CN111375989A - 一种空间转角弯头的制造方法 - Google Patents

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邓松
袁同叶
顾良峰
王元华
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Abstract

本发明公开了一种空间转角弯头的制造方法,包括以下步骤:将钢锭锻造成规定长度和直径的圆棒;通过车床将圆棒加工成具有规定厚度的圆管;加热圆管至1100℃并保温2.5‑3小时;通过模具和液压机将圆管通过预锻、分步成形和整形的步骤弯制成形获得空间转角弯管;对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头;弯头外形、内孔尺寸已接近成品尺寸只需加工端部焊接坡口,可以节省原材料,热处理,机加工部分费用。国产的弯头取代进口弯头锻件,可以节省进口产品运输费用,降低了整台锅炉造价。模具的可以多次利用,生产效率快,产品质量稳定。

Description

一种空间转角弯头的制造方法
技术领域
本发明涉及弯头制造技术领域,尤其涉及一种空间转角弯头的制造方法。
背景技术
喷流床气化炉作为80年代世界上具有发展前途的一种新技术,只有美国、荷兰、德国、西班牙、日本等先进的国家拥有,只有少量的国家拥有制造技术,特别是气化炉的内部传热***,采用大量的高合金材料,制成各种形状不一的几何尺寸复杂异形的管件,目前气化炉的内部传热***,经过多年的引进消化、吸收逐渐开始国产化,但只限于极少数几家单位开始研发。
尽管目前国内还处于起步阶段,但气化炉的制造将形成发展趋势。为了提高能源的效率和降低环保的污染,在今后的发展过程中,IGCC技术将必然会高速发展。高温合金弯头主要用在IGCC锅炉管道间的连接重要组成部件。除了要求具有较好的强塑性指标的搭配,还要求有耐高温、耐高压,耐蚀性和良好加工性能,所以必须保证原材料的纯净度,弯头良好的金属流线,热处理的良好淬透性。这类锻件具有原材料、锻造、弯制、热处理、机加工要求高、难度大、生产周期短等特点。空间转角弯头尺寸比较复杂机加工精度要求较高,因中心距离狭小不利于机加工完成,在压制过程就要充分考虑弯头外、内径一次性成型,所以材料的拉伸对壁厚减薄量的影响要求都很高。成品加工焊接坡口处因其尺寸结构紧凑具有不可忽视加工难度。
发明内容
鉴于目前存在的上述不足,本发明提供一种空间转角弯头的制造方法,采用弯曲压制方法,弯头外形、内孔尺寸已接近成品尺寸只需加工端部焊接坡口,可以节省原材料、热处理、机加工部分费用。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种空间转角弯头的制造方法,所述制造方法包括以下步骤:
将钢锭锻造成规定长度和直径的圆棒;
通过车床将圆棒加工成具有规定厚度的圆管;
加热圆管至1100℃并保温2.5-3小时;
通过模具和液压机将圆管通过预锻、分步成形和整形的步骤弯制成形获得空间转角弯管;
对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头。
依照本发明的一个方面,所述分布成形包括:先将预锻的管子通过第一模具压制成弯管,将弯管通过第二模具压制成空间转角弯管。
依照本发明的一个方面,所述预锻具体为:将加热过的圆管径向压扁,尺寸小于模腔尺寸1.5-2mm。
依照本发明的一个方面,所述将钢锭锻造成规定长度和直径的圆棒的步骤包括:钢锭的始锻温度为1100±20℃,终锻温度为≥900℃;总锻造比约≥3.5;锻成φ48mm的圆棒。
依照本发明的一个方面,所述通过车床将圆棒加工成具有规定厚度的圆管包括:所述圆管的参数包括:外径为φ32mm,壁厚6.5mm。
依照本发明的一个方面,所述对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头步骤执行之前执行以下步骤:对空间转角弯管进行热处理操作。
依照本发明的一个方面,所述热处理操作包括:将空间转角弯管放入炉温≤400℃的电炉中经1-1.5小时升温到退火温度1020-1050℃保温50-60分钟,然后水中急冷。
依照本发明的一个方面,所述制造方法包括以下步骤:对热处理后的空间转角弯管进行理化试验。
依照本发明的一个方面,所述制造方法包括以下步骤:对空间转角弯头进行成品检验。
依照本发明的一个方面,所述成品检验包括:按成品图逐件进行各档尺寸检查和内径尺寸85%钢球的通球检查。
本发明实施的优点:本发明所述的空间转角弯头的制造方法,包括以下步骤:将钢锭锻造成规定长度和直径的圆棒;通过车床将圆棒加工成具有规定厚度的圆管;加热圆管至1100℃并保温2.5-3小时;通过模具和液压机将圆管通过预锻、分步成形和整形的步骤弯制成形获得空间转角弯管;对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头;弯头外形、内孔尺寸已接近成品尺寸只需加工端部焊接坡口,可以节省原材料,热处理,机加工部分费用。国产的弯头取代进口弯头锻件,可以节省进口产品运输费用,降低了整台锅炉造价。模具的可以多次利用,生产效率快,产品质量稳定。
