專利名稱：反擠壓鍛制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用反擠壓原理由鋼坯制造鋼管的生產(chǎn)工藝，主要用于生產(chǎn)定量 長度短管、三通主管及異徑管。
背景技術：
鋼管及管件是電力、化工裝備中不可缺少的產(chǎn)品，在管道裝備行業(yè)中是很重要的 產(chǎn)品。金屬材料制作鋼管及管件在電力標準(⑶87-1101或⑶-2000)和石化標準(SH3410 鍛鋼制承插焊管件)中，原有的制作工藝，在小口徑、大口徑薄壁標準管件中是非常實用和 規(guī)范的。但在制造過程中，不一定能找到合適的原材料，即使定做所需要的管段，管內擠壓 時無法形成內壓，就無法制作出符合要求的管件。尤其制作大口徑厚壁及高溫高壓超大厚 壁、非標準三通管件的母材，國內外無法找到合適的管材?，F(xiàn)有技術只能選用與圖紙要求相 近的原材料制作符合要求的鋼管及管件，存在原材料利用率不足20%，加工時間很長，能耗 高的缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種制造定量長度的短管、三通主管及異徑管工藝，以解 決現(xiàn)有技術存在的原材料利用率低，加工時間長，能耗高的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種反擠壓鍛制方法，其特征在于，包括以下工序(1)根據(jù)圖紙要求計算出下料尺寸，截出復檢合格的鍛制坯料，坯料種類為圓柱狀 金屬或合金；(2)準備一個具有上、左、右共三個油缸與一個底座的鍛壓機，在鍛壓機的左油缸 和右油缸的頂端分別安裝左側推頭和右側推頭，將鍛壓模具的上模與下模分別安裝在所述 的鍛壓機的上油缸的下面和底座的上面；(3)把坯料放在加熱爐里，加熱至該胚料的最佳鍛造溫度，加熱速度5 10°C / min ；(4)用噴涂的方法將左側推頭、右側推頭、上模、下模和加熱后坯料分別涂上水基 石墨和玻璃潤滑劑；然后把加熱后的坯料放在鍛壓模具的下模上；最后移動上油缸使鍛壓 模具的上模與下模壓合；(5)根據(jù)預先計算好所述的三個油缸的加壓數(shù)據(jù)，調節(jié)各油缸的油閥，控制各油 缸的行進速度、壓力和推進距離，然后開啟鍛壓機的上油缸、左油缸和右油缸，進行鍛壓；其 中，該左、右油缸的加壓壓強均大于上油缸的加壓壓強；(6)模鍛成型后卸壓移開模具，取出半成品放入熱處理爐中進行爐冷和退火處 理，根據(jù)材質要求進行熱處理、無損復檢及機械性能檢驗，同時也為下一步機械加工做好準 備；(7)把處理好的半成品按圖紙要求進行機加工；
(8)機加工完成后再進行成品檢驗，合格后轉入成品庫。在一個較佳的技術方案中所述的工序(2)中的左、右油缸安裝的左、右側推頭均為階梯軸狀推頭，用以加工短管。在一個較佳的技術方案中所述的工序(2)中的左、右油缸安裝的左、右側推頭均 為階梯軸狀推頭，而所述的下模上開設有一個盲孔，用以加工三通主管；該階梯軸狀推頭用 來在鍛壓過程中形成該三通主管的主管體，該盲孔用來在鍛壓過程中形成該三通主管的實 心支管。在一個較佳的技術方案中在步驟(7)的機加工過程中，對該實心支管進行鏜孔 或鉆孔加工。在一個較佳的技術方案中所述的工序(2)中，該左側推頭設有一個阻擋面，該右 側推頭呈階梯狀，而且該右側推頭的小徑端呈漸縮狀，用來加工呈喇叭狀的異徑管。在一個較佳的技術方案中在工作環(huán)境的溫度低于5°C時，在步驟(4)之前需要將 鍛壓模具預熱至200-250°C。在一個較佳的技術方案中步驟(5)中，先合上油缸加壓，稍后或者同時啟動左油 缸和右油缸加壓。在一個較佳的技術方案中在步驟(5)的加壓過程中，隨時監(jiān)測鍛壓過程中的溫 度，當溫度低于該胚料的最佳鍛造溫度時，由于抗力增大，要停止鍛壓，再重新加熱工件使 之回到可鍛區(qū)溫度，重新鍛壓。