[發明專利]一種無縫鋼管徑向鍛造設備及其鍛造方法

有效

• 申請號: 202111492490.8
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114178452B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 楊屹;范俊明;楊剛;周啟雄;吳明霞;賈軍軍
• 申請（專利權）人: 四川大學;成都格瑞特高壓容器有限責任公司
• 主分類號: B21J3/00
• 分類號: B21J3/00;B21J1/06;B21J7/16
• 代理公司: 成都華燁專利代理事務所(普通合伙) 51336
• 代理人: 嚴劉英

本發明公開了一種無縫鋼管徑向鍛造設備及其鍛造方法，其包括豎直設置的機架，機架的兩側分別設置有軸向進給部件和潤滑系統；機架上設置有錘鍛部件；錘鍛部件包括兩個對稱設置呈圓環結構的轉向盤，每個轉向盤繞自身軸線轉動，每個轉向盤內均設置有一組錘頭組件，每組錘頭組件均包括多個活動設置在轉向盤內的錘頭，多個錘頭以轉向盤的圓心為中心環形均勻布置；每個錘頭均匹配有一個液壓缸，液壓缸帶動錘頭沿轉向盤的徑向方向往復運動；兩個轉盤繞自身軸線轉動，從而實現錘頭對空心鋼錠周向不同部位的錘鍛，整個鍛造過程中空心鋼錠不需要做旋轉運動，從而提高了定位精確度，進而提高了無縫鋼管徑向鍛造效率和尺寸精度。

技術領域

本發明涉及均質化鍛造方法及徑向鍛造機械領域，特別是涉及一種無縫鋼管徑向鍛造設備及其鍛造方法。

背景技術

徑向鍛造是指專門加工實心或空心長軸類零件的旋轉鍛造方法，徑向鍛造技術具有不需要專用模具、每次壓縮量小、每分鐘鍛打次數高的特點。相比較自由鍛造技術，具有鍛造效率高、變形溫降小、表層變形較為充分等優點，可實現金屬全截面晶粒均勻分布。

相關技術中對大型無縫鋼管鍛造加工時，通常不會涉及到均質化鍛造方法，對大口徑無縫鋼管的均質化一般通過后續熱處理實現，并在鍛造過程中將空心鋼錠外徑鍛造和內徑加工分開進行，具體為：“徑向鍛造—熱擴孔”，采用的鍛造設備一般為3~4個錘頭。在大型無縫鋼管徑向鍛造時，首先將空心鋼錠一端裝夾在鍛壓機夾具上，一端由鍛壓機多個錘頭進行鍛造，夾具實現空心鋼錠的軸向旋轉和進給運動，直至夾具的一次進給運動完成記為一次鍛造。重復上述步驟，完成多次鍛造即可完成大型無縫鋼管鍛造加工。

對于高強鋼大口徑無縫鋼管的鍛造而言，目前的鍛造方法和鍛造設備存在以下幾個缺陷：①現有鍛造方法比較單一，鍛造過程對材料性能改善尤其是縱橫向性能的均勻性考慮不多。②現有的鍛造設備和工藝將空心鋼錠外徑鍛造和內徑加工分開進行，使得加工大口徑無縫鋼管所用設備和成本增加。③現有的徑向鍛造機的錘頭數量較少，鍛造頻率并不太高,從而導致鍛造的效率較低，故不適用于制造高強鋼無縫鋼管。④管坯在鍛造時除軸向進給外，還需要繞自身軸向做旋轉運動，使得高溫的鋼錠和空氣的熱交換加劇，增加了鋼錠熱損失。同時，由于鋼錠自身旋轉使得鍛造時的鋼錠定位基準不斷發生變化，導致最終鍛造出的鋼管外徑幾何尺寸精度難以控制，而且鋼管的縱向和橫向性能的均勻性差。

發明內容

針對現有技術中的上述問題，本發明提供了一種無縫鋼管徑向鍛造設備及其鍛造方法，解決了現有的徑向鍛造設備進行鍛造時，空心鋼錠定位基準不斷發生變化，導致鋼管外徑幾何尺寸精度難以控制的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

提供了一種無縫鋼管徑向鍛造設備，其包括豎直設置的機架，機架的兩側分別設置有用于裝夾空心鋼錠并帶動空心鋼錠沿自身軸線運動的軸向進給部件和用于向空心鋼錠內注入潤滑油并對鋼錠進行輔助支撐的潤滑系統；

機架上設置有圓形通道，機架上設置有錘鍛部件；錘鍛部件包括兩個對稱設置呈圓環結構的轉向盤，兩個轉向盤均與機架轉動連接，每個轉向盤繞自身軸線轉動，轉向盤的軸線與圓形通道的軸線共線；每個轉向盤內均設置有一組錘頭組件，每組錘頭組件均包括多個活動設置在轉向盤內的錘頭，多個錘頭以轉向盤的圓心為中心環形均勻布置；

每個錘頭均匹配有一個液壓缸，液壓缸帶動錘頭沿轉向盤的徑向方向往復運動。

進一步地，錘鍛部件還包括懸掛定位組件，懸掛定位組件包括分別設置于兩個轉向盤外側面的懸掛支架，每個懸掛支架呈圓環結構，每個懸掛支架的背面均設置有多根連接柱，兩個懸掛支架均通過多根連接柱與機架的豎直兩側面固定連接，兩個懸掛支架的軸線與兩個轉向盤的軸線重合；

每個懸掛支架內均設置有多根圓柱彈簧，多根圓柱彈簧以懸掛支架的圓心為中心環形均勻布置，每根圓柱彈簧的長度方向與懸掛支架的徑向方向同向，每個圓柱彈簧的自由端端部均設置有一個用于與空心鋼錠外表面接觸的滾輪。