一种高颈法兰的加工方法
一种高颈法兰的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环形零件的塑性成形技术，尤其涉及一种高颈法兰的加工方法。
【背景技术】
[0002]高颈法兰是石油、化工、城市供水系统、以及电力输电系统等装备领域中管道连接中的核心部件，一旦其发生故障将会导致泄漏事故的发生，造成严重后果。由于高颈法兰的颈部高而薄、上下截面差异较大，给其成形带来一定的难度。目前普遍采用的生产方法是砂型铸造、锻造法和焊接加工，铸造法材料利用率仅为50%?60%，且铸件内部容易产生缩孔、疏松等成形缺陷，影响高颈法兰的使用寿命和安全性；锻造法成形高颈法兰质量较好，但是存在生产工序多、能耗高、生产效率低、加工余量大等缺点。此外，也有采用环件轧制的方法，环件轧制虽然具有高效、节材的优势，但是由于高颈法兰的颈部高而薄，且环轧对坯料的要求较高，需要将坯料预锻为异形截面等复杂形状，在实际生产中往往采用试凑法来获得轧制毛坯，乳制过程中端面容易产生鱼尾等成型缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种加工效率高、材料利用率高，且产品成形质量易于控制的高颈法兰的加工方法。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种高颈法兰的加工方法，包括以下具体步骤:
(1)、取横截面为环形的阶梯式坯料，所述的阶梯式坯料分为颈部和底部，将坯料均匀加热至1000°c ±150°C，然后在环轧机中对坯料进行环轧，得到半成品，其中:半成品的内径和底部的外径达到预定尺寸，颈部的外径大于预定尺寸，且颈部的外表面为直面，半成品的底部和颈部的高度与坯料时的底部和颈部的高度均相等；
(2)、将环轧得到的半成品安装到旋压机中，旋压机的旋轮从半成品的颈部下端开始对颈部外表面进行从下至上的单道次或多道次旋压成形，直至半成品的颈部外表面为斜面，且颈部的内径不变、外径缩小到预定尺寸，颈部的高度增加至预定尺寸为止，最终得到符合要求的高颈法兰。
[0005]所述的步骤(2)中，对环轧得到的半成品进行旋压前，先将半成品加热至800°C?1150。。。
[0006]与现有技术相比，本发明的优点是由于高颈法兰通过环轧和旋压复合成形，得到的高颈法兰其显微组织致密、晶粒细化，且力学强度、耐磨性和疲劳寿命明显高于其它锻造和机械加工方法；更为重要的是，消除了环轧工艺对坯料形状的严格要求，且避免了传统环轧过程中所引起的鱼尾缺陷，颈部成形质量更容易控制，提高了成形质量和材料利用率，降低了成本。
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施例中坯料的结构示意图；
图2为本发明实施例中半成品的结构示意图；
图3为本发明实施例中高颈法兰成品的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0009]如图所示，要加工一高颈法兰，其中尺寸要求为:底部I的外径Dl=1223mm、底部I的高度Hl=55mm、颈部2的上端外径D2=1051mm、高颈法兰的整体高度H2=236.5mm、高颈法兰的内径d=960mm，具体的加工过程为:
(1)、取横截面为环形的阶梯式坯料(如图1所示)，阶梯式坯料分为底部I和颈部2，具体尺寸为:底部I的外径Dl ' =782mm、底部I的高度Hl ' =55mm、颈部2的外径D2 ' =716mm、还料的整体高度H2 ' =214mm、还料的内径d ' =400mm，将还料均勾加热至1000C ±150°C，然后在环轧机中对坯料进行环轧，设定环轧机的驱动辊转速为2?5rad/s，芯辊的进给速度为I?4mm/s，轧制后得到半成品(如图2所示)，具体尺寸为:半成品的底部I外径Dl '丨=1223mm、底部I的高度Hl '丨=55mm、颈部2的外径D2 '丨=1081mm、半成品的整体高度H2' 1 =214mm、半成品的内径(Γ 1 =960mm，且半成品的颈部2外表面为直面；
