专利名称：一种y形热压三通的制备方法
技术领域：
本发明型涉及一种管件制备方法，特别是用于输送压力液体或气体的无缝Y型三通的制备方法，属金属管件加工技术领域。
背景技术：
无缝三通是石油、化工、电力、冶金等行业管道工程应用的重要管件，通常用作输送压力液体或气体如石油、天然气、煤气、水及某些固体物料等。无缝三通做为传输上述介质的管道通常工作温度较高且要承受一定的压力，因此对其机械性能、理化性能要求较高。无缝三通的制造工艺对于小口径管可通过冷挤压实现，大口径三通则通过锻造机加工或热挤压完成。对于大口径Y型无缝三通，比如Dn100mm～1000mm、直径/壁厚≤14的无缝金属管三通，其几何形状较T形三通复杂，加工难度也相对较大。有些要求不高的Y型无缝三通可采用铸造成形的方法，但铸件内部组织的疏松、夹杂、气孔等缺陷，使其难以达到较高的力学性能指标。还有一种比较通用的方法是先锻造出三通毛坯，再经过机械加工的方法完成，这种方法的缺点是，加工时间长，耗费材料，其材料利用率仅可达到60％，成型后三通管流线不好，易产生液体流动阻力。有鉴于此，业内人士积极探索Y型无缝三通的热挤压成形工艺，如中国专利00105645中公开了一种Y型无缝三通的制造方法，该方法以无缝钢管作为锻坯，锻坯经加热墩粗为鼓形，上专用模具弯曲成形，再经整型得到成品。该方法存在的问题是，加工工艺过程复杂，专用模具制作困难、生产成本较高，故未能推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述已有技术之缺陷而提供一种工艺简单、模具制作容易、易于实现的Y形热压三通的制备方法。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的一种Y形热压三通的制备方法，它按如下工序进行a.选坯选择直径大于三通成品主管直径1.15～1.9倍的无缝钢管或锻选管节作为三通坯料1；b.热压将三通坯料1加热到奥氏体区，在压力机上用模具压制成T形三通形状坯料2；c.曲型将热压后的T形三通形状坯料2再加热到奥氏体区，在压力机上用模具将主管部位压弯，至上下模具合模为止，制成Y型三通形状坯料3；d.机加工去除Y型三通形状坯料3各端部余量，并对端口进行坡口切削加工至设计尺寸。
上述Y形热压三通的制备方法，所述热压工序中使用的模具为加长主管部位的T形三通模具，其模具主管部位8的长度为Y形三通成品主管设计直径的2.5～4倍；所述曲型工序中使用的模具为下模具开孔的短半径弯头模具，所述短半径弯头模具的下模具9底部设有与支管直径相匹配的支管孔10，所述短半径弯头模具上模具11的弯曲短半径与主管直径数值相等。
上述Y形热压三通的制备方法，所述热压和曲型工序中坯料加热温度为950～1200℃。
上述Y形热压三通的制备方法，所述热压工序中每次压制进给量为20～50毫米，加热和压制交替进行，直至上下模具合模为止。
上述Y形热压三通的制备方法，所述无缝钢管或锻造管的材质为碳钢、合金钢或不锈钢。
本发明方法适用于制作Dn100mm～1000mm，直径/壁厚≤14的金属管道Y型三通。该方法设入模具费用低，可套用T形三通模具和短半径弯头模具，工艺过程简单，易于操作。采用本方法加工出的Y型三通，外形美观，内壁转角处过渡圆滑，通道流线合理，避免了锻件机加工形成的内部夹角，有利于介质流动，使用效果好。该方法材料利用率可达到90％，大大降低了管道的生产成本。经检测，采用本方法加工的Y型三通，外观尺寸、形位公差、无损检测、理化试验等各项性能指标均可满足相关标准要求。本发明解决了大口径无缝Y型三通的加工难题，工艺水平居领先地位。
图1是三通坯料；图2是热压工序后制成的T形三通形状坯料；图3是曲型工序后制成的Y型三通形状坯料；图4是Y型三通成品；图5是T形三通模具结构示意图；图6是图5的左视图；图7是短半径弯头模具结构示意图；图8是图7的左视图。
图中各标号含义为1.三通坯料；2.T形三通形状坯料；3.Y型三通形状坯料；4.Y型三通成品；5.Y型三通主管；6.Y型三通支管；7.T形三通形状坯料模具；8.相应的主管部位；9.短半径弯头模具的下模具；10.支管孔；11.短半径弯头模具的上模具。
具体实施例方式
本发明方法适用于制造承受中高压的Y形无缝三通，产品规格为Dn100mm～1000mm、直径/壁厚≤14，材料为优质碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢无缝钢管或锻造管节。其加工过程主要为两道热挤压成形工序。参看图1，首先选择直径大于三通成品主管(所谓主管是指T形中的直管或其成型后的相应部分)直径1.15～1.9倍的无缝钢管或锻造管节为三通坯料1；然后在热压工序中，采用加长主管部位的T形三通模具，在压力加工设备上经过逐渐加压，压制出T形三通形状坯料2，如图2所示。压力设备的吨位与被加工件的规格相关，对应上述规格，采用吨位为1000～3500吨。在热挤压过程中，每次压制进给量为20～50毫米，加热和压制交替进行，直至上下模具合模为止；随后进行的曲型工序，将经过热压后的T形三通形状坯料再加热到奥氏体区，在下模具开孔的短半径弯头模具上将主管压制成为Y型三通形状坯料3，如图3所示；最后对Y型三通端口进行机加工，制成成品Y型三通4，如图4所示。参看图5、图6，在热挤压成形工序中，所使用的T形三通模具7的相应主管部位8的长度为Y形三通成品主管直径的2.5～4倍。参看图7、图8，在曲型工序中所使用的短半径弯头模具在其下模具9底部设有支管孔10，孔径与Y型三通支管6的直径相匹配，短半径弯头模具上模具11的弯曲短半径与主管直径数值相等。
以下提供几个具体实施例实施例1.
