4中，保温时间范围是50min-55min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
5.根据权利要求1所述的超大外圆法兰加工工艺，其特征在于：在步骤S5中，保温时间范围是20min-30min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
6.根据权利要求1所述的超大外圆法兰加工工艺，其特征在于：在步骤S6中，保温时间范围是30min-40min，保温时间根据钢锭尺寸确定，钢锭尺寸越大保温时间越长。
7.根据权利要求1所述的超大外圆法兰加工工艺，其特征在于：在步骤S8中，原始件端部的内外两侧分别设置有一个焊接坡口，焊接坡口的深度为原始件厚度的一半。
8.根据权利要求7所述的超大外圆法兰加工工艺，其特征在于：所述焊接坡口对应的圆心角范围是10-12°。
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