石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法

文档序号:8371855
石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械设备制造技术领域,涉及一种石油钻采用防喷器本体的自由锻造 方法。
【背景技术】
[0002] 防喷器本体的形状如图1,防喷器本体趋向采用整体锻造,其中部呈不对称方形, 两端头为法兰结构,产品质量要求高,锻造难度大。
[0003] 现有的制造方式有两种,一是分体锻造,先将中间锻成方形,另外将两端头分别锻 成法兰,然后组焊在一起,费工费时;二是整体锻造为方块,但是加工余量大,材料浪费巨 大,锻造流线不完整,整体质量不佳,质量无法得到提升。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的是提供一种石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法,解决了现有技 术中工艺不合理,组合制作方式费工费时,而整体锻造加工余量大,材料浪费巨大的问题。
[0005] 本发明所采用的技术方案是,一种石油钻采用防喷器本体的锻造方法,包括以下 步骤:
[0006] 步骤1、编制锻造工艺锻件图
[0007] 锻件图设计为中间为长方体,两端为法兰盘形状;
[0008] 步骤2、计算锻件重量、下料;
[0009] 步骤3、确定下料规格;
[0010] 步骤4、确定锻造设备、加热设备、锻造温度范围;
[0011] 步骤5、确定锻造火次、锻后冷却方式;
[0012] 步骤6、实施锻造
[0013] 6. 1)下料;
[0014] 6.2)加热:高温入炉,加热到1180°〇±51:保温2.5小时,再出炉进行锻造,当温 度低于终锻温度850°C±5°C时,必须停锻,入炉重新加热方可出炉进行锻造;
[0015]6. 3)坯料出炉,垂直置于下站,轻镦一下使氧化皮脱落;沿轴线方向拔长锻方,锻 后为长方体还料;
[0016]6. 4)采用铆镦法,使两头出现鼓肚;
[0017] 6. 5)平表面,用小圆钢压痕,保证中间方块长度尺寸;
[0018] 6. 6)入炉重新加热到1180°C±5°C保温1. 5~2小时出炉,以压痕位置,拔长一 端,锻到法兰盘直径尺寸,用卡子压法兰脖子;
[0019] 6. 7)重新加热到1180°C±5°C保温1. 5~2小时出炉,锻另一头法兰盘,
[0020] 6. 8)修正,平整各个端面;
[0021] 6. 9)冷却,即成。
[0022] 本发明的有益效果是,利用简单的辅助工具,采用独特的工艺方法进行锻造加工, 工艺合理,所制备的防喷器本体,锻件沿成品外形成形,能够保持锻件的完整流线;其力学 性能指标优于方块进行机械加工件;节省原材料,降低成本、提高质量。
【附图说明】
[0023] 图1是防喷器本体成品沿长轴方向截面结构示意图;
[0024] 图2是防喷器本体成品沿短轴方向截面结构示意图;
[0025] 图3是本发明方法采用的制坯拔长锻方示意图;
[0026] 图4是本发明方法采用的铆镦法锻造过程示意图;
[0027] 图5是本发明方法采用的圆钢压痕示意图;
[0028] 图6是本发明方法采用的用卡子压法兰脖子示意图;
[0029] 图7是本发明方法得到的锻件成品长轴方向截面示意图;
[0030] 图8是本发明方法得到的锻件成品短轴方向截面示意图。
[0031] 图中,1.防喷器本体,2.长方体坯料,3.鼓肚坯料,4.压痕坯料。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0033] 参照图1,石油钻采用的防喷器本体1所用材料为35CrMo,需要进行锻造工艺设 计,锻成对称的中间方形两头为法兰形状的整体本体锻件。现有技术制备方法主要包括,编 制锻造工艺锻件图、锻造工序工步图、选择锻造工艺参数:下料规格、重量、锻造温度、设备、 冷却、锻后处理等;设计必要的锻造辅助工装,改进操作机钳口,保证锻造顺利进行,满足锻 造工艺要求。
[0034] 本发明的石油钻采用防喷器本体的锻造方法,包括以下步骤:
[0035] 步骤1、编制锻造工艺锻件图
[0036] 参照图1、图2,根据零件形状,锻件图设计为中间为长方体,长为L1,宽为L2,两端 为法兰盘形状;适当加大余量和公差,以确保各部分加工余量。
[0037] 步骤2、计算锻件重量、下料
[0038] 根据锻造工艺锻件图计算锻件重量,即利用密度乘以体积得到,并考虑锻件的不 平度及法兰槽的出模斜度。实施例综合考虑计算出锻件重量为220公斤,另外,考虑到火耗 及火次,实际下料重量为235公斤。
[0039] 步骤3、确定下料规格
[0040] 根据法兰盘尺寸在保证锻出的情况下,考虑锻造比的要求并结合锻造厂现有锻料 的情况,料规格选取为<P300圆钢(此时锻造比为1.56)才能满足要求。
[0041] 步骤4、确定锻造设备、加热设备、锻造温度范围
[0042] 根据锻造设备的锻造能力,选取3吨电液锤。
[0043] 加热设备选取燃气室式炉。
[0044] 根据锻件材料为35CrM〇,确定始锻温度为1180°C±5°C,终锻温度为850°C±5°C。
[0045] 步骤5、确定锻造火次、锻后冷却方式
[0046] 根据锻造工艺锻件图,考虑到零件的复杂程度和变形过程,选取锻造火次为3火 次;
[0047] 根据锻件材料35CrMo采用圆钢形状和散热面积,锻后冷却采用堆冷;如果原材料 采用钢锭,就必须进行锻后控制冷却、以及去氢处理。
