CN115673254A - 一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，S1：确定所需加工的管件类别为90°1.5D弯头件，选取对应的模具；S2：确定S1中管件加工时所需的材料；S3：预热原料及模具；将融化完成的原料注入相对应的模具之中等待原料温度降至相对应模具的结束温度；S4：脱模：成形结束后，卸载并退模；S5：冷却与热处理：将所成形的90°1.5D弯头件空冷至15～25℃，并进行固溶及时效热处理；本发明放弃使用成熟的铸造技术来生产螺纹管件，通过不锈钢、镍铜、碳素钢、低合金等材料以及相对应的管件模具分别相应材料进行热加工、融化、对模具的预热，实现对弯头件的一体化铸造生产，从而得到螺纹厚度均匀的弯头件，进而提高了管件的生产质量。
Description
技术领域
本发明属于金属加工技术领域，具体为一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺。
背景技术
螺纹管件是带螺纹的管件，常用于水煤气管、小直径水管、压缩空气管和低压蒸汽管等，与带螺纹的管端连接而成管路，螺纹上可涂以适当的胶合剂（如厚白漆、一氧化铅甘油胶合剂等），以保证密封，其中90°1.5D弯头件是一类重要的工业零件，在管道工业、石油化工等领域有着广泛的应用。近年来，这些领域的发展对90°1.5D弯头件性能提出了更高、更多的要求，不仅要求90°1.5D弯头件能够满足更大的压力要求，而且要求其整体性能良好。
例如公开号为CN1544178A公开了一种一种管道螺纹滚轧加工方法及滚轧机，它将被加工的管道平夹于由电机带动的夹管机构中，加工前方安置有内装滚轧轮的螺纹滚轧机构，管道旋转并进入螺纹滚轧机构内同轴心按120℃中心角布置的三只滚轧轮中间，被滚轧制成螺纹状，的管道螺纹滚轧机，它由机座，机座上的电动机，减速机，导柱定位机构，工件夹紧机构组成，在机座上面一侧，有装设在导柱定位机构两根导柱上的滑架，该滑架上设置有内装滚轧轮的螺纹滚轧机构，与现有技术相比，具有结构合理，加工成型后的螺纹光滑，精度高，密封性好不易泄漏，加工功率减小，有利于提高效率等特点。
现有的对管件上的螺纹进行切削时，由于常常会出现由于材料的不同导致装置对管件切削过℃或者切割不足的情况发生，从而导致切割的螺纹过薄或者过厚的情况出现，进而使得后续的螺纹管件使用时，不能很好的与其他管件相配合连接，导致管件密封性能下降，因此提出一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，以解决背景技术中所提出的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，解决了管道在切削的过程中由于材料以及材料性能的不同使得管道会出现螺纹薄厚不均的情况发生，从而具有生产螺纹厚度均匀的弯头件、提高管件质量的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，包括如下步骤：
S1：确定所需加工的管件类别为90°1.5D弯头件，选取对应的模具；
S2：确定S1中管件加工时所需的材料分别为不锈钢、镍铜、碳素钢、低合金；
S3：预热原料及模具：将制备好的原料分别加热至不锈钢1480～1530℃、镍铜合金1280～1300℃、碳素钢800～1250℃、低合金850～1150℃，将模具分别预热至不锈钢模具500～650℃、镍铜合金模具745～800℃、碳素钢模具350～600℃、低合金模具350～450℃，将融化完成的原料注入相对应的模具之中等待原料温度降至相对应模具的结束温度；
S4：脱模：成形结束后，卸载并退模；侧凸模先退出，再将2个水平凸模同时退出；得到90°1.5D弯头件；
S5：冷却与热处理：将所成形的90°1.5D弯头件空冷至15～25℃，并进行固溶及时效热处理。
优选的，铁素体不锈钢（400系）含铬量在15%~30%，具有体心立方晶体结构，且不含镍，还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素。
优选的，CuNi25化学成分：铜Cu：余量、镍Ni：24.0~26.0、铁Fe：≤0.3、锰Mn：≤0.5、碳C≤0.05、铅Pb：≤0.03、硫S：≤0.02、锌Zn：≤0.5、其他总和：≤0.1；还包括0.5%以下的钴。
优选的，锰元素为0.25%~0.80%，为0.25%~0.80%，硅元素为0.10%~0.40%，固溶强化。