在一個較佳的技術方案中該胚料的最佳鍛造溫度為850 1230°C。在一個較佳的技術方案中步驟(5)中，該三個油缸同時達到最終推進位置。本發(fā)明的優(yōu)點是采用模鍛新工藝，一方面獲得了所需形狀和尺寸的毛坯或鍛件， 另一方面更重要的是破碎材料中呈現(xiàn)帶狀或網(wǎng)狀分布的碳化物，并使之均勻化，從而提高 材料內部質量和力學性能，大大減少了機械加工量，實現(xiàn)了節(jié)能降耗和提高生產(chǎn)效率的目 的。


圖1 (a)是本發(fā)明所生產(chǎn)的短管的剖視結構示意圖；圖1 (b)是本發(fā)明生產(chǎn)的短管的工藝原理示意圖；圖2(a)是本發(fā)明所生產(chǎn)的三通主管的剖視結構示意圖；圖2(b)是本發(fā)明生產(chǎn)的三通主管的工藝原理示意圖；圖3(a)是本發(fā)明所生產(chǎn)的異徑管的剖視結構示意圖；圖3(b)是本發(fā)明生產(chǎn)的異徑管的工藝原理示意圖。附圖標記說明1_上油缸；2-左油缸；3-右油缸；4-左側推頭；5-右側推頭；6_鍛 壓模具的上模；7-鍛壓模具的下模；8-鍛壓成型的鍛件；9-鍛壓機底座
具體實施例方式圖1(a)是采用本發(fā)明工藝生產(chǎn)的定量長度的短管的剖視結構示意圖，該短管的 公稱通徑為150 800mm，壁厚約10 75mm，而其長度可為300 2500mm。參見圖1(b)，是本發(fā)明的由鋼坯鍛壓生產(chǎn)上述短管的鍛制工藝原理示意圖，包括以下工序1、按圖紙尺寸用電鋸床截出復檢合格的鍛制用坯料，坯料的形狀為圓柱體。2、準備一個具有上、左、右共三個油缸1、2、3與一個底座9的鍛壓機，在該鍛壓機的左油缸2和右油缸3的頂端分別用螺栓安裝左側推頭4和右側推頭5，該左側推頭4與右 側推頭5均呈階梯軸狀，細徑一端相對；將鍛壓模具的上模6、下模7分別用螺栓安裝在所 述的鍛壓機的上油缸1的下面和底座9的上面。3、把坯料放在加熱爐里，加熱至最佳鍛造溫度(一般為850 1230°C )，加熱速度 5 10°C /min。4、用噴涂的方法在鍛壓模具和加熱后坯料上分別涂上水基石墨和玻璃潤滑劑；如 果工作環(huán)境的溫度較低(低于5°C)時，需要將鍛壓模具(包括左側推頭4、右側推頭5、上 模6和下模7)預熱至200-250°C (可采用火焰噴槍來預熱)，然后把加熱后的坯料放在鍛 壓模具的下模7上；最后移動上油缸1使鍛壓模具的上模6、下模7壓合并壓緊坯料。5、根據(jù)預先計算好的三個油缸1、2、3的加壓數(shù)據(jù)，調節(jié)油閥以控制三個油缸1、2、 3的行進速度、壓力和推進距離。此處所述的行進速度、壓力和推進距離是相互聯(lián)系的，根據(jù)加工對象材質以及尺 寸不同而有所調整。以本實施例為例，是先啟動上油缸1，其加壓壓強不大于3Mpa，此處取 2 3Mpa為宜；再稍后或者同時啟動左、右油缸2、3，其加壓壓強均不大于25MPa，此處取 15 20MPa為宜；當然，必須保證左、右油缸2、3的加壓壓強大于上油缸1的加壓壓強；至 于三個油缸1、2、3的行進速度，以同時達到最終推進位置最為合適。另外，在加壓過程中需要隨時監(jiān)測鍛壓過程的溫度，當溫度低于最佳鍛造溫度 (該最佳鍛造溫度視坯料材質的不同而定，一般為850°C -1230°C )時，由于抗力增大，要停 止鍛壓，再重新加熱工件使之回到可鍛區(qū)溫度，重新鍛壓。(在沒有電子設備直接監(jiān)測鍛壓 過程中的溫度的情況下，我們可以憑經(jīng)驗所得，根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格和材質以及客戶的要求，在 鍛壓過程中不斷的開啟上下模具來監(jiān)測毛坯的溫度，以保證產(chǎn)品的質量。)