CN109967552A - 一种弯管成型方法 - Google Patents

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袁同叶
刘顾伟
顾成华
顾良峰
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/28—Making tube fittings for connecting pipes, e.g. U-pieces
    • B21C37/283—Making U-pieces

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种弯管成型方法，通过逐级分步锻压，将直管的两侧壁的夹角逐级变小，直至形成目标弯管，通过上述方案，使生产的弯头具有良好的金属流线和良好的热处理淬透性，且操作简单，易于实现。

Description

一种弯管成型方法
技术领域
本发明涉及弯管领域，尤其涉及一种弯管成型方法。
背景技术
IGCC技术中清洁煤的重要手段是煤气化，大型的喷流床气化炉是关键设备，由于喷流床气化炉的单炉生产能力大并且具有较高的效率，燃料适应性广，因此在大容量高效率的IGCC电站中起到非常重要的作用。
IGCC锅炉管道间的连接采用了多种规格的弯头，由于这些弯头的工作环境非常恶劣，要求其耐高温、耐高压，耐蚀性和加工性能良好，目前弯头的成型方法有均采用浇铸或者模具一次成型锻造，这种生产方法生产弯头金属流线和淬透性不好。
发明内容
鉴于目前弯头存在的上述不足，本发明提供一种弯管成型方法，能够使生产的弯头具有良好的金属流线和良好的热处理淬透性，且操作简单，易于实现。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种弯管成型方法，所述弯管成型方法包括以下步骤：
将锻材圆棒加工成直管；
采用模锻法将直管锻压成V形管；
将V形管锻压成粗品弯管；
对粗品弯管进行热处理；
对热处理后的粗品弯管进行精加工得到目标弯管。
依照本发明的一个方面，所述弯管成型方法包括：
将直管锻压成较大角度V形管；
将较大角度V形管锻压成较小角度V形管；
将较小角度V形管锻压成粗品弯管。
依照本发明的一个方面，所述将较大角度V形管锻压成较小角度V形管步骤至少操作一次。
依照本发明的一个方面，所述大角度弯管的夹角和小角度弯管的夹角根据直管和目标弯管的角度差值等比确定。
依照本发明的一个方面，所述目标弯管为V形管或者U形管。
依照本发明的一个方面，还包括将锻材进行墩拔的墩拔步骤，所述墩拔步骤设置在锻材圆棒加工成直管前。
依照本发明的一个方面，所述墩拔步骤的总锻造比≥3.5。
依照本发明的一个方面，所述锻材为镍基合金钢。
依照本发明的一个方面，还包括预锻步骤，所述预锻步骤设置在直管锻压成V形管前。
本发明实施的优点：本发明提供一种弯管成型方法，通过逐级分步锻压，将直管的两侧壁的夹角逐级变小，直至形成目标弯管，通过上述方案，使生产的弯头具有良好的金属流线和良好的热处理淬透性，且操作简单，易于实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的一种弯管成型方法的实施例一流程示意图；
图2为本发明所述的一种弯管成型方法的实施例二流程示意图；
图3为本发明所述的一种弯管成型方法的U形预锻管的结构示意图；
图4为本发明所述的一种弯管成型方法的在替代圆棒上的取样位置的示意图；
图5为本发明所述的一种弯管成型方法的在替代圆棒上的取样位置的侧视图；
图6为本发明所述的一种弯管成型方法的一种U形管锻件的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1和图6所述，本实施例锻造的目标锻件为一种V形管锻件，锻材采用的是镍基合金UNS N06600材料，其化学成分含量如表1所示：表1：
步骤一：锻造出坯，弯制前，将锻材锻成φ50*L圆棒后，落料加工成φ26*150*8的管状。这样可以优化锻件的致密度提高金属流线的完整性，使锻件质地均匀，满足强塑性指标。
步骤二：步骤三：将步骤一中的直管的直管加热后依次放入120°模具，60°模具，得到粗品V形锻件。
步骤三：：将步骤二中的粗品V形锻件的温度冷却≦400度，再经1-1.5小时升温至1020-1050度，并保温1-2小时后水冷，得到经过热处理的粗品V形锻件，在上述热处理过程中，利用接触式热电偶严格控制热处理时锻件的表面温度，确保热处理后的组织均匀性。
步骤四：精加工，采用万能数显铣床、数控机床等设备安装专用模具对步骤四中的经过热处理的粗品U形锻件进行精加工，在粗品U形锻件的端口处配合边5和焊接坡口6，所述配合边5用来与对接管件配合，焊接坡口6用来与对接管件进行焊接，得到目标V形管锻件。