(2)、将环轧得到的半成品安装到旋压机中，旋压机的旋轮从半成品的颈部2下端开始对颈部外表面进行从下至上的多道次旋压成形，每道次的减薄率为15%?50%，直至得到符合尺寸要求的高颈法兰成品，成品的颈部2外表面为斜面。
[0010]上述实施例中，在对环轧得到的半成品进行旋压前，还可先将半成品加热至800 °C?1150 °C，然后再进行旋压成形。
【主权项】
1.一种高颈法兰的加工方法，其特征在于包括以下具体步骤: (1)、取横截面为环形的阶梯式坯料，所述的阶梯式坯料分为颈部和底部，将坯料均匀加热至1000°c ±150°C，然后在环轧机中对坯料进行环轧，得到半成品，其中:半成品的内径和底部的外径达到预定尺寸，颈部的外径大于预定尺寸，且颈部的外表面为直面，半成品的底部和颈部的高度与坯料时的底部和颈部的高度均相等； (2)、将环轧得到的半成品安装到旋压机中，旋压机的旋轮从半成品的颈部下端开始对颈部外表面进行从下至上的单道次或多道次旋压成形，直至半成品的颈部外表面为斜面，且颈部的内径不变、外径缩小到预定尺寸，颈部的高度增加至预定尺寸为止，最终得到符合要求的高颈法兰。2.如权利要求1所述的一种高颈法兰的加工方法，其特征在于所述的步骤(2)中，对环轧得到的半成品进行旋压前，先将半成品加热至800°C?1150°C。
【专利摘要】本发明公开了一种高颈法兰的加工方法，特点是先将坯料均匀加热至1000℃±150℃，在环轧机中对坯料进行环轧得到半成品，然后将半成品的颈部进行旋压成形，得到符合要求的高颈法兰；优点是由于高颈法兰通过环轧和旋压复合成形，得到的高颈法兰其显微组织致密、晶粒细化，且力学强度、耐磨性和疲劳寿命明显高于其它锻造和机械加工方法；更为重要的是，消除了环轧工艺对坯料形状的严格要求，且颈部成形质量更容易控制，提高了成形质量和材料利用率，降低了成本。
【IPC分类】B23P15/00
【公开号】CN104889681
【申请号】CN201510257806
【发明人】彭文飞, 张建华, 黄光兴, 朱健, 吴志军, 曹飞, 束学道, 孙宝寿
【申请人】宁波大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
【技术领域】
[0001]本发明涉及环形零件的塑性成形技术，尤其涉及一种高颈法兰的加工方法。
【背景技术】
[0002]高颈法兰是石油、化工、城市供水系统、以及电力输电系统等装备领域中管道连接中的核心部件，一旦其发生故障将会导致泄漏事故的发生，造成严重后果。由于高颈法兰的颈部高而薄、上下截面差异较大，给其成形带来一定的难度。目前普遍采用的生产方法是砂型铸造、锻造法和焊接加工，铸造法材料利用率仅为50%?60%，且铸件内部容易产生缩孔、疏松等成形缺陷，影响高颈法兰的使用寿命和安全性；锻造法成形高颈法兰质量较好，但是存在生产工序多、能耗高、生产效率低、加工余量大等缺点。此外，也有采用环件轧制的方法，环件轧制虽然具有高效、节材的优势，但是由于高颈法兰的颈部高而薄，且环轧对坯料的要求较高，需要将坯料预锻为异形截面等复杂形状，在实际生产中往往采用试凑法来获得轧制毛坯，乳制过程中端面容易产生鱼尾等成型缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种加工效率高、材料利用率高，且产品成形质量易于控制的高颈法兰的加工方法。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种高颈法兰的加工方法，包括以下具体步骤:
(1)、取横截面为环形的阶梯式坯料，所述的阶梯式坯料分为颈部和底部，将坯料均匀加热至1000°c ±150°C，然后在环轧机中对坯料进行环轧，得到半成品，其中:半成品的内径和底部的外径达到预定尺寸，颈部的外径大于预定尺寸，且颈部的外表面为直面，半成品的底部和颈部的高度与坯料时的底部和颈部的高度均相等；
(2)、将环轧得到的半成品安装到旋压机中，旋压机的旋轮从半成品的颈部下端开始对颈部外表面进行从下至上的单道次或多道次旋压成形，直至半成品的颈部外表面为斜面，且颈部的内径不变、外径缩小到预定尺寸，颈部的高度增加至预定尺寸为止，最终得到符合要求的高颈法兰。
[0005]所述的步骤(2)中，对环轧得到的半成品进行旋压前，先将半成品加热至800°C?1150。。。
