RU2641437C2

RU2641437C2 - Вальцовочный конус и способ его производства

Info

Publication number: RU2641437C2
Application number: RU2016112579A
Authority: RU
Inventors: Цзяньцзунь Чжан; Вэньбао Чэнь; Вэй Сюй; Дун Чжао; Цзинь Шэн
Original assignee: САНЬЮ СэндТ КО., ЛТД
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2018-01-17
Also published as: WO2015032229A1; CN103469108B; RU2016112579A; CN103469108A

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению вальцовочного конуса. Конус выполнен из заэвтектоидной стали, состав которой включает следующие элементы, мас.%: С: от 2,2 до 2,4, Si: от 1,8 до 2,0, Μn: от 1 до 1,5, Сr: от 0,5 до 0,8, Ni: от 0,8 до 1,2, Мо: от 0,35 до 0,5, V: ≤0,15, Сu: от 0,2 до 0,3, S: ≤0,025, Р: ≤0,025, остальное - Fe. Обеспечиваются требуемое сопротивление трению, износостойкость, хорошая способность к автоматической смазке и длительный срок службы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[1] Настоящее изобретение относится к технической области вальцовочного оборудования, в частности к вальцовочному конусу. и способу его производства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ:

[2] В настоящее время вальцовочная головка является ключевым компонентом в области вальцовочного оборудования. Вальцовочная арматура оснащена вальцовочной головкой сложной формы с ограниченным пространством и внутренней конструкцией. Фиксация вальцовочной арматуры обеспечивает равномерное напряжение на вальцовочную головку. Напряжение в процессе вальцевания происходит следующим образом: продольное движение тяговой штанги конвертируется в радиальное движение модуля, непосредственно контактирующего с трубной решеткой стальной трубы, чтобы достичь сброса рабочего давления, созданного в процессе формировки, и сварочного напряжения, созданного при сварке стальной трубы, а также обеспечить соответствие диаметров по всей длине стальной трубы.

[3] В существующей технологии вальцовочная головка включает в себя вальцовочный конус, клиновый механизм, длинные и короткие Т-образные ключи, опорную плиту, внешний модуль и другую арматуру, собранную вместе, а затем установленную непосредственно на развальцовочную машину. Среди выше указанного, вальцовочный конус относится к основной детали в пределах вальцовочной головки. Конус приводит модуль в радиальное движение на поверхности конуса таким образом, чтобы материал на внутренних стенках труб перетекал, вследствие чего происходит развальцовка труб. В существующей технологии вальцовочного конуса принимается традиционный способ производства, он имеет плохую износостойкость, плохой смазочный эффект и короткий срок службы.

Раскрытие осуществления настоящего изобретения

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[4] Для вышеуказанных недостатков существующей технологии производства заявитель предоставляет вальцовочный конус и способ его производства. Для формирования компонентов используются рациональный материальный состав, таким образом, произведенный вальцовочный конус имеет хорошее сопротивление трения и износостойкость, хорошую функцию автоматической смазки и длительный срок службы.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

[5] Техническое решение, принятое в настоящем изобретении, заключается в следующем:

[6]вальцовочный конус включает в себя следующий состав материала:

[7] С: от 2,2% до 2,4%,

[8] Si: от 1,8% до 2,0%,

[9] Μn: от 1% до 1,5%,

[10] Сr: от 0,5% до 0,8%,

[11] Ni: от 0,8% до 1,2%,

[12] Мо: от 0,35% до 0,5%,

[13] V: ≤0,15%,

[14] Сu: от 0,2% до 0,3%,

[15] S: ≤0,025%,

[16] Р: ≤0,025%,

[17] Остальное - элемент Fe.

[18] Для дальнейшего усовершенствования вышеуказанного технического решения:

[19] Вальцовочный конус имеет следующий состав материала:

[20] С: 2,3%,

[21] Si: 1,8%,

[22] Μn: 1,3%,

[23] Cr: 0,6%,

[24] Ni: 1%,

[25] Mo: 0,4%,

[26] V: 0%,

[27] Cu: 0,2%,

[28] S: 0%,

[29] Ρ: 0%,

[30] остальное - элемент Fe.