实施例二
如图2至图6所述，本实施例锻造的目标锻件为一种U形管锻件，锻材采用的是镍基合金UNS N06600材料，其化学成分含量如表1所示：表1：
步骤一：锻造出坯，弯制前，需要对坯料进行多次墩拔，始锻温度为：1100±20℃，终锻温度为≥900℃；总锻造比约≥3.5；锻成φ50*L圆棒后，落料加工成φ26*150*8的管状。这样可以优化锻件的致密度提高金属流线的完整性，使锻件质地均匀，满足强塑性指标。
步骤二：将步骤一中的直管加热后径向压扁形成预锻管，尺寸小于模腔尺寸1.5-2mm。预锻管周向旋转90°，形成90度V形管后，依次放入60°模具，30°模具，锻压折弯，最后用U型管模具折弯，得到例如为图1所述的U形预锻管，其中预锻管的内径Φ1为22mm，外径Φ2为38mm，两根直管轴线的距离D1为40mm，预锻管的高度H为40mm。预锻管在模具中的预锻过程可以用来调整模具的形槽,以得到合格的锻件。
步骤三：将步骤一中的直管的直管加热后周向旋转90°，形成90度V形管后，依次放入60°模具，30°模具，锻压折弯，最后用U型管模具折弯，得到粗品U形锻件。
步骤四：将步骤三中的粗品U形锻件的温度冷却≦400度，再经1-1.5小时升温至1020-1050度，并保温1-2小时后水冷，得到经过热处理的粗品U形锻件，在上述热处理过程中，利用接触式热电偶严格控制热处理时锻件的表面温度，确保热处理后的组织均匀性。
步骤五：理化试验，
试样在同冶炼炉号、同热处理工艺的替代圆棒试样料上取料做抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击、晶间腐蚀和化学成分测试，其中抗拉强度、屈服强度、伸长率和冲击测试结果如表2所示，晶间腐蚀试验的试样经180°弯曲后用10倍放大镜进行观察，没有观察到腐蚀现象，化学成分的含量达到表1中的要求，例如，替代圆棒和在替代圆棒上的取样位置如图2、图3所示，其中，编号1处是晶间腐蚀的取样处，2是化学成分含量的取样处，3是抗拉强度、屈服强度和伸长率测试的取样处，4是冲击试验的取样处，其中替代圆棒的外径Φ3设置为48mm,替代圆棒的长度设置为280mm。
步骤六：精加工，采用万能数显铣床、数控机床等设备安装专用模具对步骤四中的经过热处理的粗品U形锻件进行精加工，在粗品U形锻件的端口处配合边5和焊接坡口6，所述配合边5用来与对接管件配合，焊接坡口6用来与对接管件进行焊接，例如，得到如图4所示的目标U形管锻件，编号5所示的为配合边，编号6所示为坡口，弯管的内径Φ4设置为22mm，配合边的外径Φ5设置为34mm，弯管的外径Φ6设置为38mm,配合边的高度H2设置为5.5mm，U形管锻件锻件的弯头区的轴线半径R2设置为20mm，U形管锻件锻件的弯头区内部圆角的圆角半径R1设置为2mm，坡口的斜面与水平面的夹角α设置为38度。表2：
本发明实施的优点：本发明提供一种弯管成型方法，通过逐级分步锻压，将直管的两侧壁的夹角逐级变小，直至形成目标弯管，通过上述方案，使生产的弯头具有良好的金属流线和良好的热处理淬透性，且操作简单，易于实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种弯管成型方法，其特征在于，所述弯管成型方法包括以下步骤：
将锻材圆棒加工成直管；
采用模锻法将直管锻压成V形管；
将V形管锻压成粗品弯管；
对粗品弯管进行热处理；
对热处理后的粗品弯管进行精加工得到目标弯管。
2.根据权利要求1所述的一种弯管成型方法，其特征在于，所述弯管成型方法包括：
将直管锻压成较大角度V形管；
将较大角度V形管锻压成较小角度V形管；
将较小角度V形管锻压成粗品弯管。
3.根据权利要求2所述的一种弯管成型方法，其特征在于，所述将较大角度V形管锻压成较小角度V形管步骤至少操作一次。
4.根据权利要求2所述的一种弯管成型方法，其特征在于，所述大角度弯管的夹角和小角度弯管的夹角根据直管和目标弯管的角度差值等比确定。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种弯管成型方法，其特征在于，所述目标弯管为V形管或者U形管。
6.根据权利要求5所述的一种弯管成型方法，其特征在于，还包括将锻材进行墩拔的墩拔步骤，所述墩拔步骤设置在锻材圆棒加工成直管前。
7.根据权利要求6所述的一种弯管成型方法，其特征在于，所述墩拔步骤的总锻造比≥3.5。
8.根据权利要求5所述的一种弯管成型方法，其特征在于，所述锻材为镍基合金钢。
9.根据权利要求8所述的一种弯管成型方法，其特征在于，还包括预锻步骤，所述预锻步骤设置在直管锻压成V形管前。
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