本发明涉及法兰加工领域，尤其涉及一种高颈法兰加工工艺。
背景技术：
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，轧制过程中端面容易产生鱼尾等成型缺陷。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种高颈法兰加工工艺，其加工效率高、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工艺。
为了达到上述发明目的，本发明采用的具体方案为：
一种高颈法兰加工工艺，所述加工工艺包以下加工步骤：
(1)选材，根据高颈法兰的规格，选定铝合金铸棒的规格，确保下料后的坯料高径比≤3；
(2)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1000-1150℃，然后在环轧机中对坯料进行环轧，得到半成品；
(3)半成品颈部的外径和底部的外径达到预定尺寸，颈部的内径小于预定尺寸，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；
(4)通过在驱动辊上、下端面添加压板来替代上、下锥辊对轧件金属轴向流动的控制；驱动辊为主动辊,作旋转轧制运动；芯辊为被动辊,作从动旋转轧制运动和径向直线进给运动；法兰坯料在驱动辊的旋转运动和芯辊进给运动作用下不断地咬入驱动辊与芯辊构成的封闭孔型，产生连续局部塑性变形，上、下压板限制金属的轴向流动，使轧件壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形；
(5)退火；粗加工；精加工。
进一步，所述退火从0℃开始控制升温速度，升温速度≤150℃/h，升至600℃-650℃时进行保温；升温速率控制在100-150℃/h；保温时间一般按每毫米板厚2-3min进行计算，但不小于1h；保温；保温结束后开始降温并控制降温速度，降温速度控制为≤150℃/h，直到降至100℃以下时，可于静止空气中自然冷却。
本发明的有益效果为：
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。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行的变更、组合或替换，对于本领域的技术人员来说是显而易见的，且包含在本发明的范围之内。
一种高颈法兰加工工艺，所述加工工艺包以下加工步骤：
(1)选材，根据高颈法兰的规格，选定铝合金铸棒的规格，确保下料后的坯料高径比≤3；
(2)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1000-1150℃，然后在环轧机中对坯料进行环轧，得到半成品；
(3)半成品颈部的外径和底部的外径达到预定尺寸，颈部的内径小于预定尺寸，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；
(4)通过在驱动辊上、下端面添加压板来替代上、下锥辊对轧件金属轴向流动的控制；驱动辊为主动辊,作旋转轧制运动；芯辊为被动辊,作从动旋转轧制运动和径向直线进给运动；法兰坯料在驱动辊的旋转运动和芯辊进给运动作用下不断地咬入驱动辊与芯辊构成的封闭孔型，产生连续局部塑性变形，上、下压板限制金属的轴向流动，使轧件壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形；
(5)退火；粗加工；精加工。
所述退火从0℃开始控制升温速度，升温速度≤150℃/h，升至600℃-650℃时进行保温；升温速率控制在100-150℃/h；保温时间一般按每毫米板厚2-3min进行计算，但不小于1h；保温；保温结束后开始降温并控制降温速度，降温速度控制为≤150℃/h，直到降至100℃以下时，可于静止空气中自然冷却。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
1.一种高颈法兰加工工艺，其特征在于，所述加工工艺包以下加工步骤：
(1)选材，根据高颈法兰的规格，选定铝合金铸棒的规格，确保下料后的坯料高径比≤3；
(2)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1000-1150℃，然后在环轧机中对坯料进行环轧，得到半成品；
(3)半成品颈部的外径和底部的外径达到预定尺寸，颈部的内径小于预定尺寸，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；
(4)通过在驱动辊上、下端面添加压板来替代上、下锥辊对轧件金属轴向流动的控制；驱动辊为主动辊,作旋转轧制运动；芯辊为被动辊,作从动旋转轧制运动和径向直线进给运动；法兰坯料在驱动辊的旋转运动和芯辊进给运动作用下不断地咬入驱动辊与芯辊构成的封闭孔型，产生连续局部塑性变形，上、下压板限制金属的轴向流动，使轧件壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形；
(5)退火；粗加工；精加工。
2.根据权利要求1所述的一种高颈法兰加工工艺，其特征在于，所述退火从0℃开始控制升温速度，升温速度≤150℃/h，升至600℃-650℃时进行保温；升温速率控制在100-150℃/h；保温时间一般按每毫米板厚2-3min进行计算，但不小于1h；保温；保温结束后开始降温并控制降温速度，降温速度控制为≤150℃/h，直到降至100℃以下时，可于静止空气中自然冷却。