[31] Способ производства вальцовочного конуса по п. 1 включает следующие шаги:

[32] Шаг 1: подготовка материалов: подготовка состава материала вальцовочного конуса;

[33] Шаг 2: разработка способа литья в соответствии с размером конструкции вальцовочного конуса;

[34] Шаг 3: приготовление инструментария для литья, в том числе формы для центробежного литья и оправки для гибки труб;

[35] Шаг 4: литье, в процессе которого температура литья расплавленной стали составляет от 1430 до 1480°С;

[36] Шаг 5: отжиг и нормализующая термообработка после литья и опрессовки;

[37] Шаг 6: обработка формы начерно и внутренняя расточка вальцовочного конуса;

[38] Шаг 7: размещение в сухом проветриваемом помещении на 30-150 дней для естественного старения;

[39] Шаг 8: отделка формы и внутренняя расточка вальцовочного конуса;

[40] Шаг 9: выполнение общей термообработки вальцовочного конуса жесткостью по Роквеллу до HRC=45-50;

[41] Шаг 10: выполнение доводки Т-образного паза и внутренней расточки вальцовочного конуса;

[42] Шаг 11: использование сверла для глубоких отверстий для обработки смазочного отверстия на вальцовочном конусе; и

[43] Шаг 12: Снятие фасок на многоцелевом станке для получения готового продукта. Положительные эффекты

[44] Настоящее изобретение имеет следующие положительные эффекты:

[45] Путем регулирования состава материалов вальцовочного конуса настоящее изобретение эффективно изменяет внутренний состав и структуру для получения вальцовочного конуса с сопротивлением трения и износостойкостью. Вальцовочный конус в дальнейшем имеет антиокислительную адгезию металла и повреждение (в процессе развальцовки стальной трубы небольшое количество окалины попадает на внутреннюю стенку стальной трубы и в зазор между клиновым механизмом и фрикционной парой конуса) и высокие механические свойства (после отливки и отжига материала прочность на растяжение составляет σb=880-950 МПа, относительное удлинение δ=7-9%, а после закалки и отпуска σb=1300-1450 МПа, δ=7-9%).

[46] Благодаря составу материала и способу производства настоящего изобретения вальцовочный конус имеет хорошую функцию автоматической смазки. Материал конуса - заэвтектоидная сталь с высоким содержанием углерода. После термообработки часть углерода отделяется в виде графита. Когда поверхность конуса многократно подвергается давлению и трению, ионы углерода (то есть, графит) постепенно отделяются от поверхности, тем самым значительно улучшая сопротивление трения, износостойкость и антиокислительную адгезию металла и повреждение конуса, а также приводят к выполнению автоматической смазки.

ПОДОБНОЕ ОПИСАНИЕ

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[47] Конкретный вариант осуществления настоящего изобретения.

[48] Вальцовочный конус настоящего изобретения используется на вальцовочной головке. На вальцовочном конусе предусмотрены Т-образные пазы и смазочные отверстия, которые решают проблему нехватки высокого коэффициента трения между вальцовочным конусом и внешним модулем, короткого срока службы и низкого маслопоглощения. Вальцовочный конус имеет хорошую износостойкость и длительный срок службы.

[49] Вальцовочный конус настоящего изобретения имеет большие, средние и малые конструкции в виде двенадцатигранных, десятигранных и восьмигранных конусов по порядку. Тяговая штанга и пресс-форма установлены вместе с вальцовочным конусом. На поверхности конуса предусмотрены Т-образные пазы. Модуль подключается с помощью Т-образных пазов. Вальцовочный конус приводится в движение с помощью тяговой штанги, чтобы сформировать осевое усилие. Осевое движение приводит в действие радиальное движение модуля на конусе. Диаметр модуля увеличивается так, чтобы материал внутренней стенки стальной трубы перетекал и развальцовывался, увеличивая, таким образом, диаметр трубы. Материал конуса имеет высокую термостойкость и стойкость к растрескиванию при термообработке (при развальцевании конус подвергается воздействию высокого положительного давления, а когда конус скользит относительно клинового механизма, температура поднимается).

