[發(fā)明專利]一種水壓沖孔瓶坯成形管模毛坯的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210485874.1
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102962655A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李陽華;肖松良;龍功名;陳紹林;鄧丕安;冉旭;張戟;張敏
• 申請（專利權(quán)）人: 衡陽華菱鋼管有限公司
• 主分類號: B23P15/24
• 分類號: B23P15/24;B21D28/24
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務(wù)所 43101
• 代理人: 劉勛階

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管模制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種水壓沖孔瓶坯成形管模毛坯的方法。

背景技術(shù)

目前，利用離心澆注技術(shù)生產(chǎn)球墨鑄鐵管具有生產(chǎn)節(jié)奏快和效率高的優(yōu)點(diǎn)，具有極其廣闊的發(fā)展前景。而管模是離心澆注機(jī)上澆鑄鐵管的大型關(guān)鍵部件，且使用環(huán)境極其惡劣。管模在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，澆注中鐵水因離心作用而敷在管模內(nèi)壁上，使管模內(nèi)壁溫度急劇升高，而外表面通過循環(huán)水冷卻以降低溫度。由于管模長期承受交變熱應(yīng)力、拉伸應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等組合工況，故對管模質(zhì)量要求極高，管模用管的常用牌號為21CrMo10。

管模常用的規(guī)格范圍為DN80~DN1200?，承口端外徑最大達(dá)到1569mm。根據(jù)不同的規(guī)格，其加工工藝和方法也不同：1）對于規(guī)格小于DN?200的管模，坯料采用實(shí)心鍛件，機(jī)加工采用深孔鉆孔、鏜孔的工藝方法；2）對于規(guī)格在DN?200~?DN?500范圍內(nèi)的管模，坯料用實(shí)心鍛件，采用套料、鏜孔的工藝方法，套出的芯料可以作為小一號規(guī)格管模的坯料，實(shí)現(xiàn)了二次利用；3）對于規(guī)格大于DN?500的管模，采用空心鍛件，在高效率深孔組合機(jī)床上加工，實(shí)現(xiàn)了一次裝夾、定位完成管模內(nèi)孔、外圓等部位的通身加工，生產(chǎn)效率較高。

對于規(guī)格為DN?200~?DN?500小范圍內(nèi)的管模，還有采用連鑄坯曼式穿孔周期軋管生產(chǎn)毛坯的管模制造工藝，該工藝發(fā)揮了連鑄坯具有的成材率高、成本低和能耗少的優(yōu)點(diǎn)，降低了管模的生產(chǎn)成本。但由于受連鑄坯規(guī)格的限制（最大外徑為800mm）,?不能生產(chǎn)DN?600及以上規(guī)格的管模毛坯（DN600管模毛坯大端外徑應(yīng)不小于860mm）；管模承口端僅通過曼式穿孔延伸（受曼式穿孔機(jī)減徑能力的限制，壓縮比為1.4左右），未經(jīng)過周期軋管機(jī)軋制變形，連鑄坯疏松的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能得到改善，甚至?xí)訍夯淮罂趶胶辖疬B鑄圓管坯中心不可避免存在疏松和縮孔，投料前需對管坯內(nèi)孔進(jìn)行粗鏜孔加工，以保證管模坯內(nèi)表質(zhì)量（管坯中心疏松和縮孔如不清除，經(jīng)環(huán)形爐加熱氧化，曼式斜軋穿孔后內(nèi)表會形成較深的裂紋，且后續(xù)工序無法焊合）。

現(xiàn)有管模制造工藝主要存在以下不足：

（1）現(xiàn)有管模多采用實(shí)心或空心鍛件深孔加工方式制造，雖然在大管徑管模制造中采用了套料工藝以提高原材料利用率，材料損耗率一般在40%左右。

（2）現(xiàn)有管模制造存在管模承口端不易成型，需要額外采用加厚、擴(kuò)管等工藝來完成喇叭型管模承口端的制造，這就使得現(xiàn)有管模制造工藝存在工藝復(fù)雜、制造周期偏長等問題。

（3）采用連鑄坯周期軋管生產(chǎn)管模毛坯，自然形成的皮爾格頭，即喇叭型管模承口端沒有經(jīng)過周期鍛壓軋制成形，不能保證和其它部分一樣具有與鍛坯相近的壓縮比（軋制比），不能保證管模該部分原材料的性能。而離心澆注時(shí)承口端與傳動(dòng)皮帶聯(lián)接，帶動(dòng)管模高速旋轉(zhuǎn)，使用工況最為惡劣，存在較大的安全隱患；大口徑連鑄圓管坯投料前，必需對管坯內(nèi)孔進(jìn)行粗鏜孔加工，增加了材料的損耗（約5%）和鏜孔加工成本；受連鑄坯規(guī)格的限制，還存在管模毛坯生產(chǎn)范圍窄的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種水壓沖孔瓶坯成形管模毛坯的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、制造周期偏長、成材率低，產(chǎn)品規(guī)格覆蓋范圍不廣等不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種水壓沖孔瓶坯成形管模毛坯的方法，包括鋼錠冶煉、鋼錠復(fù)檢、環(huán)形爐加熱、水壓沖孔、大減徑穿孔、周期軋管、人工初檢、矯直、粗機(jī)加工、超聲波探傷、熱處理、理化檢驗(yàn)、精加工、磁粉探傷、人工復(fù)檢、包裝入庫；水壓沖孔時(shí)，將鋼錠置于水壓沖孔機(jī)的內(nèi)模中，用沖頭沖孔，得到外徑670~1670?mm、錐度為0.7°~1.6?°的瓶坯，瓶坯的金屬過充滿度2%~12%。

本發(fā)明由于采用水壓沖孔瓶坯和大減徑工藝成形管模毛坯，能夠充分發(fā)揮鋼錠具有成本低、能耗少、成材率高等特點(diǎn)，可以有效結(jié)合特殊結(jié)構(gòu)的鋼錠、錐形輥大減徑穿孔、周期軋管機(jī)鍛軋等技術(shù)，不僅能夠保證管模毛坯整體具有與鍛件相近的性能，同時(shí)又能夠充分利用軋制時(shí)本應(yīng)該切除的皮爾格頭，大幅度提高原材料的利用率，管模制造成本降低了近40%，生產(chǎn)效率高，工藝簡單，制造周期短，在產(chǎn)品安全可靠性、變形工藝、壓縮比（特別是承口端）和管模規(guī)格覆蓋范圍方面有較大優(yōu)勢，基本實(shí)現(xiàn)了管模規(guī)格的全覆蓋。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容作進(jìn)一步描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明使用的鋼錠的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的右視圖；

圖4為鋼錠位于立式水壓沖孔機(jī)內(nèi)模內(nèi)沖孔開始時(shí)的示意圖；