优选的，低合金的含镍量不超过1%。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明放弃了常用生产螺纹管件的切削工艺，使用成熟的铸造技术来生产螺纹管件，通过不锈钢、镍铜、碳素钢、低合金等材料以及相对应的管件模具分别不锈钢、镍铜、碳素钢、低合金等材料进行热加工、熔化、对模具的预热、脱模和冷却等操作来实现对90°1.5D弯头件的一体化铸造生产，从而得到螺纹厚度均匀的弯头件，从而解决了管道在切削的过程中由于材料以及材料性能的不同使得管道会出现螺纹薄厚不均的情况发生，进而提高了管件的生产质量。
具体实施方式
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。
本发明提供一种技术方案：一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，包括如下步骤：
S1：确定所需加工的管件类别为90°1.5D弯头件，选取对应的模具；
S2：确定S1中管件加工时所需的材料分别为不锈钢、镍铜、碳素钢、低合金，其中不锈钢采用铁素体不锈钢（400系），热加工温度为720～800℃；镍铜合金采用镍铜CuNi25合金材料；热加工温度980～1030℃；碳素钢是含碳量在0.0218%～2.11%的铁碳合金，碳素钢热加工时的温度为900℃～1100℃，低合金是指合金元素总量小于5%的合金钢，热加工温度为800～950℃；与碳素结构钢相比，使用低合金高强度钢可以减小结构件的尺寸，使重量减轻，从而可以运输更重的重量和减少能量消耗；
S3：预热原料及模具：将制备好的原料分别加热至不锈钢1480～1530℃、镍铜合金1280～1300℃、碳素钢800～1250℃、低合金850～1150℃，将模具分别预热至不锈钢模具500～650℃、镍铜合金模具645～700℃、碳素钢模具350～600℃、低合金模具350～450℃，将融化完成的原料注入相对应的模具之中等待原料温度降至相对应模具的结束温度；
S4：脱模：成形结束后，卸载并退模；侧凸模先退出，再将2个水平凸模同时退出；得到90°1.5D弯头件；
S5：冷却与热处理：将所成形的90°1.5D弯头件空冷至15～25℃，并进行固溶及时效热处理。
其中，铁素体不锈钢（400系）含铬量在15%~30%，具有体心立方晶体结构，且不含镍，还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素，导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
其中，CuNi25化学成分：铜Cu：余量、镍Ni：24.0~26.0、铁Fe：≤0.3、锰Mn：≤0.5、碳C≤0.05、铅Pb：≤0.03、硫S：≤0.02、锌Zn：≤0.5、其他总和：≤0.1；还包括0.5%以下的钴；低合金高强度钢的最小屈服点为345MPa，因此，根据其屈服点的比例关系，低合金的使用允许应力比碳素结构钢高1.4倍，低合金中通常加入0.3%的铜。在这种含量下，铜能改善耐腐蚀性能，并使强度性能有所提高，CuNi25白铜为结构铜镍合金，具有高的力学性能和抗蚀性，在热态及冷态下压力加工性良好，由于其含镍量较高，故其力学性能和耐蚀性均高。
其中，锰元素为0.25%~0.80%，为0.25%~0.80%；固溶强化；清除FeO，降低钢的脆性；与硫化合成MnS，可以减轻硫的有害作用；硅元素为0.10%~0.40%，固溶强化；除FeO对钢质量的不良影响；
其中，低合金的含镍量不超过1%；这一元素对钢的增强不够显著，而对塑性及冲击韧性却有良好的影响，并且能提高钢的抗脆性破坏性能。
实施例一、
选用不锈钢，热加工温度为720～800℃，将制备好的不锈钢原料加热至1480～1530℃融化，同时将不锈钢模具预热至500～650℃，将融化完成的不锈钢原料注入相对应的模具之中等待相对应的原料温度降至相对应的模具的结束温度500～650℃；成形结束后，卸载并退模；侧凸模先退出，再将2个水平凸模同时退出；得到90°1.5D弯头件；将所成形的90°1.5D弯头件小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件，因此该材质适用于对工业中输送腐蚀性液体的管道进行连接；
这里值得说明的是：由于管道是一体铸造成型的，从而解决了管道在切削的过程中由于材料以及材料性能的不同使得管道会出现螺纹薄厚不均的情况发生。
实施例二、
选用镍铜合金CuNi25合金材料；热加工温度为980～1030℃，将制备好的镍铜合金原料加热至1280～1300℃使其熔化、将镍铜合金模具预热至350～600℃；将熔化完成的镍铜合金原料注入相对应的模具之中等待镍铜合金原料温度降至镍铜合金模具的结束温度至350～600℃；成形结束后，卸载并退模；侧凸模先退出，再将2个水平凸模同时退出；得到90°1.5D弯头件；将所成形的90°1.5D弯头件空冷至15～25℃，并进行固溶及时效热处理；从而得到由镍铜合金制成的90°1.5D弯头件；低合金高强度钢的最小屈服点为345MPa，因此，根据其屈服点的比例关系，低合金的使用允许应力比碳素结构钢高1.4倍，低合金中通常加入0.3%的铜。在这种含量下，铜能改善耐腐蚀性能，并使强度性能有所提高，CuNi25白铜为结构铜镍合金，具有高的力学性能和抗蚀性，在热态及冷态下压力加工性良好，由于其含镍量较高，故其力学性能和耐蚀性均高，因此该材质适用于高压输送腐蚀液体管道的连接；
