CN1843690A - 冷挤压成型管道配件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷挤压成型管道配件的方法，首先在待加工原料管内外表面涂抹表面涂层；再进行一次成型工艺加工，得到壁厚均匀、几何尺寸符合要求的管道配件半成品；将管道配件半成品进行表面处理；将经过表面处理后的管道配件半成品进行固溶处理，将固溶处理后的管道配件半成品进行精整处理，得到符合要求的管道配件成品。本发明加工效率高、加工后的产品周边壁厚均匀、几何尺寸符号要求；产品质量好、原有材料的性能和化学成分组织不改变；能加工较薄的管材、节省原材料。它广泛适用于各种领域管道配件的加工中。
Description
一、技术领域
本发明属于机械加工领域，具体的说为一种用冷挤压成型加工管道配件的方法。
二、背景技术
在现行的船舶、舰艇上、化学工业、石油工业、核电工业等领域要用到大量的各种规格的管道配件，这些管道配件的加工制造，目前大多是采用热加工或滚球成型技术来实现的。热加工即在成型时对管件的毛坯进行加热，然后用模具、模芯成型，其缺点是在加热的600-900℃范围内，模具上的铁离子会渗透到管道配件上，影响产品的性能，加工效率低，也耗能。
目前采用滚球成型的加工方法如下，见图1和图2：
1、下料；
2、涂胶：在管件的毛坯内外表面均匀涂传统氯化橡胶与甲笨配比的胶水，要求二次；
3、滚球成型；
1)、在弯头推制机上装配好弯头推制模具，
2)、将涂胶后的管件毛坯放入弯头推制模具内，
3)、使上模下行与下模接合，并加压，
4)、使顶杆1移动，将管件毛坯推入模具的弯角1/4处，
5)、依次放入￠190、￠196、￠200的滚球对管件毛坯的内孔进行滚压，使其恢复到￠219，
6)、使顶杆移动，将管件毛坯推入模具的弯角1/2处，
7)、依次放入￠190、￠196、￠200的滚球对管件毛坯的内孔进行滚压，使其恢复到￠219，
8)、使顶杆1移动，将管件毛坯推入模具的弯角3/4处，
9)、依次放入￠190、￠196、￠200的滚球对管件毛坯的内孔进行滚压，使其恢复到￠219，
10)、使顶杆1移动，将管件毛坯完全推入模具的弯角处，
11)、依次放入￠190、￠196、￠201的滚球对管件毛坯的内孔进行滚压，使其恢复到￠219，弯头滚球成型结束，
4、表面去胶水和油污，
5、研磨：去表面的缺陷，
6、固溶处理：1)、将固溶炉膛内的残渣清理干净，正式作业前必须先空炉作业一次(1070℃保温24分钟)，以求炉内气氛的纯净，2)、管件进炉，3)、设定升温速度和保温时间，4)、升温并保温，5)、管件必须在固溶炉开门20秒内入水，
7、喷砂：去表面的杂质；机加工：按照尺寸要求倒角，去除加工余量；整理：去毛刺；酸洗、钝化：在管件表面形成保护膜；清洗掉酸液，得到滚球成型的管道配件。
采用滚球成型加工工艺时，用球对管件的毛坯进行一次又一次的滚压而成型，其缺点是减薄量在18％以上，不符合国际上12.5％的标准，要用大壁厚的材料来生产，成本高，浪费原材料。通常在管件成形前作为表面涂层的胶水是传统氯化橡胶加甲笨配比的胶水，对管件有污染，保护性能也不好，高温下会挥发掉，因此现行的方法费工费时、形状不易控制或产品周边壁厚不均匀，加工效率低，质量不能保证，不易大批量推广应用，
三、发明内容
本发明的目的是提供一种冷挤压成型加工管道配件的方法，该方法不采用热加工或滚球成型加工，可以提高管道配件的加工质量和加工效率，满足用户和市场的需要。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于它在成型前采用表面涂层保护管道配件成形时不被拉伤，采用一次成型工艺得到壁厚均匀的管道配件产品，包括以下步骤：
①准备待加工管道配件的原料管；原料管是市场上标准规格的钢管。
②在原料表面涂抹表面涂层；所述表面涂层由石膏、机械油、润滑脂三种组分按重量比为1∶(3～10)∶(0.1～0.8)混合而成。表面涂层的厚度为100-250μm。
③对具有表面涂层的原料进行一次成型工艺加工，得到壁厚均匀、几何尺寸符合要求的管道配件半成品；弯管管道配件采用内、外模保护，轴向施压工艺；三通管道配件采用外模定位，油压一次成型工艺。
④将管道配件半成品进行表面处理；表面处理包括去除管道配件半成品表面残余胶水和油污；研磨去除管道配件半成品的表面缺陷。
⑤将经过表面处理后的管道配件半成品进行固溶处理；固溶处理的保温温度为1070℃，时间为24分钟。固溶处理的目的是消除加工应力，达到符合管道配件要求的内在组织。
