专利名称：一种水冷型管模的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种模具的制造方法，尤其是一种用于离心铸管的水冷型管模的 制造方法。
背景技术：
现有制造管模技术为(1)铸铁管模。由于材质性能低，受热应力的影响， 容易脆裂，因此在球墨离心铸管中不使用，但由于价格低廉，在离心污水管生产 中仍有使用，尽管使用寿命低，但综合费用和成本较低。(2)铸钢管模。多应用 于大口径热模离心铸管生产，因为大口径热模离心机管模采用整体锻造的合金管 模较为困难，造价也很高，因此采用铸钢管模。铸钢管模一般采用分段铸造和加 工的制造工艺，对装备条件没有特殊的要求，制造费用经济。铸钢管理应注铸造 质量，要求成分均匀，管体无铸造缺陷，铸件应进行退火处理，加工后应进行调 质处理，保证材料性能。铸钢管模不能用于水冷离心机生产，因为其性能满足不 了热变应力的冲击。(3)锻钢管模。锻钢管模是水冷离心机常用的管模，其性能 能够承受热变应力的冲击，具有一定的使用寿命(小管模寿命近万次)。其制造 和加工工艺较为复杂，炼钢过程中应严格控制钢液中气体含量，对氢气要求控制
在2ppm以下，防止热变应力的作用的条件下材料发生"氢脆"现象，因此需要 进行炉外精炼和真空脱气处理。锻造过程中应采用三维锻造工艺，使晶格在X-Y-Z 三个方向上尽可能形成等轴结晶，避免在热应力作用下各个方向的拉伸位移相同 不发生错位现象。加工后的管模应进行退火和调质处理，消除材料的残余应力， 进--歩细化晶粒，充分发挥材质的性能。(4)板焊管模。签于大口径管模采用锻 钢管模生产较为困难，而采用铸钢管模材质性能又不理想，寿命低，新兴铸管开 发了用厚钢板巻、焊成形毛坯的新工艺。轧制合金厚钢板，目前我国舞阳钢铁公 司能够批量生产，该公司炼钢和厚板轧制热处理、探伤的装备水平较为先进，材 料成分和脱气水平均超过锻钢毛坯件质量水平，由于轧制是单相轧制，难具备等 轴性，但由于轧制比远大于锻造，晶粒比锻钢件要细，对等轴性能有所弥补，因
此就材质而言完全可以替代锻钢。
板焊管模采尖间隙脉冲气体保护焊，焊缝的质量高，对焊缝周边材质的影响
很小，所以焊接后材料的整体性能没有下降。由于钢板具有一定的厚度，小直径 形成闲难，因此工艺局限在口径DN800以上的管模加工，应用面受到限制，从使 用效果来看，超过了锻钢管模。
分析现有技术条件上述4种工艺中，锻造管模和板焊管模主要应用于水冷 型管模，但板焊管模的规格一般在DN800以上，所以，DN800以下的水冷型管模丄艺只有锻造法。锻造工艺分为大两类①500mm以上的管模制造是，采用钢锭 冲孔后带芯棒锻造的工艺；①500ram以下的管模制造是，采用钢锭锻造成实心坯 料后淘料的工艺。分类的原因是，由于管模坯料太长，模锻温降太快，巾500mm 以下的管模制造芯棒偏细，易弯，易包芯棒。该工艺的材料利用率都比较低，在 40%以下。所以，锻造工艺成本较高。因此，研究一种适合各种直径水冷型管模 制造、材料利用率高、制造成本低的水冷型管模的制造方法，是目前需要解决的 技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适合各种直径水冷型管模制造、材料 利用率高、制造成本低的水冷型管模的制造方法。 本发明解决其技术问题的技术方案是
一种水冷型管模的制造方法，其工艺歩骤为①根据水冷型管模成品尺寸和 加工量计算出水冷型管模离心坯尺寸并进一步确定水冷型管模的离心模型腔尺 寸，②根据水冷型管模成品的化学成分确定炉料配比，③按离心铸造工艺对钢液 质量的要求，将配比好的炉料熔化并精炼，④将精炼后的钢液浇注到在水冷型管 模的离心模型腔内，使钢液在离心力的作用下凝固成筒型水冷型管模毛坯， 将 成型的水冷型管模毛坯加工成水冷型管模成品。
本发明解决其技术问题的技术方案还可以是
本发明在钢液浇注前，先将水冷型管模的离心模进行低温预热，再在水冷型 管模的离心模得内表面喷上一层耐热高强度涂料，同时将水冷型管模的离心模的 两端安装好挡板，然后开启离心机使水冷型管模的离心模低速旋转进行低温烘 烤，等达到工艺要求后即可浇铸，开始浇铸时，提高水冷型管模的离心模的转速， 并不停的改变旋转速度，钢液在水冷型管模的离心模高速旋转并不断改变转速的 情况下迅速浇注到水冷型管模的离心模内，完成浇铸后，在水冷型管模的离心模 外面进行喷淋冷却，待水冷型管模毛坯冷却后，将水冷型管模毛坯从水冷型管模 的离心模内拔出，拔出后及时对水冷型管模毛坯进行退火热处理。
