CN1202368C - 一种带颈法兰及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LF2R高颈法兰，由挤压铸造的方法获得，没有焊缝，其微观组织呈现连续的流线型结构特征，其流线型与法兰形状的走向相一致；本发明一种LF2R高颈法兰的制备方法，金属液在上压头、阴模(5)、模芯(4)、顶杆(9)组成的模具铸造型腔内压力下结晶凝固；挤压铸造的工艺是：在700±15℃浇注，模具温度250±50℃，模具闭合时，压力逐步上升时间不大于5秒，达到25MPa时，保压1分30秒至2分钟。本发明所述带颈法兰铸件内部缺陷少、组织致密，具有很高的机械性能，所述挤压铸造工艺适用性较强，选材范围广，工艺简单，稳定性好，铸件质量高，易于实行自动化。
Description
技术领域：
本发明涉及管道连接件法兰，特别提供了一种用挤压铸造方法获得的带颈法兰及其制备方法。
背景技术：
法兰是管道连接中必不可少的部件，应用范围广，市场需求大。其中带颈法兰是法兰中比较复杂的品种，目前国内专业生产法兰的企业主要采用下述三种方法进行生产。第一种方法是板材加工的方法，即轧制后的板材下料，机械加工成法兰盘；同时板材下料机械加工，卷板焊接成筒状，整形后成法兰颈；再将法兰盘和法兰颈焊接在一起，整体机加工出成品；这种方法的缺点是，材料利用率低，工序多，工艺复杂，周期长，另外产品有两道焊缝，气密性得不到保证，可靠性差。第二种方法是锻造的方法，即采用铸造、环轧再车削机加出法兰颈的工艺路线，这种方法产品没有焊缝，气密性可以得到可靠的保证，产品的机械性能良好，质量稳定可靠，但是该方法设备投资大，只有那些设备技术能力非常强的工厂才能采用，仅适合那些市场需求量大的标准法兰的制作，并且材料利用率低仅有50％。第三种方法是铸造的方法，即采用铸造的方法直接制造出带颈法兰，虽然该种方法制造成本低，但是质量上得不到保证，而且有些法兰所需材料为锻造合金，不适合铸造，这种方法就无能为力，因此这种方法铸造的法兰主要应用于管道压力低、可靠性要求不高的场合，如灰铸铁、球墨铸铁法兰等，大量应用于给排水工程中。
发明内容：
为了解决小批量多品种法兰的生产，特别是大直径带颈法兰，提高材料的利用率，同时又要保证产品的质量，本发明特别提供了一种带颈法兰，其为LF2R高颈法兰，其特征在于：
该法兰由挤压铸造的方法获得，没有焊缝，其微观组织呈现连续的流线型结构特征，其流线型与法兰形状的走向相一致；
所述的挤压铸造方法是：金属液在上压头、阴模(5)、模芯(4)、顶杆(9)组成的模具铸造型腔内压力下结晶凝固；
挤压铸造的工艺是：在700±15℃浇注，模具温度250±50℃，模具闭合时，压力逐步上升时间不大于5秒，达到25MPa时，保压1分30秒至2分钟。
本发明一种带颈法兰的制备方法，该法兰为LF2R高颈法兰，其特征在于：
金属液在上压头、阴模(5)、模芯(4)、顶杆(9)组成的模具铸造型腔内压力下结晶凝固；
挤压铸造的工艺是：在700±15℃浇注，模具温度250±50℃，模具闭合时，压力逐步上升时间不大于5秒，达到25MPa时，保压1分30秒至2分钟。
本发明所述带颈法兰的制备方法，其特征在于：在阴模(5)的外部有水冷套(6)。在挤压铸造过程中，为了保持模具的温度，可以向水冷套内通水以便将模具中的热量导出，使其在较适宜的温度下工作。
本发明所用的挤压铸造方法是对浇入铸型型腔内的液态金属施加较高的机械压力，并使其成型和凝固，从而获得铸件的一种工艺方法，这种工艺方法介于铸造于锻造之间，也被称为液态模锻。由于挤压铸造是使金属在高机械压力下进行结晶，因而具有如下特点：