6、模鍛成型后卸壓移開鍛壓模具，得到短管的半成品8，該半成品8的外管面由上 模6和下模7擠壓形成，內管面由左側推頭4和右側推頭4的細徑部分擠壓形成，而左側推 頭4和右側推頭4的肩部是用來限制反擠壓鍛制過程中短管的長度；將得到的半成品8放 入熱處理爐中，進行嚴格的爐冷和退火處理(常規(guī)技術)，根據(jù)鋼的材質要求再進行正確的 熱處理、無損復檢及機械性能檢驗(常規(guī)技術)，同時也為下一步機械加工做好準備。7、把處理好的半成品按圖紙要求進行機加工。8、機加工完成后再進行成品檢驗，合格后轉入成品庫。采用上述反擠壓鍛造方法，能夠從管體的內外兩個方向進行擠壓鍛造，一方面獲 得了所需形狀和尺寸的毛坯或鍛件，另一方面更重要的是破碎材料中呈現(xiàn)帶狀或網(wǎng)狀分布 的碳化物，并使之均勻化，從而提高材料內部質量和力學性能，大大減少了機械加工量，實 現(xiàn)了節(jié)能降耗和提高生產(chǎn)效率的目的。請再參閱圖2(a)、圖2(B)所示，分別是利用本發(fā)明的工藝方法加工三通主管的剖 視結構示意圖與工藝原理示意圖，該三通主管的結構參數(shù)和其加工工藝方法與前述短管基 本相同，相似之處不再重復，而其區(qū)別主要是該三通主管的半成品相對于該短管的半成品8多了一個實心支管；為此，在該鍛壓機的下模7上開設一個盲孔，用來在鍛壓過程中形成上述實心支管，而兩個階梯軸狀推 頭則用來在鍛壓過程中形成該三通主管的主管體；然后，在機加工過程中對該實心支管進 行鏜孔或鉆孔等孔加工，即可使該支管與該主管體相通。 請繼續(xù)參閱圖3(a)、圖3(B)所示，分別是利用本發(fā)明的工藝方法加工異徑管的剖 視結構示意圖與工藝原理示意圖，該異徑管的結構參數(shù)和其加工工藝方法與前述短管基本 相同，相似之處不再重復，而其區(qū)別主要是該異徑管呈喇叭狀；為此，對應于該異徑管小口一端的左側推頭4設一個阻擋面， 對應于該異徑管大口一端的右側推頭5呈階梯狀，而且該右側推頭的小徑端呈漸縮狀；在 鍛壓過程中，由該右側推頭的呈漸縮狀的小徑端擠壓形成該異徑管的內管面，而該左側推 頭4的阻擋面與該右側推頭5的肩部共同限定該異徑管的長度。以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解， 在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落 入本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種反擠壓鍛制方法，其特征在于，包括以下工序(1)根據(jù)圖紙要求計算出下料尺寸，截出復檢合格的鍛制坯料，坯料種類為圓柱狀金屬或合金；(2)準備一個具有上、左、右共三個油缸與一個底座的鍛壓機，在鍛壓機的左油缸和右油缸的頂端分別安裝左側推頭和右側推頭，將鍛壓模具的上模與下模分別安裝在所述的鍛壓機的上油缸的下面和底座的上面；(3)把坯料放在加熱爐里，加熱至該胚料的最佳鍛造溫度，加熱速度5～10℃/min；(4)用噴涂的方法將左側推頭、右側推頭、上模、下模和加熱后坯料分別涂上水基石墨和玻璃潤滑劑；然后把加熱后的坯料放在鍛壓模具的下模上；最后移動上油缸使鍛壓模具的上模與下模壓合；(5)根據(jù)預先計算好所述的三個油缸的加壓數(shù)據(jù)，調節(jié)各油缸的油閥，控制各油缸的行進速度、壓力和推進距離，然后開啟鍛壓機的上油缸、左油缸和右油缸，進行鍛壓；其中，該左、右油缸的加壓壓強均大于上油缸的加壓壓強；(6)模鍛成型后卸壓移開模具，取出半成品放入熱處理爐中進行爐冷和退火處理，根據(jù)材質要求進行熱處理、無損復檢及機械性能檢驗，同時也為下一步機械加工做好準備；(7)把處理好的半成品按圖紙要求進行機加工；(8)機加工完成后再進行成品檢驗，合格后轉入成品庫。
