[發明專利]UOE焊管彎邊機鑄造壓模及制備方法和鑄造模型

有效

• 申請號: 201310728749.3
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103710636A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 袁厚之;賴興濤;劉行一;李新文;張凝
• 申請（專利權）人: 山東省四方技術開發有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/36;C22C38/26;B22D17/22;B22D17/32
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張軍;劉燦強

技術領域

本發明涉及金屬鑄造技術領域，尤其涉及一種UOE焊管彎邊機鑄造壓模及其制備方法，和鑄造壓模用鑄造模型。

背景技術

長距離輸送管道已經成為現代原油、天然氣、成品油、煤漿或礦漿運輸體系的一個重要組成部分。而輸送管道的制造和生產質量也對材料科學、冶金技術、制管工藝等提出了更高的要求。目前，世界上最先進的UOE直縫焊管技術得到了迅速發展。UOE是利用寬厚鋼板制造大口徑直縫焊管的先進工藝，它以高質量、高產能的特點成為制管行業的主流。我國的寶鋼、中油天寶、番禺珠江、沙鋼等企業也已經引進建成了多條UOE大口徑厚壁直縫焊管生產線。

UOE技術在生產直縫焊管時，其管坯成型工序包括采用上下模具將寬厚鋼板進行縱向彎邊、U成型和O成型。這些成型工序是保證最終制品焊縫區域的幾何形狀和尺寸精度的重要工序。其中，成型模具的強度和耐磨性、在生產中損壞的頻率，不僅是影響UOE管坯成型質量的重要因素，也是影響UOE管坯成型產量的重要因素。

目前，我國引進的UOE管坯成型彎邊機的上下模具均為鍛造合金模具鋼，如德國選用鍛造的X155CrVMo121材質的模具，相當于我國的Cr12Mo1V1材質。如附圖1、2所示，該模具為細長件，長約6m、寬約0.6m、高約0.4m。X155CrVMo121、Cr12Mo1V1屬冷作模具鋼，具有較高的淬硬性和淬透性，表現出較高的強韌性和耐磨性，綜合性能優良。該鋼在結晶過程中易形成大量的共晶網狀碳化物，含量約20%左右，沿軋制或拔長鍛造方向呈帶狀、網狀、塊狀堆集分布，偏析程度隨鋼材直徑增大而嚴重。其組織中共晶碳化物分布不均勻，易引起淬火異常變化和脆化，甚至引起在使用中開裂。因此在制造大型壓模時對材質的純凈度要求高。需要反復加熱、反復拔長、鐓粗鍛造才能獲得優質矩形鍛坯，能耗高且材料利用率低。同時該種材料對熱處理的要求高，難度很大。如引進此種產品，不僅價格昂貴且周期長。引進企業曾投入很大人力和資金對此種產品模仿國外鍛造制造工藝進行試制，由于種種原因始終未能成功。目前，對于上述關鍵模具的國產化和開發制造技術更簡便實用的研究還沒有很好的結果。如：對模具材質的研究，對模具強度和耐磨性的研究，對板邊彎曲時模具的成型力、托料力和側壓力的研究等。如能開發一種制造技術更簡便實用、強度高，耐磨性好，成本低，節省材料的UOE管坯成型模具對發展大口徑厚壁直縫焊管生產技術將是一種貢獻。

發明內容

本發明的目的是開發一種含高鈮高鉻的UOE焊管機組彎邊機用鑄造壓模，該壓模強度高，耐磨性好，工藝簡單，生產成本低，以彌補目前鍛造模具工藝及裝備要求高，生產成本高的問題。本發明的技術方案如下：

本發明的一方面是提供一種UOE焊管彎邊機鑄造壓模，該鑄造壓模的成分以重量百分比計為：C：1.6～2.4%、Si：0.2～1.0%、Mn：1.2～1.8%、P≤0.05%、S≤0.05%、Nb：1.5～3.0%、Cr：12.0～16.0%、RE：0.05～0.3%，余量為Fe。

本發明的另一方面是提供一種UOE焊管彎邊機鑄造壓模制備方法，該方法采用以下步驟：

采用平澆鑄造壓模鑄型，壓模鑄型曲面向下，澆鑄溫度1380-1420；

本發明在壓模鑄型中設置有與鑄件等長，兩端帶有澆口的橫澆道，在橫澆道上設置有多個與鑄型型腔連接的分澆道，分澆道可根據壓模鑄型的大小設置為3-6個或更多；澆鑄時將精煉后的鐵水從橫澆道的兩端同時澆入，使融熔鐵水迅速進入多個分澆道并且很快完全充型;

本發明還在壓模鑄型下方設置有進行縱向和橫向交替運動的平臺，澆鑄完成后一段時間，當鐵水溫度降至1280～1300℃時，啟動運動平臺，使壓模鑄型交替進行縱向和橫向運動，使壓模鑄件有序均勻凝固；當溫度降至900～950℃時，停止運動平臺，至溫度降至200℃以下時開箱。在壓模鑄型中設置了多點測溫探頭，以隨時監控壓模鑄型溫度的變化。

本發明的縱向或橫向運動幅度為3-5mm，40～60次/min，每次縱向或橫向運動4～6分鐘后，靜置2～3分鐘后再進行下一個縱向或橫向運動，直到鐵水在壓模鑄型中均勻凝固。然后對鑄件進行退火，粗加工，硬化處理，最后精加工成壓模產品。