a.选坯无缝钢管材料20号钢；规格Dn100mm，壁厚为10mm；b.热压将坯料加热到980～1050℃，在T形三通模具中压制成T形三通形状坯料；c.曲型将热压后的T形三通形状坯料再加热到950～1050℃，在短半径弯头模具上将主管压弯，制成90°Y型三通形状坯料；d.机加工去除Y型三通形状坯料各端部余量，并对端口进行坡口机加工。
实施例2.
a.选坯无缝钢管材料12Cr1MoV钢；规格Dn1000mm，壁厚为80mmb.热压将坯料加热到1000～1100℃，在T形三通模具上压制成T形三通形状坯料；c.曲型将热压后的T形三通形状坯料再加热到1000～1100℃，在短半径弯头模具上将主管压弯，制成为Y型三通形状坯料；d.机加工去除Y型三通形状坯料各端部余量，并对端口进行坡口机加工。
实施例3.
a.选坯无缝钢管材料0Cr18Ni9钢；规格Dn300mm，壁厚为30mm；b.热压将坯料加热到1000～1200℃，在T形三通模具中压制成T形三通形状坯料；c.曲型将热压后的T形三通形状坯料再加热到1100～1200℃，在短半径弯头模具上将主管压弯，制成为Y型三通形状坯料；d.机加工去除Y型三通形状坯料各端部余量，并对端口进行坡口机加工。
成品Y型三通还需进行力学性能、金相等各种相应的检验。
权利要求
1.一种Y形热压三通的制备方法，其特征在于它按如下工序进行a.选坯选择直径大于三通成品主管设计直径1.15～1.9倍的无缝钢管或锻造管节为三通坯料(1)；b.热压将三通坯料(1)加热到奥氏体区，在压力机上用模具压制成T形三通形状坯料(2)；c.曲型将热压后的T形三通形状坯料(2)再加热到奥氏体区，在压力机上用模具将主管部位压弯，至上下模具合模为止，制成为Y型三通形状坯料(3)；d.机加工去除Y型三通形状坯料(3)各端部余量，并对端口进行坡口切削加工至设计尺寸。
2.根据权利要求1所述Y形热压三通的制备方法，其特征在于所述热压工序中使用T形三通模具压制，其模具主管部位(8)的长度为Y形三通成品主管直径的2.5～4倍；所述曲型工序中使用下模具开孔的短半径弯头模具压制，其下模具(9)底部设有与支管直径相匹配的支管孔(10)，其上模具(11)的弯曲短半径与主管直径数值相等。
3.根据权利要求2所述Y形热压三通的制备方法，其特征在于所述热压和曲型工序中坯料加热温度为950～1200℃。
4.根据权利要求3所述Y形热压三通的制备方法，其特征在于所述热压工序中每次压制进给量为20～50毫米，加热和压制交替进行，直至上下模具合模为止。
5.根据权利要求1、2、3或4所述Y形热压三通的制备方法，其特征在于所述无缝钢管或锻造管的材质为碳钢、合金钢、不锈钢。
全文摘要
一种Y形热压三通的制备方法，属金属管件加工技术领域，用于解决大口径无缝Y形三通管的热压加工问题。其工艺由选坯、热压、曲型、机加工等工序组成，其中，热压工序先将坯料加热后压制成T形三通形状坯料；曲型工序再将T形三通形状坯料加热后主管压弯，制成为Y型三通形状坯料。本发明方法适用于制作Dn100mm～1000mm，直径/壁厚≤14的金属管道Y型三通。该方法投入模具费用低，可套用标准三通和短半径弯头模具，工艺过程简单，易于操作。采用本方法加工的Y型三通，外观尺寸、型位公差、无损检测、理化试验等各项性能指标均达到相关标准要求。本发明解决了大口径无缝Y型三通加工难题，工艺水平行业领先。
文档编号B23P13/00GK1828115SQ20061001252
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月29日 优先权日2006年3月29日
发明者李文亮, 刘春海, 刘强, 张国权, 张彦波, 付新建, 马荣英 申请人:河北宏润管道集团有限公司