⑥将固溶处理后的管道配件半成品进行精整处理，得到符合要求的管道配件成品。所述精整处理包括去除表面杂质的喷砂；按照尺寸要求倒角；去除加工余量；整理去毛刺；酸洗、钝化，在管件表面形成保护膜；清洗。
本发明将原料钢管根据管道配件的设计要求下成短管件的毛坯，然后在短管件的毛坯上涂特殊的胶水涂层，再在专业的设备上用特制的内外组合模具冷挤压一次成型，中间经过固溶处理，最后再经过其它一些加工如倒角、抛光来实现的。
表面涂层的作用是在成型时防止管件表面拉伤，本发明采用了专用成型保护层胶水，表面涂层由石膏、机械油、润滑脂三种组分按重量比为1∶(3~10)∶(0.1~0.8)混合而成。石膏主要成分为含水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，其粒度要求为不小于300目；机械油为易于润滑的油类，包括各类牌号的液压油、润滑油；润滑脂为熔化的固态的粘结剂。表面涂层的厚度可为100-250μm。该表面涂层不含有氟、氯、硫等元素，且具有不易挥发，耐磨性高，高温下挤压不变质，胶层均匀等优点，克服了冷成型工艺中管件与模具的双重拉伤的缺点，使成型后的管件外观平整光洁。在对氟、氯、硫等有害元素有特殊要求的核级管道配件，本发明使用的专用成型保护层胶水更具有突出的优势。
在加工成型时，本发明采用了冷挤压一次成型技术，弯管采用内、外模保护，轴向施压工艺，三通采用外模定位，油压一次成型技术，保证加工后的产品周边壁厚均匀，减薄量在9％以下，符合国际上12.5％的标准，几何尺寸符号要求，原有材料的性能和化学成分组织不改变。采用的冷挤压成型工艺，能加工较薄的管材，对管道的安装焊接提供了方便，同时也大大地降低了材料成本。
本发明在管件表面采用特殊的涂层，能保证在高温挤压下涂层不变质，使冷成型时管件与模具都不拉伤，确保成型后的管件外观平整光洁。采用内外组合模具一次冷挤压成型后管配件尺寸和形位公差精度高，可以在圆管上直接加工成各种形状、规格的管道配件，本发明拼弃了原来加工管配件所采用的费工费时热加工或滚球成型的方法，直接采用冷挤压成型管道配件。与现有技术相比，本发明的优点是：加工效率高、加工后的产品周边壁厚均匀、几何尺寸符号要求；产品质量好、原有材料的性能和化学成分组织不改变；能加工较薄的管材、节省原材料。
本发明主要适用于船舶、舰艇制造工业、化学工业、石油工业、核电工业等领域管道配件的加工制造，也可用于其它行业中管道配件的加工制造。
四、附图说明
图1是现有管道配件加工工艺流程图；
图2是弯头管道配件滚球成型示意图；
图3是本发明管道配件加工工艺流程图；
图4是本发明所述弯头管道配件成型示意图；
图5是本发明所述三通管道配件成型示意图。
五、具体实施方式
实施例1
一种本发明所述的￠219等径三通的加工方法。
①准备待加工管道配件的原料管；原料采用无缝钢管，下料：￠219×510。
②在原料管内外表面均匀涂抹表面涂层，涂抹两次；所述表面涂层由石膏、机械油、润滑脂三种组分按重量比为1∶(3～10)∶(0.1～0.8)混合而成。表面涂层的厚度为100-250μm。在此机械油选用46#再用液压油，润滑脂选用猪油，具体为：石膏1公斤，其粒度为500目、46#再用液压油5公斤、猪油：0.25公斤。使用时，将石膏、46#再用液压油、猪油三类物质混加在一起调兑，搅拌均匀，手工或机械刷涂于管坯内外，表面涂层的厚度为150μm。
③对具有表面涂层的原料管采用外模定位，油压一次成型工艺，得到壁厚均匀、几何尺寸符合要求的管道配件半成品；具体如下：
1)、在三通机上装配好三通模具，
2)、将涂胶后的管件毛坯3放入三通模具内，
3)、使上模12下行与下模15接合，并加压，
4)、使两边的顶杆11、14移动，三通一次成型，
5)、脱模，使脱模顶杆16上行，将三通从模具中顶出，
④将管道配件半成品进行表面处理；表面处理包括去除管道配件半成品表面残余胶水和油污；研磨去除管道配件半成品的表面缺陷。
⑤将经过表面处理后的管道配件半成品进行固溶处理；固溶处理可以消除加工工件内的残余应力，均匀加工工件内的成份组织。具体如下：
1)、将固溶炉膛内的残渣清理干净，正式作业前必须先空炉作业一次(1070℃，保温24分钟)，以求炉内气氛的纯净；
2)、管件进炉；
3)、设定升温速度和保温时间；
4)、升温并保温；
5)、管件必须在固溶炉开门20秒内入水。
⑥将固溶处理后的管道配件半成品进行精整处理，去除表面杂质的喷砂；按照尺寸要求倒角；去除加工余量；整理去毛刺；酸洗、钝化，在管件表面形成保护膜；清洗掉酸液。得到符合要求的三通管道配件成品。
实施例2