这里值得说明的是：由于管道是一体铸造成型的，从而解决了管道在切削的过程中由于材料以及材料性能的不同使得管道会出现螺纹薄厚不均的情况发生。
实施例三、
选用碳素钢材料；碳素钢热加工时的温度为900℃～1100℃，将制备好的碳素钢加热至800～1250℃使其熔化；将碳素钢模具预热至350～600℃；将化完成的碳素钢原料注入碳素钢模具之中等待原料温度降至碳素钢模具的结束温度350～600℃；成形结束后，卸载并退模；侧凸模先退出，再将2个水平凸模同时退出；得到90°1.5D弯头件；将所成形的90°1.5D弯头件空冷至15～25℃，并进行固溶及时效热处理；从而得到由碳素钢制成的90°1.5D弯头件；通过锰元素的添加，使得锰元素与硫化合成MnS，可以减轻硫的有害作用，从而使得该管件适用于对硫化物输送的管道进行连接；
这里值得说明的是：由于管道是一体铸造成型的，从而解决了管道在切削的过程中由于材料以及材料性能的不同使得管道会出现螺纹薄厚不均的情况发生。
实施例四、
低合金材料热加工温度为800～950℃；将制备好的低合金材料加热至800～1250℃使其熔化；将低合金模具预热至350～450℃；将熔化完成的低合金原料注入低合金模具之中等待原料温度降至低合金模具的结束温度350～450℃；成形结束后，卸载并退模；侧凸模先退出，再将2个水平凸模同时退出；得到90°1.5D弯头件；将所成形的90°1.5D弯头件空冷至15～25℃，并进行固溶及时效热处理；从而得到由低合金制成的90°1.5D弯头件；镍而对塑性及冲击韧性却有良好的影响，并且能提高钢的抗脆性破坏性能，从而使得管件适用于对温差较大的液体输送管道的连接；
这里值得说明的是：由于管道是一体铸造成型的，从而解决了管道在切削的过程中由于材料以及材料性能的不同使得管道会出现螺纹薄厚不均的情况发生。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：确定所需加工的管件类别为90°1.5D弯头件，选取对应的模具；
S2：确定S1中管件加工时所需的材料分别为不锈钢、镍铜、碳素钢、低合金；
S3：预热原料及模具：将制备好的原料分别加热至不锈钢1480～1530℃、镍铜合金1280～1300℃、碳素钢800～1250℃、低合金850～1150℃，将模具分别预热至不锈钢模具500～650℃、镍铜合金模具745～800℃、碳素钢模具350～600℃、低合金模具350～450℃，将融化完成的原料注入相对应的模具之中等待原料温度降至相对应模具的结束温度；
S4：脱模：成形结束后，卸载并退模；侧凸模先退出，再将2个水平凸模同时退出；得到90°1.5D弯头件；
S5：冷却与热处理：将所成形的90°1.5D弯头件空冷至15～25℃，并进行固溶及时效热处理。
2.根据权利要求1所述的一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，其特征在于：所述铁素体不锈钢（400系）含铬量在15%~30%，具有体心立方晶体结构，且不含镍，还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素。
3.根据权利要求1所述的一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，其特征在于：所述CuNi25化学成分：铜Cu：余量、镍Ni：24.0~26.0、铁Fe：≤0.3、锰Mn：≤0.5、碳C≤0.05、铅Pb：≤0.03、硫S：≤0.02、锌Zn：≤0.5、其他总和：≤0.1；还包括0.5%以下的钴。
4.根据权利要求1所述的一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，其特征在于：所述锰元素为0.25%~0.80%，为0.25%~0.80%，硅元素为0.10%~0.40%，固溶强化。
5.根据权利要求1所述的一种管件中螺纹管件结构的热锻成型加工工艺，其特征在于：所述低合金的含镍量不超过1%。
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Citations (7)
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2022
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