[0048] 步骤6、实施锻造
[0049] 6. 1)下料:锯床锯切下料Cp300X422;
[0050] 6.2)加热:高温入炉,加热到1180°〇±5°〇保温2.5小时,再出炉进行锻造,当温 度低于终锻温度850°C±5°C时,必须停锻,入炉重新加热方可出炉进行锻造。
[0051] 6. 3)坯料出炉,垂直置于下砧,轻镦一下使氧化皮脱落;沿轴线方向拔长锻方,锻 后尺寸为220X305X445,如图3的长方体坯料2 ;
[0052] 6. 4)采用铆镦法,使两头出现鼓肚,得到鼓肚坯料3 ;
[0053]铆镦法是将坯料倾斜15°±0. 5°,轻镦1-2下,然后旋转坯料再轻镦1-2下,转 动5-6次使一个圆周全部镦到;重新加大打击力度再镦1-2圈,最后平整一下中间侧平面, 不再进行两面端面平整,保留鼓肚,以便平衡锻两头法兰时出现的凹心,如图4 ;
[0054] 6. 5)平表面,用小圆钢压痕,保证中间方块长度尺寸,得到压痕还料4,如图5;
[0055] 6. 6)将压痕坯料4入炉重新加热到1180°C±5°C保温1. 5~2小时出炉,以压痕 位置,拔长一端,锻到法兰盘直径尺寸,用卡子压法兰脖子,为保证各部分尺寸,法兰脖子应 该给予较大的余量和公差,如图6 ;
[0056] 6. 7)重新加热到1180°C±5°C保温1. 5~2小时出炉,锻另一头法兰盘,
[0057] 由于一端已经成型,不利于操作机夹持,强行锻造由于夹持部位过小,在锻造时会 使锻件脱落或打飞造成安全隐患,为此对操作机夹持钳口进行改造,焊接了一个小曲拐和 增加了一个防翘套,使钳口增长,有利于钳口夹持毛坯中部,即有利于锻造,又消除了安全 隐患;
[0058] 6. 8)修正,平整各个端面,直至满足工艺设计要求,实施例各部分尺寸的修正如图 7、图 8 ;
[0059] 6. 9)冷却,采用堆冷形式,即成。
【主权项】
1. 一种石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤1、编制锻造工艺锻件图 锻件图设计为中间为长方体,两端为法兰盘形状; 步骤2、计算锻件重量、下料; 步骤3、确定下料规格; 步骤4、确定锻造设备、加热设备、锻造温度范围; 步骤5、确定锻造火次、锻后冷却方式; 步骤6、实施锻造 6. 1)下料; 6.2)加热:高温入炉,加热到1180°C±5°C保温2. 5小时,再出炉进行锻造,当温度低 于终锻温度850°C±5°C时,必须停锻,入炉重新加热方可出炉进行锻造; 6. 3)坯料出炉,垂直置于下砧,轻镦一下使氧化皮脱落;沿轴线方向拔长锻方,锻后为 长方体坯料; 6. 4)采用铆镦法,使两头出现鼓肚; 6. 5)平表面,用小圆钢压痕,保证中间方块长度尺寸; 6. 6)入炉重新加热到1180°C±5°C保温1. 5~2小时出炉,以压痕位置,拔长一端,锻 到法兰盘直径尺寸,用卡子压法兰脖子; 6. 7)重新加热到1180°C±5°C保温1. 5~2小时出炉,锻另一头法兰盘, 6.8)修正,平整各个端面; 6. 9)冷却,S卩成。
2. 根据权利要求1所述的石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法,其特征在于:所述 的步骤2中,锻件重量需要考虑锻件的不平度及法兰槽的出模斜度,并考虑火耗及火次。
3. 根据权利要求1所述的石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法,其特征在于: 所述的步骤4中,根据锻件材料为35CrM〇,确定始锻温度为1180°C±5°C,终锻温度为 850°C±5°C。
4. 根据权利要求1所述的石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法,其特征在于:所述 的步骤5中,选取锻造火次为3火次;根据锻件材料35CrMo采用圆钢形状和散热面积,锻后 冷却采用堆冷;或者原材料采用钢锭,就必须进行锻后控制冷却、以及去氢处理。
5. 根据权利要求1所述的石油钻采用防喷器本体的自由锻造方法,其特征在于:所述 的步骤6.4)中,铆镦法是将坯料倾斜15 ° ± 0. 5 °,轻镦1-2下,然后旋转坯料再轻镦1-2 下,转动5-6次使一个圆周全部镦到;重新加大打击力度再镦1-2圈,最后平整一下中间侧 平面,不再进行两面端面平整,保留鼓肚。
【专利摘要】本发明公开了一种石油钻采用防喷器本体的锻造方法,步骤包括:步骤1、编制锻造工艺锻件图;步骤2、计算锻件重量、下料;步骤3、确定下料规格;步骤4、确定锻造设备、加热设备、锻造温度范围;步骤5、确定锻造火次、锻后冷却方式;步骤6、实施锻造:下料;高温入炉,再出炉进行锻造;坯料出炉,垂直置于下砧,轻镦一下使氧化皮脱落;沿轴线方向拔长锻方,锻后为长方体坯料;采用铆镦法,使两头出现鼓肚;平表面,用小圆钢压痕;入炉重新加热,以压痕位置,拔长一端,锻到法兰盘直径尺寸,用卡子压法兰脖子;重新加热锻另一头法兰盘;修正;冷却,即成。本发明的方法,保证了锻件的完整流线,降低成本,质量提高。
【IPC分类】B21J5-06
【公开号】CN104690199
【申请号】CN201510114524
【发明人】李伟阳, 王德一, 孟瑞斌, 王高社, 左淼, 康海鹏
【申请人】宝鸡石油机械有限责任公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月16日
再多了解一些
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1