閥體或套管的複合製造方法
2023-12-01 03:31:01 3
專利名稱：閥體或套管的複合製造方法
技術領域：
本發明涉及一種閥體或套管的複合製造方法，尤其是涉及一種石油勘測、鑽探設備中的 閥體或套管的複合製造方法。
技術背景目前，閥體或套管的結構為具有臺階、凸臺等形狀的管狀結構，其臺階或凸臺部分的壁 厚大於其它部分的壁厚，而現有閥體或套管的製造主要採用鑄造加機械加工或自由鍛造加機 械加工兩種方法。採用鑄造+機械加工的方法製造，工序相對簡單，但是由於鑄造組織均勻性較差，性能 不易控制且質量穩定性差，不能滿足更高標準的使用要求，存在一定的安全隱患，在機械加 工中材料利用率偏低。採用鍛造+機械加工方法製造，雖然組織性能得到一定的提高，但是生產的工序複雜， 而由於採用機械加工，需要將很大一部分材料在加工中去掉，所以材料利用率很低，僅有40 %左右。這樣不僅帶來材料的損耗，而且增加了大量的機加工作量，增加了製造成本和生產 周期。如現有的石油勘測、鑽探設備中的閥體或管套均採用以上兩種方法製造得到，使得材料 利用率、機械加工效率較低，僅有40%左右，大大地增加了生產製造成本與製造周期。 發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種可減少生產製造成本的閥體或套管的複合製造方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是閥體或套管的複合製造方法，採用以下步 驟(l)將鋼水進行冶煉；(2)將冶煉後的鋼水澆入離心澆鑄機中進行離心鑄造，形成離心坯料 ;(3)對離心坯料進行分模模鍛加工；(4)切削加工。通過利用離心澆鑄技術，使得形成具有壁 厚不一的紡錘形坯料，便於利用坯料的厚壁部分在模鍛時成型為閥體或管套的臺階或凸臺部 分，大大提高了閥體、管套產品製造的材料利用率與加工效率，降低了能源消耗，實現了傳 統製造工藝的創新使用，並形成了質量穩定的批量供貨能力。使閥體或套管類產品的材料利 用率達到85%，機加工時降低60%以上。進一步的是在步驟(2)中，將離心澆鑄製成的鑄件沿垂直於鑄件軸線的方向對稱切割後形成坯料。作為優選技術方案，步驟(3)中的模鍛加工採用分模模鍛靜壓成型方法進行加工。通過分 模模鍛靜壓成型加工，坯料的受力均勻，從而使得成品的內部組織均勻、緻密，可大大提高 產品的性能。進一步的是，將離心坯料通過分模模鍛靜壓成型加工成型為切削坯料的各部分變形量控 制在10% 50%。進一步的是，在鋼水進行冶煉時進行去渣及脫氧處理。本發明的有益效果是通過利用離心澆鑄技術，使得形成具有壁厚不一的紡錘形坯料，便於利用坯料的厚壁部分在模鍛時成型為閥體或管套的臺階或凸臺部分，大大提高了閥體、 管套產品製造的材料利用率與加工效率，降低了能源消耗，實現了傳統製造工藝的創新使用，並形成了質量穩定的批量供貨能力。使閥體或套管類產品的材料利用率達到85%，機加工 時降低60%以上；通過分模模鍛靜壓成型加工，坯料的受力均勻，從而使得成品的內部組織 均勻、緻密，可大大提高產品的性能，尤其適合在大型閥體、管套的製造上面推廣使用。
圖l是本發明的成品結構示意圖。圖2是本發明的另一種成品結構示意圖。圖3是離心澆鑄後成型的坯料示意圖。圖4是切割後形成的坯料示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。如圖l、圖2、圖3、圖4所示，本發明的閥體或套管的複合製造方法，其特徵是採用以 下步驟(l)將鋼水進行冶煉；(2)將冶煉後的鋼水澆入離心澆鑄機中進行離心鑄造，形成離心 坯料；(3)對離心坯料進行分模模鍛加工；(4)切削加工。