本发明所述的炉料熔化为利用电弧炉，根据电弧炉冶炼工艺将炉料熔化，所 述的精炼为利用VOD炉将钢液中的气体和夹杂物含量降低到规定的含量。
本发明所述的水冷型管模毛坯加工包括第一粗加工、皮尔格轧制、端部热扩、 端部补充堆焊、第二粗粗加工和精加工。
本发明所述的粗加工为用车床去除水冷型管模毛坯外表面的均匀凸刺和去 除内表面的离心渣层，然后取样进行性能检验及整体探伤，性能完全合格的为水 冷型管模半成品。
本发明所述的皮尔格轧制为将水冷型管模半成品在皮尔格轧制机上进行皮尔格轧制，所述的皮尔格轧制为皮尔格轧制锻轧，其轧辊旋转方向与轧件送进方 向相反，轧辊孔型沿圆周为变断面，轧制时轧件反送进方向运行，轧件的延伸系
数为7-15。
本发明所述的端部热扩为将粗加工后的水冷型管模半成品的一端用端部加 热炉或感应线圈加热后，在热扩机上进行端部定模推制热扩或拉拔热扩。
本发明所述的端部补充堆焊为将水冷型管模半成品热扩后的一端通过外表 面补充堆焊的方法，使其端部厚度达到第二粗加工的厚度要求。
本发明所述的第二粗加工为将补充堆焊后的水冷型管模半成品的加工到规 定的尺寸。
本发明所述的精加工为将第二粗加工后的水冷型管模半成品加工到成品尺 寸，精加工前将经第二粗加工后的水冷型管模半成品先进行调质热处理。
本发明的有益效果是 材料利用率高、制造成本低。
具体实施例方式
一种水冷型管模的制造方法，其工艺步骤为①根据水冷型管模成品尺寸和 加工量计算出水冷型管模离心坯尺寸并进一步确定水冷型管模的离心模型腔尺 寸，②根据水冷型管模成品的化学成分确定炉料配比，③按离心铸造工艺对钢液 质量的要求，将配比好的炉料熔化并精炼，④将精炼后的钢液浇注到在水冷型管 模的离心模型腔内，使钢液在离心力的作用下凝固成筒型水冷型管模毛坯， 将 成型的水冷型管模毛坯加工成水冷型管模成品。在钢液绕注前，先将水冷型管模 的离心模进行低温预热，再在水冷型管模的离心模得内表面喷上一层耐热高强度 涂料，同时将水冷型管模的离心模的两端安装好挡板，然后开启离心机使水冷型 管模的离心模低速旋转进行低温烘烤，等达到工艺要求后即可浇铸，开始浇铸时， 提高水冷型管模的离心模的转速，并不停的改变旋转速度，钢液在水冷型管模的 离心模高速旋转并不断改变转速的情况下迅速浇注到水冷型管模的离心模内，完 成浇铸后，在水冷型管模的离心模外面进行喷淋冷却，待水冷型管模毛坯冷却后， 将水冷型管模毛坯从水冷型管模的离心模内拔出，拔出后及时对水冷型管模毛坯 进行退火热处理。所述的炉料熔化为利用电弧炉，根据电弧炉冶炼工艺将炉料熔 化，所述的精炼为利用VOD炉将钢液中的气体和夹杂物含量降低到规定的含量。 所述的水冷型管模毛坯加工包括第一粗加工、皮尔格轧制、端部热扩、端部补充 堆焊、第二粗粗加工和精加工。所述的粗加工为用车床去除水冷型管模毛坯外表 面的均匀凸刺和去除内表面的离心渣层，然后取样进行性能检验及整体探伤，性 能完全合格的为水冷型管模半成品。所述的皮尔格轧制为将水冷型管模半成品在 皮尔格轧制机上进行皮尔格轧制，所述的皮尔格轧制为皮尔格轧制锻轧，其轧辊旋转方向与轧件送进方向相反，轧辊孔型沿圆周为变断面，轧制时轧件反送进方 向运行，轧件的延伸系数为7-15。所述的端部热扩为将粗加工后的水冷型管模半 成品的一端用端部加热炉或感应线圈加热后，在热扩机上进行端部定模推制热扩 或拉拔热扩。所述的端部补充堆焊为将水冷型管模半成品热扩后的一端通过外表 面补充堆焊的方法，使其端部厚度达到第二粗加工的厚度要求。所述的第二粗加 工为将补充堆焊后的水冷型管模半成品的加工到规定的尺寸。所述的精加工为将 第二粗加工后的水冷型管模半成品加工到成品尺寸，精加工前将经第二粗加工后 的水冷型管模半成品先进行调质热处理。
权利要求
