[發(fā)明專利]石油鉆機(jī)用大型鉤身鑄鋼件的鑄造成型工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210446445.3
• 申請(qǐng)日: 2012-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN102990011A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣春宏;劉彩賢;韓起超;陳永麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州蘭石鑄造有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22C9/22
• 分類號(hào): B22C9/22;B22C9/08;B66C1/34
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 徐星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大型鉤身鑄鋼件的鑄造領(lǐng)域。

技術(shù)背景

鉤身是石油鉆采機(jī)械提升系統(tǒng)的重要部件之一，裝配使用時(shí)，鉤身懸掛的水龍頭帶有全套鉆具，是重載、變載的連接承受體。特別是9000米石油鉆機(jī)用鉤身額定載荷6750KN，其檢驗(yàn)要求嚴(yán)格，其安全性和可靠性直接影響到整臺(tái)鉆機(jī)的安全性與可靠性，必須符合石油鉆采機(jī)械A(chǔ)PI?8C標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)鉤身鑄造成型工藝設(shè)計(jì)方案需要15個(gè)芯合，造型需要62個(gè)工時(shí)，費(fèi)料費(fèi)工，且難達(dá)到API?8C標(biāo)準(zhǔn)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：使鉤身鑄造成型符合石油鉆采機(jī)械A(chǔ)PI?8C標(biāo)準(zhǔn)，且省料、省工。

本發(fā)明的工藝主要特點(diǎn)分為分型面選取、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冒口設(shè)計(jì)、以及冷鐵布置四個(gè)方面，其具體的工藝特點(diǎn)如下：

1.在造型分型面3沿鉤身1中心線和主鉤9內(nèi)側(cè)輪廓線選取，主鉤9與筒體2之間設(shè)計(jì)工藝?yán)睿岳钭鳛闈沧⑾到y(tǒng)的內(nèi)澆道10，采用底返澆口11和階梯澆口8聯(lián)合澆注系統(tǒng)；弓背7部位設(shè)置2個(gè)冒口6，在鉤身筒體2上部加設(shè)集渣冒口4；

這樣做的好處是：與傳統(tǒng)工藝分型面選取在沿鉤身弓背7大平面上相比，分型面沿鉤身中心線旋轉(zhuǎn)了90°，減少了砂芯的數(shù)量，便于合箱檢查有關(guān)型腔尺寸，減少了下芯裝配偏差，造型操作方便，提高了鑄件各部位尺寸精度；.在主鉤9與筒體2之間設(shè)計(jì)工藝?yán)罘乐硅T件變形，保證尺寸精度。用拉筋作為澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆道10，采用底返澆口11和階梯澆口8聯(lián)合澆注系統(tǒng)，鑄件充型平穩(wěn)，避免澆注沖砂，該澆注系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)鑄件澆鑄時(shí)鋼液的定向流動(dòng)，將各類夾雜物匯集至冒口中，減少鑄件的砂眼、夾雜類缺陷；.弓背7部位設(shè)置2個(gè)冒口6，在鉤身筒體2上部加設(shè)集渣冒口4，弓背7和主鉤9是鉤身1的主要受力部位，采用這種冒口設(shè)置方式，補(bǔ)縮充分，形成的組織致密，同時(shí)集渣效果顯著，較小的冒口采用氧乙炔焰切割去除時(shí)，表面質(zhì)量好，不容易產(chǎn)生裂紋，減少了打磨工序的工作量；

2.在副鉤12處布置了4塊成型外冷鐵5。

這樣做的好處是：加快了此處的冷卻速度，實(shí)現(xiàn)了鑄件的順序凝固，減少了鑄件的鑄造應(yīng)力和縮松、裂紋缺陷。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，采用本發(fā)明的鑄造工藝生產(chǎn)的大鉤成型好，形成的基體組織致密，符合石油鉆采機(jī)械A(chǔ)PI?8C產(chǎn)品要求，檢驗(yàn)100%合格。根據(jù)API?8C?PSL-2要求，對(duì)樣件采用ASME?V，2010，A篇第5章和B篇第23章對(duì)所有部位進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，質(zhì)量水平1級(jí)；采用ASME?E709對(duì)所有表面進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，并根據(jù)ASME?E125進(jìn)行結(jié)果判定，質(zhì)量水平1級(jí)。現(xiàn)只需要4個(gè)芯合，造型只需要20個(gè)工時(shí)。本發(fā)明制作工藝簡(jiǎn)便，節(jié)省造型和冶煉材料，力學(xué)性能良好，與傳統(tǒng)的生產(chǎn)鉤身的鑄造成型工藝相比較出品率及出產(chǎn)率提高，生產(chǎn)成本下降，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的鑄造成型工藝分型面、冒口、冷鐵以及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖。

1-鉤身??2-筒體??3-分型面??4-集渣冒口??5-冷鐵??6-冒口??7-弓背8-階梯澆口??9-主鉤??10-內(nèi)澆口??11-底返澆口??12-副鉤。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，采用附圖所示鑄造成型工藝，用木制模型，以及呋喃樹脂砂造型，生產(chǎn)載荷為2250KN的鉤身，鉤身毛重為810kg，澆冒口重為390kg，出品率67.5%，用此工藝一共試制生產(chǎn)了38件。根據(jù)API?8C?PSL-2要求，采用ASME?V，2010，A篇第5章和B篇第23章對(duì)所有部位進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，質(zhì)量水平1級(jí)；根據(jù)API?8C?PSL-2要求，采用ASME?E709對(duì)所有表面進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，并根據(jù)ASME?E125進(jìn)行結(jié)果判定，質(zhì)量水平1級(jí)。

實(shí)施例2，采用附圖所示鑄造成型工藝，用木制模型，以及呋喃樹脂砂造型，生產(chǎn)載荷為4500KN的鉤身，鉤身毛重為1720kg，澆冒口重為1100kg，出品率61%，用此工藝一共試制生產(chǎn)了29件。根據(jù)API?8C?PSL-2要求，采用ASME?V，2010，A篇第5章和B篇第23章對(duì)所有部位進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，質(zhì)量水平1級(jí)；根據(jù)API?8C?PSL-2要求，采用ASME?E709對(duì)所有表面進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，并根據(jù)ASME?E125進(jìn)行結(jié)果判定，質(zhì)量水平1級(jí)。

實(shí)施例3，采用附圖所示鑄造成型工藝，用木制模型，以及呋喃樹脂砂造型，生產(chǎn)載荷為6750KN的鉤身，鉤身毛重為3250kg，澆冒口重為2150kg，出品率60.2%，用此工藝一共試制生產(chǎn)了15件。根據(jù)API?8C?PSL-2要求，采用ASME?V，2010，A篇第5章和B篇第23章對(duì)所有部位進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，質(zhì)量水平1級(jí)；根據(jù)API?8C?PSL-2要求，采用ASME?E709對(duì)所有表面進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，并根據(jù)ASME?E125進(jìn)行結(jié)果判定，質(zhì)量水平1級(jí)。