專利名稱：一種水冷型管模的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種模具的制造方法，尤其是一種用于離心鑄管的水冷型管模的 制造方法。
背景技術：
現(xiàn)有制造管模技術為(1)鑄鐵管模。由于材質性能低，受熱應力的影響， 容易脆裂，因此在球墨離心鑄管中不使用，但由于價格低廉，在離心污水管生產(chǎn) 中仍有使用，盡管使用壽命低，但綜合費用和成本較低。(2)鑄鋼管模。多應用 于大口徑熱模離心鑄管生產(chǎn)，因為大口徑熱模離心機管模采用整體鍛造的合金管 模較為困難，造價也很高，因此采用鑄鋼管模。鑄鋼管模一般采用分段鑄造和加 工的制造工藝，對裝備條件沒有特殊的要求，制造費用經(jīng)濟。鑄鋼管理應注鑄造 質量，要求成分均勻，管體無鑄造缺陷，鑄件應進行退火處理，加工后應進行調 質處理，保證材料性能。鑄鋼管模不能用于水冷離心機生產(chǎn)，因為其性能滿足不 了熱變應力的沖擊。(3)鍛鋼管模。鍛鋼管模是水冷離心機常用的管模，其性能 能夠承受熱變應力的沖擊，具有一定的使用壽命(小管模壽命近萬次)。其制造 和加工工藝較為復雜，煉鋼過程中應嚴格控制鋼液中氣體含量，對氫氣要求控制
在2ppm以下，防止熱變應力的作用的條件下材料發(fā)生"氫脆"現(xiàn)象，因此需要 進行爐外精煉和真空脫氣處理。鍛造過程中應采用三維鍛造工藝，使晶格在X-Y-Z 三個方向上盡可能形成等軸結晶，避免在熱應力作用下各個方向的拉伸位移相同 不發(fā)生錯位現(xiàn)象。加工后的管模應進行退火和調質處理，消除材料的殘余應力， 進--歩細化晶粒，充分發(fā)揮材質的性能。(4)板焊管模。簽于大口徑管模采用鍛 鋼管模生產(chǎn)較為困難，而采用鑄鋼管模材質性能又不理想，壽命低，新興鑄管開 發(fā)了用厚鋼板巻、焊成形毛坯的新工藝。軋制合金厚鋼板，目前我國舞陽鋼鐵公 司能夠批量生產(chǎn)，該公司煉鋼和厚板軋制熱處理、探傷的裝備水平較為先進，材 料成分和脫氣水平均超過鍛鋼毛坯件質量水平，由于軋制是單相軋制，難具備等 軸性，但由于軋制比遠大于鍛造，晶粒比鍛鋼件要細，對等軸性能有所彌補，因
此就材質而言完全可以替代鍛鋼。
板焊管模采尖間隙脈沖氣體保護焊，焊縫的質量高，對焊縫周邊材質的影響
很小，所以焊接后材料的整體性能沒有下降。由于鋼板具有一定的厚度，小直徑 形成閑難，因此工藝局限在口徑DN800以上的管模加工，應用面受到限制，從使 用效果來看，超過了鍛鋼管模。
分析現(xiàn)有技術條件上述4種工藝中，鍛造管模和板焊管模主要應用于水冷 型管模，但板焊管模的規(guī)格一般在DN800以上，所以，DN800以下的水冷型管模丄藝只有鍛造法。鍛造工藝分為大兩類①500mm以上的管模制造是，采用鋼錠 沖孔后帶芯棒鍛造的工藝；①500ram以下的管模制造是，采用鋼錠鍛造成實心坯 料后淘料的工藝。分類的原因是，由于管模坯料太長，模鍛溫降太快，巾500mm 以下的管模制造芯棒偏細，易彎，易包芯棒。該工藝的材料利用率都比較低，在 40%以下。所以，鍛造工藝成本較高。因此，研究一種適合各種直徑水冷型管模 制造、材料利用率高、制造成本低的水冷型管模的制造方法，是目前需要解決的 技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種適合各種直徑水冷型管模制造、材料 利用率高、制造成本低的水冷型管模的制造方法。 本發(fā)明解決其技術問題的技術方案是