2.根據(jù)權利要求1所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于所述的工序(2)中的左、右油 缸安裝的左、右側推頭均為階梯軸狀推頭，用以加工短管。
3.根據(jù)權利要求1所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于所述的工序(2)中的左、右油 缸安裝的左、右側推頭均為階梯軸狀推頭，而所述的下模上開設有一個盲孔，用以加工三通 主管；該階梯軸狀推頭用來在鍛壓過程中形成該三通主管的主管體，該盲孔用來在鍛壓過 程中形成該三通主管的實心支管。
4.根據(jù)權利要求3所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于在步驟(7)的機加工過程中， 對該實心支管進行鏜孔或鉆孔加工。
5.根據(jù)權利要求1所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于所述的工序(2)中，該左側推 頭設有一個阻擋面，該右側推頭呈階梯狀，而且該右側推頭的小徑端呈漸縮狀，用來加工呈 喇叭狀的異徑管。
6.根據(jù)權利要求1所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于在工作環(huán)境的溫度低于5°C 時，在步驟(4)之前需要將鍛壓模具預熱至200-250°C。
7.根據(jù)權利要求1所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于步驟(5)中，先合上油缸加 壓，稍后或者同時啟動左油缸和右油缸加壓。
8.根據(jù)權利要求1所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于在步驟(5)的加壓過程中，隨 時監(jiān)測鍛壓過程中的溫度，當溫度低于該胚料的最佳鍛造溫度時，由于抗力增大，要停止鍛 壓，再重新加熱工件使之回到可鍛區(qū)溫度，重新鍛壓。
9.根據(jù)權利要求1或8所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于該胚料的最佳鍛造溫度 為 850 1230°C。
10.根據(jù)權利要求1或7所述的反擠壓鍛制方法，其特征在于步驟(5)中，該三個油 缸同時達到最終推進位置。
全文摘要
本發(fā)明是一種反擠壓鍛制方法，主要用來利用反擠壓原理由鋼坯制造定量長度的短管、三通主管及異徑管，包括，截出坯料放在加熱爐里加熱至1200℃；將鍛模預熱至200～250℃，將預熱后的鍛模和坯料分別涂上水基石墨和玻璃潤滑劑；將坯料放在模液鍛壓機模具上，移動上缸使上、下模相互壓合并夾緊坯件；同時開啟鍛壓機的上油缸、左油缸和右油缸，進行鍛壓；鍛壓模鍛成型后卸壓移開模具，取出半成品放入熱處理爐中進行爐冷和退火處理，根據(jù)鋼的材質要求進行熱處理、無損復檢及機械性能檢驗，同時也為下一步機械加工做好準備；把處理好的半成品按圖紙要求進行機加工。本發(fā)明的優(yōu)點是降低能源，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B21J5/02GK101862949SQ201010215318
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權日2010年6月29日
發(fā)明者趙偉星 申請人:趙偉星