(1)挤压铸造可以消除内部的气孔，缩孔和疏松等缺陷，产生局部的塑性变形，使铸件组织致密。加之在压力下结晶，还有明显的细化晶粒，加快凝固速度和组织均匀化作用。因此，挤压铸件的机械性能一般要高于其它普通铸件，而接近甚至达到同种合金的锻件水平，同时它没有铸件中的通常存在的各向异性。
(2)液态金属在压力下成型和凝固，使铸件与型腔壁结合紧密，因而铸件尺寸精度高，能够保证近尺寸成型，同时不需要浇冒口系统，原材料利用率高。
(3)挤压铸件在凝固过程中，各部位处于压应力状态，有利于铸件的补缩和防止铸造裂纹的产生，因此，挤压铸造工艺适用性较强，它不仅能适用于铸造性能较好的铸造合金，而且也适合于铸造性能不好的变形合金。
(4)挤压铸造的工艺简单，铸件质量高，稳定性好，易于实行机械化、自动化，生产率高，适合大批量生产。
总之，本发明采用挤压铸造法兰，充分发挥了挤压铸造的铸锻结合、以铸代锻的的工艺优势，挤压铸造法兰与普通铸造法兰相比，质量大幅度提高大到锻造法兰的性能，可靠性高，同时扩大了铸造法兰的选材范围，能够生产出普通铸造无法生产的法兰，如特种合金法兰，变形铝合金法兰等；与锻造和板材加工相比，挤压铸造工艺简化，工序少材料利用率高，降低了法兰的成本。
附图说明：
附图1为为带颈法兰成型示意图；
图中：1为上压头连接板，2为装配板，3为上冲头，4为模芯，5为阴模，6为水冷套，7为底版，8为金属液，9为顶出杆。
具体实施方式：
由件1、2、3组成的上压头，安装在液压机活动上横梁上，可随活动横梁上下运动，当上述上压头随上横梁升高后，向阴模5和模芯4，顶杆9组成的空腔内，注入金属液8，上压头下降，挤压金属溶液，溶液在上压头与阴模形成的空腔中，压力下凝固，为了保持模具温度，由水冷套通水将热量导出。保压40秒至90秒后，上压头抬起，顶出杆上升顶出成品工件，完成一个工件的制备过程。当顶出杆复位后，可进行第二件制备。
实施例
LF2R高颈法兰，按GB3193-82标准熔炼合金，在700±15℃浇注，模具温度250±50℃，模具闭合时间，压力逐步上升时间不大于5秒，达到25MPa时，保压1分30秒至2分钟，开摸，顶出制件。为使工件易于脱出，可在模具内腔喷刷润滑剂。该法兰材料为变形合金，不适于铸造，用本实施例方法制备的法兰性能达到σD≥187Mpa，δ≥24％，焊接性能良好。
Claims (3)
1、一种带颈法兰，为LF2R高颈法兰，其特征在于：
该法兰由挤压铸造的方法获得，没有焊缝，其微观组织呈现连续的流线型结构特征，其流线型与法兰形状的走向相一致；
所述的挤压铸造方法是：金属液在上压头、阴模(5)、模芯(4)、顶杆(9)组成的模具铸造型腔内压力下结晶凝固；
挤压铸造的工艺是：在700±15℃浇注，模具温度250±50℃，模具闭合时，压力逐步上升时间不大于5秒，达到25MPa时，保压1分30秒至2分钟。
2、一种带颈法兰的制备方法，该法兰为LF2R高颈法兰，其特征在于：
金属液在上压头、阴模(5)、模芯(4)、顶杆(9)组成的模具铸造型腔内压力下结晶凝固；
挤压铸造的工艺是：在700±15℃浇注，模具温度250±50℃，模具闭合时，压力逐步上升时间不大于5秒，达到25MPa时，保压1分30秒至2分钟。
3、按照权利要求2所述带颈法兰的制备方法，其特征在于：在阴模(5)的外部有水冷套(6)。
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