[發明專利]一種大減徑成形管模的熱處理方法

有效

• 申請號: 201210486071.8
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102978365B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）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）人: 衡陽華菱鋼管有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D1/18;B23P15/24
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 劉勛階

技術領域

本發明涉及管模制造技術領域，特別是一種大減徑成形管模的熱處理方法。

背景技術

目前，利用離心澆注技術生產球墨鑄鐵管具有生產節奏快和效率高的優點，具有極其廣闊的發展前景。而管模是離心澆注機上澆鑄鐵管的大型關鍵部件，且使用環境極其惡劣。管模在高速旋轉狀態下，澆注中鐵水因離心作用而敷在管模內壁上，使管模內壁溫度急劇升高，而外表面通過循環水冷卻以降低溫度。由于管模長期承受交變熱應力、拉伸應力和扭轉應力等組合工況，故對管模質量要求極高，管模用管的常用牌號為21CrMo10。

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

對于規格為DN?200~?DN?500小范圍內的管模，還有采用連鑄坯曼式穿孔周期軋管生產毛坯的管模制造工藝，該工藝發揮了連鑄坯具有的成材率高、成本低和能耗少的優點，降低了管模的生產成本。但由于受連鑄坯規格的限制（最大外徑為800mm）,?不能生產DN?600及以上規格的管模毛坯（DN600管模毛坯大端外徑應不小于860mm）；管模承口端僅通過曼式穿孔延伸（受曼式穿孔機減徑能力的限制，壓縮比為1.4左右），未經過周期軋管機軋制變形，連鑄坯疏松的內部結構不能得到改善，甚至會更加惡化；大口徑合金連鑄圓管坯中心不可避免存在疏松和縮孔，投料前需對管坯內孔進行粗鏜孔加工，以保證管模坯內表質量（管坯中心疏松和縮孔如不清除，經環形爐加熱氧化，曼式斜軋穿孔后內表會形成較深的裂紋，且后續工序無法焊合）。

現有管模制造工藝主要存在以下不足：

（1）現有管模多采用實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、擴管等工藝來完成喇叭型管模承口端的制造，這就使得現有管模制造工藝存在工藝復雜、制造周期偏長等問題。

（3）采用連鑄坯周期軋管生產管模毛坯，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。而離心澆注時承口端與傳動皮帶聯接，帶動管模高速旋轉，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，必需對管坯內孔進行粗鏜孔加工，增加了材料的損耗（約5%）和鏜孔加工成本；受連鑄坯規格的限制，還存在管模毛坯生產范圍窄的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足，而提供一種大減徑成形管模的熱處理方法，以解決現有技術中存在的成材率低，產品規格覆蓋范圍不廣等不足。

本發明的技術方案是：一種大減徑成形管模的熱處理方法，大減徑成形管模的方法包括鋼錠冶煉、鋼錠復檢、環形爐加熱、水壓沖孔、大減徑穿孔、周期軋管、人工初檢、矯直、粗機加工、超聲波探傷、熱處理、理化檢驗、精加工、磁粉探傷、人工復檢、包裝入庫；熱處理時，淬火溫度為870℃～890℃，淬火時間按壁厚系數1.8～2.5min/mm進行控制，回火溫度為610℃～630℃，回火時間2～6小時，得到高強韌性回火索氏體組織。

本發明由于采用特殊結構的鋼錠和大減徑工藝成形管模毛坯制造管模，能夠充分發揮鋼錠具有成本低、能耗少、成材率高等特點，可以有效結合水壓沖孔、錐形輥大減徑穿孔、周期軋管機鍛軋等技術，不僅能夠保證管模毛坯整體具有與鍛件相近的性能，同時又能夠充分利用軋制時本應該切除的皮爾格頭，大幅度提高原材料的利用率，管模制造成本降低了近40%，生產效率高，工藝簡單，制造周期短，在產品安全可靠性、變形工藝、壓縮比（特別是承口端）和管模規格覆蓋范圍方面有較大優勢，基本實現了管模規格的全覆蓋。

以下結合附圖和具體實施方式對本發明的詳細內容作進一步描述。

附圖說明

圖1為本發明使用的鋼錠的結構示意圖；

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內模內沖孔開始時的示意圖；