[50] Вальцовочный конус данного варианта осуществления включает в себя следующий состав материала:

[51] С: от 2,2% до 2,4%,

[52] Si: от 1,8% до 2,0%,

[53] Μn: от 1% до 1,5%,

[54] Сr: от 0,5% до 0,8%,

[55] Ni: от 0,8% до 1,2%,

[56] Мо: от 0,35% до 0,5%,

[57] V: ≤0,15%,

[58] Сu: от 0,2% до 0,3%,

[59] S: ≤0,025%,

[60] Р: ≤0,025%,

[61] Остальное - элемент Fe.

[62] Вариант 1: состав материалов вальцовочного конуса включает следующее:

[63] С: 2,3%,

[64] Si: 1,8%,

[65] Μn: 1,3%,

[66] Сr: 0,6%,

[67] Ni: 1%,

[68] Mo: 0,4%,

[69] V: 0%,

[70] Сu: 0,2%,

[71] S: 0%,

[72] Ρ: 0%,

[73] Остальное - элемент Fe.

[74] Способ производства вальцовочного конуса включает в себя следующие шаги:

[75] Шаг 1: подготовка материалов: подготовка материалов в соответствии с вышеупомянутым составом;

[76] Шаг 2: разработка способа литья в соответствии с размером конструкции вальцовочного конуса (то есть, выбор подходящей пресс-формы);

[77] Шаг 3: приготовление инструментария для литья, в том числе формы для центробежного литья и оправки для гибки труб;

[78] Шаг 4: литье, в процессе которого температура литья расплавленной стали составляет 1430°С;

[79] Шаг 5: отжиг и нормализующая термообработка после литья и опрессовка;

[80] Шаг 6: обработка формы начерно и внутренняя расточка вальцовочного конуса;

[81] Шаг 7: размещение в сухом проветриваемом помещении на 30 дней для естественного старения;

[82] Шаг 8: отделка формы и внутренняя расточка вальцовочного конуса;

[83] Шаг 9: выполнение общей термообработки вальцовочного конуса жесткостью по Роквеллу до HRC=45;

[84] Шаг 10: выполнение доводки Т-образного паза и внутренней расточки вальцовочного конуса;

[85] Шаг 11: использование сверла для глубоких отверстий для обработки смазочного отверстия на вальцовочном конусе; и

[86] Шаг 12: снятие фаски на многоцелевом станке для получения готового продукта.

[87] Производство вальцовочного конуса может быть завершено до вышеупомянутых шагов простым способом производства. При соотношении вышеуказанного состава материалов полученный вальцовочный конус имеет хорошую износостойкость, длительный срок службы и стабильное качество.

[88] Вариант 2: состав материалов вальцовочного конуса включает следующее:

[89] С: 2,4%,

[90] Si: 1,9%,

[91] Μn: 1,5%,

[92] Сr: 0,8%,

[93] Ni: 1,2%,

[94] Mo: 0,35%,

[95] V: 0%,

[96] Сu: 0,3%,

[97] S: 0%,

[98] Ρ: 0%,

[99] Остальное - элемент Fe.

[100] Способ производства вальцовочного конуса включает в себя следующие шаги:

[101] Шаг 1: подготовка материалов: подготовка материалов в соответствии с вышеупомянутым составом;

[102] Шаг 2: разработка способа литья в соответствии с размером конструкции вальцовочного конуса;

[103] Шаг 3: приготовление инструментария для литья, в том числе формы для центробежного литья и оправки для гибки труб;

[104] Шаг 4: литье, в процессе которого температура литья расплавленной стали составляет 1480°С;

[105] Шаг 5: отжиг и нормализующая термообработка после литья и опрессовки;

[106] Шаг 6: обработка формы начерно и внутренняя расточка вальцовочного конуса;

[107] Шаг 7: размещение в сухом проветриваемом помещении на 50 дней для естественного старения;

[108] Шаг 8: отделка формы и внутренняя расточка вальцовочного конуса;

[109] Шаг 9: выполнение общей термообработки вальцовочного конуса жесткостью по Роквеллу до HRC=50;

[110] Шаг 10: выполнение доводки Т-образного паза и внутренней расточки вальцовочного конуса;

[111] Шаг 11: использование сверла для глубоких отверстий для обработки смазочного отверстия на вальцовочном конусе; и

[112] Шаг 12: снятие фасок на многоцелевом станке для получения готового продукта.