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空间转角弯头的制造方法示意图;
图2为本发明所述的第一模具示意图;
图3为本发明所述的第二模具示意图;
图4为本发明所述的空间转角弯头成品示意图。
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。
如图1、图2、图3和图4所示,一种空间转角弯头的制造方法,所述制造方法包括以下步骤:
步骤S1:将钢锭锻造成规定长度和直径的圆棒;
本次空间转角弯头采用的是镍基合金UNS N06600材料,钢锭的采购应严格按照化学成分的规定进行采购,尽量减少杂质和其他有害元素的存在。采用炉外精炼工艺技术,确保钢锭的纯洁度和均匀性。化学成分要求见下表:
化学成分表
元素 C Si Mn S Cr V Ni Cu Fe
标准 0.15 0.50 ≤1.00 0.015 14~17 0.15-0.30 ≥72.0 ≤0.50 6.0-10.0
成品 0.06 0.14 0.59 0.001 15.68 0.20 74.3 0.04 8.52
锻件要求具有一定的强塑性指标的搭配,锻件需具有一定的均匀性。因此在弯制前,需要对坯料进行多次墩拔,使得总锻造比≥3.5,以优化锻件的致密度提高金属流线的完整性;截料后粗加工成管状(φ32*6.5,L=80),表面检查无裂纹、折叠等有害缺陷;利用计算机金属原模拟技术检查坯料在模具中的流动变化情况,确保在最终整形后弯头的外侧壁厚减薄量不得小于壁厚的90%,内侧壁厚堆积不的影响为内径尺寸85%钢球的通过。
本次设计的钢锭的始锻温度为:1100±20℃,终锻温度为≥900℃;总锻造比约≥3.5;锻成φ48*L圆棒,在本实施例中L=80mm。
步骤S2:通过车床将圆棒加工成具有规定厚度的圆管;
截料后粗加工成管状(φ32*6.5,L=80)。所述圆管的参数包括:外径为φ32mm,壁厚6.5mm,长度为80mm。
步骤S3:加热圆管至1100℃并保温2.5-3小时;
步骤S4:通过模具和液压机将圆管通过预锻、分步成形和整形的步骤弯制成形获得空间转角弯管;
热弯过程首先压扁预锻,将加热过的管子径向压扁,尺寸小于模腔尺寸1.5-2mm。预锻管子周向旋转85°后,放入模具中进行压制。过程应充分考虑压扁后管子的径向高度使材料能完全填充模腔却无飞边溢出,避免模具咬边以减少模具磨损延长适用寿命。
如图2所示,模具的设计采用二体上、下模结构,所述模具包括第一模具1和第二模具2,第一模具用于弯管,第二模具用于转角。弯制过程分为预锻、分步成形和整形。模具腔体应光滑圆整以保证弯头处模后外形的饱满。
利用有限元仿真技术进行模拟,理论方案可行后加工模具,根据锻件尺寸设计弯曲模具,三维弯头的弯曲过程分2次压制,每次折弯模具需要充分考虑在整体模具的模腔1/2处设计合理处分模面,使锻件能第一时间脱模,实现高效率生产。模腔的尺寸需要充分考虑管子加热到1100℃时热膨胀系数为10-12.5mm/M对锻件尺寸形成的影响,必要时对模具进行修复以达到锻件尺寸要求,避免锻件外形进行机加工,节省机加工时间。将模具安装在液压机工位上,通过工位的移动使模具在分模面接触即完成弯头压制。步骤S5:对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头。
采用万能数显铣床、数控机床等设备安装专用模具对焊接坡口进行机加工,确保尺寸精度及光洁度满足要求。
在实际应用中,所述对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头步骤执行之前执行以下步骤:对空间转角弯管进行热处理操作。所述热处理操作包括:将空间转角弯管放入炉温≤400℃的电炉中经1-1.5小时升温到退火温度1020-1050℃保温50-60分钟,然后水中急冷。
在实际应用中,所述制造方法包括以下步骤:对热处理后的空间转角弯管进行理化试验。试样在同冶炼炉号、同热处理工艺替代圆棒试样料上取拉伸、冲击,试验取得理化数据满足采购技术条件要求(见力学性能表),化分(见法学成分表)、晶间腐蚀试验试样经弯曲10倍放大镜观察无腐蚀现象。
Figure BDA0001930990840000051
力学性能表
在实际应用中,所述制造方法包括以下步骤:对空间转角弯头进行成品检验。所述成品检验包括:按成品图逐件进行各档尺寸检查和内径尺寸85%钢球的通球检查。
本发明实施的优点:本发明所述的空间转角弯头的制造方法,包括以下步骤:将钢锭锻造成规定长度和直径的圆棒;通过车床将圆棒加工成具有规定厚度的圆管;加热圆管至1100℃并保温2.5-3小时;通过模具和液压机将圆管通过预锻、分步成形和整形的步骤弯制成形获得空间转角弯管;对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头;弯头外形、内孔尺寸已接近成品尺寸只需加工端部焊接坡口,可以节省原材料,热处理,机加工部分费用。国产的弯头取代进口弯头锻件,可以节省进口产品运输费用,降低了整台锅炉造价。模具的可以多次利用,生产效率快,产品质量稳定。
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 (10)