[0006]与现有技术相比，本发明的优点是由于高颈法兰通过环轧和旋压复合成形，得到的高颈法兰其显微组织致密、晶粒细化，且力学强度、耐磨性和疲劳寿命明显高于其它锻造和机械加工方法；更为重要的是，消除了环轧工艺对坯料形状的严格要求，且避免了传统环轧过程中所引起的鱼尾缺陷，颈部成形质量更容易控制，提高了成形质量和材料利用率，降低了成本。
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施例中坯料的结构示意图；
图2为本发明实施例中半成品的结构示意图；
图3为本发明实施例中高颈法兰成品的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0009]如图所示，要加工一高颈法兰，其中尺寸要求为:底部I的外径Dl=1223mm、底部I的高度Hl=55mm、颈部2的上端外径D2=1051mm、高颈法兰的整体高度H2=236.5mm、高颈法兰的内径d=960mm，具体的加工过程为:
(1)、取横截面为环形的阶梯式坯料(如图1所示)，阶梯式坯料分为底部I和颈部2，具体尺寸为:底部I的外径Dl ' =782mm、底部I的高度Hl ' =55mm、颈部2的外径D2 ' =716mm、还料的整体高度H2 ' =214mm、还料的内径d ' =400mm，将还料均勾加热至1000C ±150°C，然后在环轧机中对坯料进行环轧，设定环轧机的驱动辊转速为2?5rad/s，芯辊的进给速度为I?4mm/s，轧制后得到半成品(如图2所示)，具体尺寸为:半成品的底部I外径Dl '丨=1223mm、底部I的高度Hl '丨=55mm、颈部2的外径D2 '丨=1081mm、半成品的整体高度H2' 1 =214mm、半成品的内径(Γ 1 =960mm，且半成品的颈部2外表面为直面；
(2)、将环轧得到的半成品安装到旋压机中，旋压机的旋轮从半成品的颈部2下端开始对颈部外表面进行从下至上的多道次旋压成形，每道次的减薄率为15%?50%，直至得到符合尺寸要求的高颈法兰成品，成品的颈部2外表面为斜面。
[0010]上述实施例中，在对环轧得到的半成品进行旋压前，还可先将半成品加热至800 °C?1150 °C，然后再进行旋压成形。
【主权项】
1.一种高颈法兰的加工方法，其特征在于包括以下具体步骤: (1)、取横截面为环形的阶梯式坯料，所述的阶梯式坯料分为颈部和底部，将坯料均匀加热至1000°c ±150°C，然后在环轧机中对坯料进行环轧，得到半成品，其中:半成品的内径和底部的外径达到预定尺寸，颈部的外径大于预定尺寸，且颈部的外表面为直面，半成品的底部和颈部的高度与坯料时的底部和颈部的高度均相等； (2)、将环轧得到的半成品安装到旋压机中，旋压机的旋轮从半成品的颈部下端开始对颈部外表面进行从下至上的单道次或多道次旋压成形，直至半成品的颈部外表面为斜面，且颈部的内径不变、外径缩小到预定尺寸，颈部的高度增加至预定尺寸为止，最终得到符合要求的高颈法兰。2.如权利要求1所述的一种高颈法兰的加工方法，其特征在于所述的步骤(2)中，对环轧得到的半成品进行旋压前，先将半成品加热至800°C?1150°C。
【专利摘要】本发明公开了一种高颈法兰的加工方法，特点是先将坯料均匀加热至1000℃±150℃，在环轧机中对坯料进行环轧得到半成品，然后将半成品的颈部进行旋压成形，得到符合要求的高颈法兰；优点是由于高颈法兰通过环轧和旋压复合成形，得到的高颈法兰其显微组织致密、晶粒细化，且力学强度、耐磨性和疲劳寿命明显高于其它锻造和机械加工方法；更为重要的是，消除了环轧工艺对坯料形状的严格要求，且颈部成形质量更容易控制，提高了成形质量和材料利用率，降低了成本。
【IPC分类】B23P15/00
【公开号】CN104889681
【申请号】CN201510257806
【发明人】彭文飞, 张建华, 黄光兴, 朱健, 吴志军, 曹飞, 束学道, 孙宝寿
【申请人】宁波大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
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