高颈法兰模锻成型加工方法
【专利说明】
[0001]
技术领域： 本发明涉及一种高颈法兰模锻成型加工方法，属于精密锻造及自动化控制技术领域。
[0002]
【背景技术】： 法兰为管路上的常用部件，属于压力管道元件，广泛地应用于石油、化工、造船、核电、 电站建设、特高压输送电、食品、制药、航空航天、有色金属冶炼、城市供水、造纸等行业的管 路上。在高温、低温、锈蚀等环境下大量使用不锈钢美标高颈法兰（ASME B16. 5 WN)产品。 目前，国内法兰制造企业锻造工艺普遍采用自由锻、胎膜锻传统锻造工艺，材料耗用量大、 劳动强度大、能耗高、生产效率低下、质量稳定性差、环境污染严重，导致产品生产成本居高 不下，缺乏市场竞争力。
[0003] 传统不锈钢美标高颈法兰（ASME B16. 5 WN)成形工艺过程：（以ASME B16. 5 150Lb WN16〃 sch40s F316L 产品为例）： A.经检验合格的不锈钢棒，按下料工艺中下料重量要求在带锯床上下料(本产品下料 重量 130KG)。
[0004] B.把下好的料投入到燃煤炉或燃煤反射炉或燃气贯通炉中按加热工艺要求加热 至1200°C~1250°C (燃煤炉污染严重，能量消耗大)。
[0005] C.在空气锤或吊带锤上进行制坯、墩粗、冲孔，再回炉加热至始锻温度，在另一台 空气锤的马架上扩孔；第三次回炉加热，再到胎膜中整形(反复加热能耗大，手工操作效率 低，劳动强度大)。
[0006] D.测量各部位尺寸，符合工艺加工要求，转下道热处理工序；不符合要求，则继续 回炉加热、整形，以满足各部位尺寸的要求。
[0007] E.对工件进行热处理，按工艺要求进行固溶化处理、采用水冷。
[0008] F.对工件进行检验、做上标记、记有生产批号、材料批号、产品规格、材质等信息。
[0009] G.合格品入毛坯库，不合格品按《不合格品控制程序》进行处置。
[0010]
【发明内容】
： 本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种高颈法兰模锻成型加工方法，通过技术 吸收，使产品生产效率成数十倍的提高，能耗降低百分之五十以上，由于使用操作机、工业 机器人操作，锻工劳动强度大幅下降，用料比显著降低，环境污染得到有效的控制，生产成 本明显下降。
[0011] 上述的目的通过以下技术方案实现： 高颈法兰模锻成型加工方法，该方法包括以下步骤： A. 下料：经检验合格的不锈钢钢棒，按下料工艺中规定的下料重量在带锯床上下料， 要求下料重量偏差控制在±1 %范围内； B. 加热：用操作机把下好的材料加入锻造炉中，按加热工艺要求加热至 1250°C ±20°C，加热时间约85±10分钟； C. 预锻：用操作机从锻造炉中出料至8T全液压自由锻电液锤墩粗，始锻温度 1250°C ±20°C，锻造时间约10-15秒，打击次数约5- 6次，达到工艺要求的尺寸； D. 模锻：把工件从移模锻工作区，用模锻电液锤进行模锻，终锻温度1050°C ±20°C， 锻造时间20- 30秒，打击次数6- 8次，要求坯料完全充满模腔； E. 切边、冲孔：选用闭式单点压力机复合切边模； F. 检验：空冷至室温后，100%检查锻件尺寸规格及表面质量； G. 热处理：按固溶处理工艺要求，在2台IOT蓄热式室式燃气炉中加热、保温，操作机 出炉至下方水槽下快速水冷； H. 检验：每熔炼炉批随机选取工件检查硬度HB :137-187 ; I. 标记、入库，同传统工艺。
[0012] 所述的高颈法兰模锻成型加工方法，步骤D中所述的模锻电液锤吨位的选择方法 为：根据终锻工步的需要选定锻锤吨位G (kg) : G= (3. 5 - 6. 3) k · F总 式中：F,&表示锻件总变形面积，单位为cm2,包括锻件面积，冲孔芯料及飞边面积， K表示钢种系数，当采用含碳量低于0. 25%的碳素结构钢时，K取0. 9,当采用含碳量高 于0.25%的碳素结构钢及CS 0.25%的低合金钢时，K取1，当采用含碳量彡0.25%的低 合金结构钢时，K取1. 1，当采用高合金结构钢、不锈钢时，K取1. 25。
[0013] 所述的高颈法兰模锻成型加工方法，步骤E中所述的闭式单点压力机吨位P(KN)， 根据锻锤吨位G选定：P=MG 式中：M为配组系数，M=800- 1000KN/t。
[0014] 所述的高颈法兰模锻成型加工方法，步骤G中所述的热处理采用燃气蓄热式热处 理炉。
[0015] 所述的高颈法兰模锻成型加工方法，所述的预锻和所述的模锻的电液锤的基础中 设置有间接隔振器。