1.一种空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括以下步骤:
将钢锭锻造成规定长度和直径的圆棒;
通过车床将圆棒加工成具有规定厚度的圆管;
加热圆管至1100℃并保温2.5-3小时;
通过模具和液压机将圆管通过预锻、分步成形和整形的步骤获得空间转角弯管;
对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头。
2.根据权利要求1所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述预锻具体为:将加热过的圆管径向压扁,尺寸小于模腔尺寸1.5-2mm。
3.根据权利要求2所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述分布成形包括:先将预锻的管子通过第一模具压制成弯管,将弯管通过第二模具压制成空间转角弯管。
4.根据权利要求1所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述将钢锭锻造成规定长度和直径的圆棒的步骤包括:钢锭的始锻温度为1100±20℃,终锻温度为≥900℃;总锻造比约≥3.5;锻成φ48mm的圆棒。
5.根据权利要求4所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述通过车床将圆棒加工成具有规定厚度的圆管包括:所述圆管的参数包括:外径为φ32mm,壁厚6.5mm。
6.根据权利要求1至5之一所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述对空间转角弯管进行机加工获得空间转角弯头步骤执行之前执行以下步骤:对空间转角弯管进行热处理操作。
7.根据权利要求6所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述热处理操作包括:将空间转角弯管放入炉温≤400℃的电炉中经1-1.5小时升温到退火温度1020-1050℃保温50-60分钟,然后水中急冷。
8.根据权利要求7所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括以下步骤:对热处理后的空间转角弯管进行理化试验。
9.根据权利要求1所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括以下步骤:对空间转角弯头进行成品检验。
10.根据权利要求9所述的空间转角弯头的制造方法,其特征在于,所述成品检验包括:按成品图逐件进行各档尺寸检查和内径尺寸85%钢球的通球检查。
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