一种本发明所述的￠219弯头的加工方法。
①准备待加工管道配件的原料管；原料采用无缝钢管，下料：￠219×660。
②在原料内外表面均匀涂抹表面涂层，涂抹两次；所述表面涂层由石膏、机械油、润滑脂三种组分按重量比为1∶(3～10)∶(0.1～0.8)混合而成。表面涂层的厚度为100-250μm。在此机械油选用黄油，润滑脂选用猪油，具体为：石膏1公斤，其粒度为400目、黄油3公斤、猪油：0.8公斤。使用时，将石膏、黄油、猪油三类物质混加在一起调兑，搅拌均匀，手工或机械刷涂于管坯外，涂层厚度为100μm。
③对具有表面涂层的原料管采用内、外模保护，轴向施压工艺，得到壁厚均匀、几何尺寸符合要求的管道配件半成品；具体如下：
1)、在弯头推制机上装配好弯头推制模具，
2)、将涂胶后的管件毛坯3放入弯头推制模具24内，
3)、使上模下行与下模接合，并加压，
4)、使顶杆21移动，将管件毛坯3完全推入模芯22上，弯头一次成型，
5)、脱模，将弯头从模芯22上脱下，
④将管道配件半成品进行表面处理；表面处理包括去除管道配件半成品表面残余胶水和油污；研磨去除管道配件半成品的表面缺陷。
⑤将经过表面处理后的管道配件半成品进行固溶处理；固溶处理可以消除加工工件内的残余应力，均匀加工工件内的成份组织。具体如下：
1)、将固溶炉膛内的残渣清理干净，正式作业前必须先空炉作业一次(1070℃，保温24分钟)，以求炉内气氛的纯净；
2)、管件进炉；
3)、设定升温速度和保温时间；
4)、升温并保温；
5)、管件必须在固溶炉开门20秒内入水。
⑥将固溶处理后的管道配件半成品进行精整处理，去除表面杂质的喷砂；按照尺寸要求倒角；去除加工余量；整理去毛刺；酸洗、钝化，在管件表面形成保护膜；清洗掉酸液。得到符合要求的弯头管道配件成品。
Claims (9)
1、一种冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于它在成型前采用表面涂层保护管道配件成型时不被拉伤，采用一次成型工艺得到壁厚均匀的管道配件产品，包括以下步骤：
①准备待加工管道配件的原料；
②在原料表面涂抹表面涂层；
③对具有表面涂层的原料进行一次成型工艺加工，得到壁厚均匀、几何尺寸符合要求的管道配件半成品；
④将管道配件半成品进行表面处理；
⑤将经过表面处理后的管道配件半成品进行固溶处理，消除加工应力，达到符合管道配件要求的内在组织；
⑥将固溶处理后的管道配件半成品进行精整处理，得到符合要求的管道配件成品。
2、根据权利要求1所述的冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于：在步骤①中，所述原料是市场上标准规格的钢管。
3、根据权利要求1所述的冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于：在步骤②中，所述表面涂层由石膏、机械油、润滑脂三种组分按重量比为1∶(3～10)∶(0.1～0.8)混合而成。
4、根据权利要求1所述的冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于：在步骤②中，所述表面涂层的厚度为100-250μm。
5、根据权利要求1所述的冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于：在步骤③中，弯管管道配件采用内、外模保护，轴向施压工艺。
6、根据权利要求1所述的冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于：在步骤③中，三通管道配件采用外模定位，油压一次成型工艺。
7、根据权利要求1所述的冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于：在步骤④中，表面处理包括去除管道配件半成品表面残余胶水和油污；研磨去除管道配件半成品的表面缺陷。
8、根据权利要求1所述的冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于：在步骤⑤中，固溶处理的保温温度为1070℃，时间为24分钟。
9、根据权利要求1所述的冷挤压成型管道配件的方法，其特征在于：在步骤⑥中，所述精整处理包括去除表面杂质的喷砂；按照尺寸要求倒角；去除加工余量；整理去毛刺；酸洗、钝化，在管件表面形成保护膜；清洗。
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