1、一种水冷型管模的制造方法，其特征在于其工艺步骤为①根据水冷型管模成品尺寸和加工量计算出水冷型管模离心坯尺寸并进一步确定水冷型管模的离心模型腔尺寸，②根据水冷型管模成品的化学成分确定炉料配比，③按离心铸造工艺对钢液质量的要求，将配比好的炉料熔化并精炼，④将精炼后的钢液浇注到在水冷型管模的离心模型腔内，使钢液在离心力的作用下凝固成筒型水冷型管模毛坯，⑤将成型的水冷型管模毛坯加工成水冷型管模成品。
2、 根据权利要求l所述的一种水冷型管模的制造方法，其特征在于在钢 液浇注前，先将水冷型管模的离心模进行低温预热，再在水冷型管模的离心模得 内表面喷上一层耐热高强度涂料，同时将水冷型管模的离心模的两端安装好挡 板，然后开启离心机使水冷型管模的离心模低速旋转进行低温烘烤，等达到工艺 要求后即可浇铸，开始浇铸时，提高水冷型管模的离心模的转速，并不停的改变 旋转速度，钢液在水冷型管模的离心模高速旋转并不断改变转速的情况下迅速浇 注到水冷型管模的离心模内，完成浇铸后，在水冷型管模的离心模外面进行喷淋 冷却，待水冷型管模毛坯冷却后，将水冷型管模毛坯从水冷型管模的离心模内拔 出，拔出后及时对水冷型管模毛坯进行退火热处理。
3、 根据权利要求1或2所述的一种水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的炉料熔化为利用电弧炉，根据电弧炉冶炼工艺将炉料熔化，所述的精炼为 利用V0D炉将钢液中的气体和夹杂物含量降低到规定的含量。
4、 根据权利要求3所述的一种水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的水冷型管模毛坯加工包括第一粗加工、皮尔格轧制、端部热扩、端部补充堆焊、 第二粗粗加工和精加工。
5、 根据权利要求4所述的一种水冷型管模的制造方法，其特征在于所述 的粗加工为用车床去除水冷型管模毛坯外表面的均匀凸刺和去除内表面的离心 渣层，然后取样进行性能检验及整体探伤，性能完全合格的为水冷型管模半成品。
6、 根据权利要求5所述的一种水冷型管模的制造方法，其特征在丁所述的皮尔格轧制为将水冷型管模半成品在皮尔格轧制机上进行皮尔格轧制，所述的 皮尔格轧制为皮尔格轧制锻轧，其轧辊旋转方向与轧件送进方向相反，轧辊孔型沿圆周为变断面，轧制时轧件反送进方向运行，.轧件的延伸系数为7-15。
7、 根据权利要求6所述的一种水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的端部热扩为将粗加工后的水冷型管模半成品的一端用端部加热炉或感应线圈 加热后，在热扩机上进行端部定模推制热扩或拉拔热扩。
8、 根据权利要求7所述的-种水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的端部补充堆焊为将水冷型管模半成品热扩后的一端通过外表面补充堆焊的方 法，使其端部厚度达到第二粗加工的厚度要求。
9、 根据权利要求8所述的一种水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的第二粗加工为将补充堆焊后的水冷型管模半成品的加工到规定的尺寸。
10、 根据权利要求9所述的一种水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的精加工为将第二粗加工后的水冷型管模半成品加工到成品尺寸，精加工前将经 第二粗加工后的水冷型管模半成品先进行调质热处理。
全文摘要
本发明公开一种水冷型管模的制造方法，其工艺步骤为①根据水冷型管模成品尺寸和加工量计算出水冷型管模离心坯尺寸并进一步确定水冷型管模的离心模型腔尺寸，②根据水冷型管模成品的化学成分确定炉料配比，③按离心铸造工艺对钢液质量的要求，将配比好的炉料熔化并精炼，④将精炼后的钢液浇注到在水冷型管模的离心模型腔内，使钢液在离心力的作用下凝固成筒型水冷型管模毛坯，⑤将成型的水冷型管模毛坯加工成水冷型管模成品。它是一种适合各种直径水冷型管模制造、材料利用率高、制造成本低的水冷型管模的制造方法。
文档编号B22D13/00GK101623748SQ200910075109
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者崔新亮, 庞于思, 贤 武, 王黎辉, 勇 申, 赵志海, 睿 陈, 陈建波, 霍学义 申请人:新兴铸管股份有限公司