首先將鋼水冶煉熔融，然後將熔融的 鋼水澆入離心澆鑄機中進行離心鑄造，使形成坯料，其中，在離心澆鑄中，形成的空心管坯 其內部呈紡錘形，其管壁厚度不一，這在以往的加工中往往是需要克服的缺陷，而在此可作 為後續加工的基礎，不需要去克服這種缺陷，該紡錘形管壁厚度的布置形式正好接近於成品 的壁厚布置，並且該紡錘形離心坯料的外形形狀接近於成品的外形形狀，使得在步驟(3)進行 模鍛加工時，就可以利用管壁厚度不一和其外形形狀的特性，在相比於壁厚一樣的坯料時， 可減少金屬在模鍛時材料在模具型腔中的流動，使得坯料容易成型為成品，提高加工製造效 率，減少加工製造周期；同時，採用模鍛加工，通過滿足模鍛變形量、產品外形尺寸要求的模具生產，可減少機械加工中的材料浪費，提高材料的利用率，和現有的工藝技術相比，使 閥體或套管類產品的材料利用率達到85%以上，機加工時降低60%以上；在模鍛加工以後， 對坯料進行切削加工，使其到達產品的最終外形尺寸要求。在離心澆鑄成型為坯料後，為了能適應不同形狀成品的模鍛，在步驟(2)中，將離心 澆鑄製成的鑄件沿垂直於鑄件軸線的方向對稱切割後形成坯料。在離心澆鑄後，紡錘形的管 壁兩端較厚，這樣就可通過沿垂直於該坯料的軸線方向將其對稱切割，使得切割後的坯料更 接近成品的壁厚布置，可進一步提高產品在模鍛加工中的效率，減少生產製造成本。在步驟(3)中，為了能更好地提高產品的性能，步驟(3)中的模鍛加工採用分模模鍛靜壓成 型方法進行加工。分模模鍛靜壓成型加工中的分模靜壓模具設計要保證大型閥體或管套最終 外觀尺寸形狀和內在性能均達到設計的要求。首先採用數字模擬的技術模擬離心鑄坯分模靜 壓的成型過程，計算出每截面所需要的變形量，考核成型過程的變形量是否達到工藝要求； 根據該結果進行離心鑄造毛坯的胎膜鍛工藝設計修改及模具工裝設計。採用分模模鍛靜壓成 型方法進行加工，使得在模鍛加工中，坯料的受力均勻，從而使得成品的內部組織均勻、致 密，可大大提高產品的性能。同時，在使用分模模鍛靜壓成型加工中，為保證整個產品的工 藝和性能要求，得到滿足閥體類產品設計所需的性能指標和探傷要求等，將離心坯料通過分 模模鍛靜壓成型加工成型為切削坯料的各部分變形量控制在10% 50%。為了能得到性能更好的閥體或套管成品，在上面的實施方式中，在鋼水進行冶煉時進行 去渣及脫氧處理。使得將鋼水進行淨化，提高鋼水的均質性，從而提高產品的質量。實施例l:製造如圖l所示的成品時的工藝步驟為(l)將鋼水進行冶煉，同時進行去渣及脫氧處理 ;(2)將冶煉後的鋼水澆入離心澆鑄機中進行離心鑄造形成如圖3所示的內部型腔為紡錘形的 坯料；(3)對離心鑄造後形成的坯料進行分模模鍛靜壓成型加工。在該實施例中，成品兩端臺 階的壁厚大於中間的臺階厚度，直接將紡錘形的坯料進行模鍛加工。實施例2:製造如圖2所示的成品時的工藝步驟為(l)將鋼水進行冶煉，同時進行去渣及脫氧處理 ;(2)將冶煉後的鋼水澆入離心澆鑄機中進行離心鑄造形成如圖3所示的內部型腔為紡錘形的 坯料；(3)將該紡錘形坯料切割形成兩段，其切割後的坯料如圖4所示；(4)對離心鑄造後形成 的坯料進行分模模鍛靜壓成型加工。在該實施例中，成品一端臺階的壁厚大於其餘地方的壁 厚，故增加步驟(3)將該紡錘形坯料切割形成兩段，便於後續的模鍛加工。
權利要求
1. 閥體或套管的複合製造方法，其特徵是採用以下步驟(1)將鋼水進行冶煉；(2)將冶煉後的鋼水澆入離心澆鑄機中進行離心鑄造，形成離心坯料；(3)對離心坯料進行分模模鍛加工；(4)切削加工。
全文摘要
本發明公開了一種閥體或套管的複合製造方法，具有可減少生產周期、降低製造成本的優點。閥體或套管的複合製造方法，採用以下步驟(1)將鋼水進行冶煉；(2)將冶煉後的鋼水澆入離心澆鑄機中進行離心鑄造，形成坯料；(3)對坯料進行模鍛加工。通過利用離心澆鑄技術，使得形成具有壁厚不一的紡錘形坯料，便於利用坯料的厚壁部分在模鍛時成型為閥體或管套的臺階或凸臺部分；大大提高了閥體、管套產品製造的材料利用率與加工效率，降低了能源消耗，實現了傳統製造工藝的創新使用，並形成了質量穩定的批量供貨能力。使閥體或套管類產品的材料利用率達到85％，機加工時降低60％以上，尤其適合在大型閥體、管套的製造上面推廣使用。
文檔編號F16L9/02GK101245878SQ20071020235
公開日2008年8月20日 申請日期2007年10月31日 優先權日2007年10月31日
發明者李蓬川, 炯 楊, 楊正洪, 王月喬, 王長健, 陳曉慈, 陳金科 申請人:二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司