[發(fā)明專利]一種氧槍噴頭毛坯的制造方法及模具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410028427.2
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103801671A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢書明;馬震;鮑培瑋;劉西斌;朱惠紅;方明宇;齊永革;郎風水
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學;石家莊巨力科技有限公司
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00;B22D17/22;B22C9/10;B22C3/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 陳朝陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種氧槍噴頭毛坯的制造方法及模具。

背景技術(shù)

氧槍是轉(zhuǎn)爐煉鋼必須的設(shè)備，它由槍管和氧槍噴頭兩部分組成，其中氧槍噴頭在煉鋼過程中將受鋼液和爐渣的強烈熱輻射，工作溫度在1200-2000℃范圍。噴頭的類型按出氧孔形狀可分為拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。按噴頭吹氧孔數(shù)可分為單孔和多孔噴頭。按吹入的物質(zhì)可分為氧氣噴頭和氧氣—燃料噴頭。它們的共同之處是都需要有端盤、分水盤和分氧盤三個盆狀部分，這三個盆狀部分通過吹氧管連接為一體，三個盤之間的空隙為冷卻水腔。使用時，氧槍噴頭的端盤、分水盤和分氧盤分別與氧槍的外管、中管和內(nèi)管對應焊在一起成為整個氧槍。冷卻水從中管進入，從外管流出；氧氣從內(nèi)管進入，通過吹氧孔出來。

氧槍噴頭材質(zhì)為純銅，由于其有復雜的冷卻內(nèi)腔，氧槍噴頭毛坯的整體成形一直是個難題?，F(xiàn)有技術(shù)制造氧槍噴頭毛坯的方法有鑄造、鍛焊組合、鑄鍛焊組合和擠焊組合四種。采用鑄造方法可以一次整體成形氧槍噴頭毛坯，冷卻水腔已經(jīng)成型，但氧孔為實心，需要采用切削加工方法得到。其工藝步驟是制砂芯－合箱-銅熔煉－脫氣、脫氧－銅水出爐－澆注－開箱清砂－切冒口-清飛邊－機械加工。這種方法制造的氧槍噴頭內(nèi)部經(jīng)常存在縮孔、縮松和砂眼、氣孔等鑄造缺陷，加之其微觀組織晶粒粗大且不均勻，因此，鑄造氧槍噴頭的使用壽命不高，一般只有150-200爐，且質(zhì)量波動很大。

為了提高氧槍噴頭的質(zhì)量，提高使用壽命，人們發(fā)明了鍛焊組合噴頭，這種噴頭的端盤與外管采用氬弧焊焊接，除中管與分水盤采用螺紋連接外，其余件均采用釬焊連接。其工藝過程是：首先以電解銅棒為原料，用模鍛方法分別制出端盤、分水盤和分氧盤的毛坯，然后采用去除加工方法加工出各盤的冷卻水腔和氧孔，最后將它們與喉管、分水盤一起焊接。這種方法制造的氧槍噴頭致密度高，導熱性、導電性、焊接性、加工性等各項性能均好于鑄造氧槍噴頭。但是其冷卻水腔和氧孔無法直接成形，三層盆狀盤需要借助焊接方法連接在一起。這些焊接接頭很容易出現(xiàn)焊接裂紋，導致使用壽命不穩(wěn)定，存在安全隱患。

鑄鍛焊組合噴頭，其端盤采用電解銅棒模鍛成形，而其分氧盤、喉管、分水盤采用鑄造方法鑄成一體，然后采用釬焊方法焊接在一起。這種氧槍噴頭的制造方法的優(yōu)點是上部的分氧盤、分水盤及喉管可以采用鑄鋼或紫銅，降低了材料成本，但焊接質(zhì)量缺陷發(fā)生率更高，同樣存在焊接接頭多、焊接質(zhì)量難以保證，存在安全隱患的問題。

擠焊組合噴頭制造方法是，將氧槍噴頭分為上下兩部分，分別擠壓成型后焊接在一起。首先以紫銅棒為原料，將喉管與噴頭分氧盤采用紫銅兩工步精密成型，擠壓成一體（上部），經(jīng)多道工藝步驟精密擠壓成形噴頭端盤（下部），然后再將它們焊接在一起。這種方法的優(yōu)點是生產(chǎn)效率較高，但同樣不能直接成形冷卻水腔和氧孔，仍然沒有擺脫焊接接頭多、焊接質(zhì)量難以保證、存在安全隱患的問題。

為了解決鑄造噴頭內(nèi)部致密度不足、使用壽命短的問題，也為了解決鍛焊組合、擠焊組合、鑄鍛焊組合噴頭毛坯焊縫多，焊接質(zhì)量難以保證、使用壽命波動大、安全可靠性低、存在安全隱患的問題，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)噴頭的焊縫多、質(zhì)量波動性大、存在安全隱患的問題，提供一種使用高強度可溶芯來形成冷卻水腔和氧孔，采用加壓鑄造方法實現(xiàn)氧槍噴頭的一次澆注、整體成型；通過對澆入模腔的銅液施加一定壓力進行高壓凝固來細化組織，消除鑄造缺陷，得到致密組織，提高使用壽命和安全可靠性的氧槍噴頭毛坯的制造方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種氧槍噴頭毛坯的制造方法，包括以下步驟：