[0016] 所述的高颈法兰模锻成型加工方法，所述的模锻中锻模由上下两个模块组成，借 燕尾、楔铁和键块紧固在锤头和下模座的燕尾槽中，所述的燕尾：使模块固定在锤头或砧座 上，使燕尾底面与锤头或砧座底面紧密贴合；所述的楔铁：使模块在左右方向定位；所述的 键块：使模块在前后方向定位。
[0017] 有益效果： 1.本发明生产过程中实行自动化流水线生产方式，劳动强度大幅度降低，生产效率显 著提高，产品质量稳定，合格品率达99. 9 %以上。
[0018] 2.本发明材料消耗小，用料比明显降低，产品的一致性好，给后道机加工实行数 控加工创造条件，提高了后道加工的产量。
[0019] 3.本发明采用蓄热式燃气加热炉或中频感应加热装置，材料氧化少，由于一次性 加热能耗显著降低。
[0020] 4.本发明锻锤采用间接隔振，隔振效果好，对周围环境基本不造成振动污染。
[0021] 5.本发明与传统工艺的经济性比较。（以ASME B16. 5 WN/RF 150Lb 16〃 sch40s F316L产品为例）
【主权项】
1. 一种高颈法兰模锻成型加工方法，其特征是：该方法包括以下步骤： A. 下料：经检验合格的不锈钢钢棒，按下料工艺中规定的下料重量在带锯床上下料， 要求下料重量偏差控制在±1 %范围内； B. 加热：用操作机把下好的材料加入锻造炉中，按加热工艺要求加热至 1250°C±20°C，加热时间约85±10分钟； C. 预锻：用操作机从锻造炉中出料至8T全液压自由锻电液锤墩粗，始锻温度 1250°C±20°C，锻造时间约10-15秒，打击次数约5- 6次，达到工艺要求的尺寸； D. 模锻：把工件从移模锻工作区，用模锻电液锤进行模锻，终锻温度1050°C±20°C， 锻造时间20- 30秒，打击次数6- 8次，要求坯料完全充满模腔； E. 切边、冲孔：选用闭式单点压力机复合切边模； F. 检验：空冷至室温后，100%检查锻件尺寸规格及表面质量； G. 热处理：按固溶处理工艺要求，在2台IOT蓄热式室式燃气炉中加热、保温，操作机 出炉至下方水槽下快速水冷； H. 检验：每熔炼炉批随机选取工件检查硬度HB:137-187 ; I. 标记、入库。
2. 根据权利要求1所述的高颈法兰模锻成型加工方法，其特征是：步骤D中所述的模 锻电液锤吨位的选择方法为：根据终锻工步的需要选定锻锤吨位G(kg) :G= (3. 5 - 6. 3) k ? F总， 式中：F,&表示锻件总变形面积，单位为cm2,包括锻件面积，冲孔芯料及飞边面积， K表示钢种系数，当采用含碳量低于0. 25%的碳素结构钢时，K取0. 9,当采用含碳量高 于0.25%的碳素结构钢及CS0.25%的低合金钢时，K取1，当采用含碳量彡0.25%的低 合金结构钢时，K取1. 1，当采用高合金结构钢、不锈钢时，K取1. 25。
3. 根据权利要求1或2所述的高颈法兰模锻成型加工方法，其特征是：步骤E中所述 的闭式单点压力机吨位P(KN)，根据锻锤吨位G选定：P=MG 式中：M为配组系数，M=800- 1000KN/t。
4. 根据权利要求1或2所述的高颈法兰模锻成型加工方法，其特征是：步骤G中所述 的热处理采用燃气蓄热式热处理炉。
5. 根据权利要求1或2所述的高颈法兰模锻成型加工方法，其特征是：所述的预锻和 所述的模锻的电液锤的基础中设置有间接隔振器。
6. 根据权利要求1或2所述的高颈法兰模锻成型加工方法，其特征是：所述的模锻中 锻模由上下两个模块组成，借燕尾、楔铁和键块紧固在锤头和下模座的燕尾槽中，所述的燕 尾：使模块固定在锤头或砧座上，使燕尾底面与锤头或砧座底面紧密贴合；所述的楔铁：使 模块在左右方向定位；所述的键块：使模块在前后方向定位。
【专利摘要】本发明提供一种高颈法兰模锻成型加工方法。本发明的方法包括以下步骤：下料；加热；C. 预锻：用操作机从锻造炉中出料至8T全液压自由锻电液锤墩粗，始锻温度1250℃±20℃，锻造时间约10—15秒，打击次数约5—6次，达到工艺要求的尺寸；模锻：把工件从移模锻工作区，用模锻电液锤进行模锻，终锻温度1050℃±20℃，锻造时间20—30秒，打击次数6—8次，要求坯料完全充满模腔；切边、冲孔；检验；热处理；检验、标记、入库。本发明锻工劳动强度大幅下降，用料比显著降低，环境污染得到有效的控制，生产成本明显下降。
【IPC分类】B21K1-16, B21J13-02
【公开号】CN104785706
【申请号】CN201410613167
【发明人】张晓平, 陈昌, 凌毅, 戴艳珊, 裴银柱
【申请人】连云港珍珠河石化管件有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年11月5日