[發(fā)明專利]一種無(wú)縫鋼管徑向鍛造設(shè)備及其鍛造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111492490.8
• 申請(qǐng)日: 2021-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114178452B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊屹;范俊明;楊剛;周啟雄;吳明霞;賈軍軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué);成都格瑞特高壓容器有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B21J3/00
• 分類號(hào): B21J3/00;B21J1/06;B21J7/16
• 代理公司: 成都華燁專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51336
• 代理人: 嚴(yán)劉英

本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)縫鋼管徑向鍛造設(shè)備及其鍛造方法，其包括豎直設(shè)置的機(jī)架，機(jī)架的兩側(cè)分別設(shè)置有軸向進(jìn)給部件和潤(rùn)滑系統(tǒng)；機(jī)架上設(shè)置有錘鍛部件；錘鍛部件包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置呈圓環(huán)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向盤，每個(gè)轉(zhuǎn)向盤繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)轉(zhuǎn)向盤內(nèi)均設(shè)置有一組錘頭組件，每組錘頭組件均包括多個(gè)活動(dòng)設(shè)置在轉(zhuǎn)向盤內(nèi)的錘頭，多個(gè)錘頭以轉(zhuǎn)向盤的圓心為中心環(huán)形均勻布置；每個(gè)錘頭均匹配有一個(gè)液壓缸，液壓缸帶動(dòng)錘頭沿轉(zhuǎn)向盤的徑向方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)轉(zhuǎn)盤繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)錘頭對(duì)空心鋼錠周向不同部位的錘鍛，整個(gè)鍛造過(guò)程中空心鋼錠不需要做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而提高了定位精確度，進(jìn)而提高了無(wú)縫鋼管徑向鍛造效率和尺寸精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及均質(zhì)化鍛造方法及徑向鍛造機(jī)械領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)縫鋼管徑向鍛造設(shè)備及其鍛造方法。

背景技術(shù)

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

相關(guān)技術(shù)中對(duì)大型無(wú)縫鋼管鍛造加工時(shí)，通常不會(huì)涉及到均質(zhì)化鍛造方法，對(duì)大口徑無(wú)縫鋼管的均質(zhì)化一般通過(guò)后續(xù)熱處理實(shí)現(xiàn)，并在鍛造過(guò)程中將空心鋼錠外徑鍛造和內(nèi)徑加工分開(kāi)進(jìn)行，具體為：“徑向鍛造—熱擴(kuò)孔”，采用的鍛造設(shè)備一般為3~4個(gè)錘頭。在大型無(wú)縫鋼管徑向鍛造時(shí)，首先將空心鋼錠一端裝夾在鍛壓機(jī)夾具上，一端由鍛壓機(jī)多個(gè)錘頭進(jìn)行鍛造，夾具實(shí)現(xiàn)空心鋼錠的軸向旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直至夾具的一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成記為一次鍛造。重復(fù)上述步驟，完成多次鍛造即可完成大型無(wú)縫鋼管鍛造加工。

對(duì)于高強(qiáng)鋼大口徑無(wú)縫鋼管的鍛造而言，目前的鍛造方法和鍛造設(shè)備存在以下幾個(gè)缺陷：①現(xiàn)有鍛造方法比較單一，鍛造過(guò)程對(duì)材料性能改善尤其是縱橫向性能的均勻性考慮不多。②現(xiàn)有的鍛造設(shè)備和工藝將空心鋼錠外徑鍛造和內(nèi)徑加工分開(kāi)進(jìn)行，使得加工大口徑無(wú)縫鋼管所用設(shè)備和成本增加。③現(xiàn)有的徑向鍛造機(jī)的錘頭數(shù)量較少，鍛造頻率并不太高,從而導(dǎo)致鍛造的效率較低，故不適用于制造高強(qiáng)鋼無(wú)縫鋼管。④管坯在鍛造時(shí)除軸向進(jìn)給外，還需要繞自身軸向做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(shí)，由于鋼錠自身旋轉(zhuǎn)使得鍛造時(shí)的鋼錠定位基準(zhǔn)不斷發(fā)生變化，導(dǎo)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(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)縫鋼管徑向鍛造設(shè)備及其鍛造方法，解決了現(xiàn)有的徑向鍛造設(shè)備進(jìn)行鍛造時(shí)，空心鋼錠定位基準(zhǔn)不斷發(fā)生變化，導(dǎo)致鋼管外徑幾何尺寸精度難以控制的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

提供了一種無(wú)縫鋼管徑向鍛造設(shè)備，其包括豎直設(shè)置的機(jī)架，機(jī)架的兩側(cè)分別設(shè)置有用于裝夾空心鋼錠并帶動(dòng)空心鋼錠沿自身軸線運(yùn)動(dòng)的軸向進(jìn)給部件和用于向空心鋼錠內(nèi)注入潤(rùn)滑油并對(duì)鋼錠進(jìn)行輔助支撐的潤(rùn)滑系統(tǒng)；

機(jī)架上設(shè)置有圓形通道，機(jī)架上設(shè)置有錘鍛部件；錘鍛部件包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置呈圓環(huán)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向盤，兩個(gè)轉(zhuǎn)向盤均與機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，每個(gè)轉(zhuǎn)向盤繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向盤的軸線與圓形通道的軸線共線；每個(gè)轉(zhuǎn)向盤內(nèi)均設(shè)置有一組錘頭組件，每組錘頭組件均包括多個(gè)活動(dòng)設(shè)置在轉(zhuǎn)向盤內(nèi)的錘頭，多個(gè)錘頭以轉(zhuǎn)向盤的圓心為中心環(huán)形均勻布置；

每個(gè)錘頭均匹配有一個(gè)液壓缸，液壓缸帶動(dòng)錘頭沿轉(zhuǎn)向盤的徑向方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)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(shè)置于兩個(gè)轉(zhuǎn)向盤外側(cè)面的懸掛支架，每個(gè)懸掛支架呈圓環(huán)結(jié)構(gòu)，每個(gè)懸掛支架的背面均設(shè)置有多根連接柱，兩個(gè)懸掛支架均通過(guò)多根連接柱與機(jī)架的豎直兩側(cè)面固定連接，兩個(gè)懸掛支架的軸線與兩個(gè)轉(zhuǎn)向盤的軸線重合；

每個(gè)懸掛支架內(nèi)均設(shè)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(huán)形均勻布置，每根圓柱彈簧的長(zhǎng)度方向與懸掛支架的徑向方向同向，每個(gè)圓柱彈簧的自由端端部均設(shè)置有一個(gè)用于與空心鋼錠外表面接觸的滾輪。