[113] Вариант 3: состав материалов вальцовочного конуса включает следующее:

[114] С: 2,2%,

[115] Si: 1,8%,

[116] Μn: 1%,

[117] Сr: 0,5%,

[118] Ni: 0,8%,

[119] Mo: 0,5%,

[120] V: 0,1%,

[121] Сu: 0,25%,

[122] S: 0,01%,

[123] Ρ: 0,01%,

[124] Остальное - элемент Fe.

[125] Процесс производства вальцовочного конуса включает в себя следующие шаги:

[126] Шаг 1: подготовка материалов: подготовка материалов в соответствии с вышеупомянутым составом;

[127] Шаг 2: разработка способа литья в соответствии с размером конструкции вальцовочного конуса;

[128] Шаг 3: приготовление инструментария для литья, в том числе формы для центробежного литья и оправки для гибки труб;

[129] Шаг 4: литье, в процессе которого температура литья расплавленной стали составляет 1450°С;

[130] Шаг 5: отжиг и нормализующая термообработка после литья и опрессовка;

[131] Шаг 6: обработка формы начерно и внутренняя расточка вальцовочного конуса;

[132] Шаг 7: размещение в сухом проветриваемом помещении на 40 дней для естественного старения;

[133] Шаг 8: отделка формы и внутренняя расточка вальцовочного конуса;

[134] Шаг 9: выполнение общей термообработки вальцовочного конуса жесткостью по Роквеллу до HRC=45;

[135] Шаг 10: выполнение доводки Т-образного паза и внутренней расточки вальцовочного конуса;

[136] Шаг 11: использование сверла для глубоких отверстий для обработки смазочного отверстия на вальцовочном конусе; и

[137] Шаг 12: снятие фасок на многоцелевом станке для получения готового продукта.

[138] Предшествующее описание приведено в качестве описания настоящего изобретения, но не ограничивает его. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения, и в настоящее изобретение могут быть внесены любые изменения в пределах объема его защиты.

Claims

1. Вальцовочный конус, имеющий Т-образный паз и внутреннюю расточку, характеризующийся тем, что он выполнен из заэвтектоидной стали, состав которой включает следующие элементы, мас.%:

(C) углерод 2,2-2,4 (Si) кремний 1,8-2,0 (Mn) марганец 1,0-1,5 (Cr) хром 0,5-0,8 (Ni) никель 0,8-1,2 (Mo) молибден 0,35-0,5 (V) ванадий ≤0,15 (Cu) медь 0,2-0,3 (S) cepa ≤0,025 (P) фосфор ≤0,025 (Fe) железо остальное

2. Вальцовочный конус по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из заэвтектоидной стали, состав которой включает следующие элементы, мас.%:

(C) углерод 2,3 (Si) кремний 1,8 (Mn) марганец 1,3 (Cr) хром 0,6 (Ni) никель 1,0 (Mo) молибден 0,4 (V) ванадий 0 (Cu) медь 0,2 (S) cepa 0 (P) фосфор 0 (Fe) железо остальное

3. Способ производства вальцовочного конуса по п. 1, заключающийся в том, что подготавливают форму для центробежного литья в соответствии с размером и формой вальцовочного конуса, приготавливают заэвтектоидную сталь для вальцовочного конуса, осуществляют литье стали, в процессе которого температура расплавленной стали составляет от 1430 до 1480°C, отжиг, нормализующую термическую обработку и опрессовку отлитого конуса, обрабатывают форму конуса начерно и выполняют его внутреннюю расточку, проводят естественное старение путем размещения вальцовочного конуса в сухом проветриваемом помещении на 30-150 дней, осуществляют отделку формы конуса и его внутреннюю расточку, общую термическую обработку вальцовочного конуса для достижения жесткости по Роквеллу HRC=45-50, выполняют доводку Т-образного паза и внутреннюю расточку вальцовочного конуса, обрабатывают смазочное отверстие на вальцовочном конусе с использованием сверла для глубоких отверстий и выполняют снятие фасок на многоцелевом станке с получением готового вальцовочного конуса.