一種水冷型管模的制造方法，其工藝歩驟為①根據(jù)水冷型管模成品尺寸和 加工量計算出水冷型管模離心坯尺寸并進一步確定水冷型管模的離心模型腔尺 寸，②根據(jù)水冷型管模成品的化學成分確定爐料配比，③按離心鑄造工藝對鋼液 質量的要求，將配比好的爐料熔化并精煉，④將精煉后的鋼液澆注到在水冷型管 模的離心模型腔內，使鋼液在離心力的作用下凝固成筒型水冷型管模毛坯， 將 成型的水冷型管模毛坯加工成水冷型管模成品。
本發(fā)明解決其技術問題的技術方案還可以是
本發(fā)明在鋼液澆注前，先將水冷型管模的離心模進行低溫預熱，再在水冷型 管模的離心模得內表面噴上一層耐熱高強度涂料，同時將水冷型管模的離心模的 兩端安裝好擋板，然后開啟離心機使水冷型管模的離心模低速旋轉進行低溫烘 烤，等達到工藝要求后即可澆鑄，開始澆鑄時，提高水冷型管模的離心模的轉速， 并不停的改變旋轉速度，鋼液在水冷型管模的離心模高速旋轉并不斷改變轉速的 情況下迅速澆注到水冷型管模的離心模內，完成澆鑄后，在水冷型管模的離心模 外面進行噴淋冷卻，待水冷型管模毛坯冷卻后，將水冷型管模毛坯從水冷型管模 的離心模內拔出，拔出后及時對水冷型管模毛坯進行退火熱處理。
本發(fā)明所述的爐料熔化為利用電弧爐，根據(jù)電弧爐冶煉工藝將爐料熔化，所 述的精煉為利用VOD爐將鋼液中的氣體和夾雜物含量降低到規(guī)定的含量。
本發(fā)明所述的水冷型管模毛坯加工包括第一粗加工、皮爾格軋制、端部熱擴、 端部補充堆焊、第二粗粗加工和精加工。
本發(fā)明所述的粗加工為用車床去除水冷型管模毛坯外表面的均勻凸刺和去 除內表面的離心渣層，然后取樣進行性能檢驗及整體探傷，性能完全合格的為水 冷型管模半成品。
本發(fā)明所述的皮爾格軋制為將水冷型管模半成品在皮爾格軋制機上進行皮爾格軋制，所述的皮爾格軋制為皮爾格軋制鍛軋，其軋輥旋轉方向與軋件送進方 向相反，軋輥孔型沿圓周為變斷面，軋制時軋件反送進方向運行，軋件的延伸系
數(shù)為7-15。
本發(fā)明所述的端部熱擴為將粗加工后的水冷型管模半成品的一端用端部加 熱爐或感應線圈加熱后，在熱擴機上進行端部定模推制熱擴或拉拔熱擴。
本發(fā)明所述的端部補充堆焊為將水冷型管模半成品熱擴后的一端通過外表 面補充堆焊的方法，使其端部厚度達到第二粗加工的厚度要求。
本發(fā)明所述的第二粗加工為將補充堆焊后的水冷型管模半成品的加工到規(guī) 定的尺寸。
本發(fā)明所述的精加工為將第二粗加工后的水冷型管模半成品加工到成品尺 寸，精加工前將經(jīng)第二粗加工后的水冷型管模半成品先進行調質熱處理。
本發(fā)明的有益效果是 材料利用率高、制造成本低。
具體實施例方式
一種水冷型管模的制造方法，其工藝步驟為①根據(jù)水冷型管模成品尺寸和 加工量計算出水冷型管模離心坯尺寸并進一步確定水冷型管模的離心模型腔尺 寸，②根據(jù)水冷型管模成品的化學成分確定爐料配比，③按離心鑄造工藝對鋼液 質量的要求，將配比好的爐料熔化并精煉，④將精煉后的鋼液澆注到在水冷型管 模的離心模型腔內，使鋼液在離心力的作用下凝固成筒型水冷型管模毛坯， 將 成型的水冷型管模毛坯加工成水冷型管模成品。在鋼液繞注前，先將水冷型管模 的離心模進行低溫預熱，再在水冷型管模的離心模得內表面噴上一層耐熱高強度 涂料，同時將水冷型管模的離心模的兩端安裝好擋板，然后開啟離心機使水冷型 管模的離心模低速旋轉進行低溫烘烤，等達到工藝要求后即可澆鑄，開始澆鑄時， 提高水冷型管模的離心模的轉速，并不停的改變旋轉速度，鋼液在水冷型管模的 離心模高速旋轉并不斷改變轉速的情況下迅速澆注到水冷型管模的離心模內，完 成澆鑄后，在水冷型管模的離心模外面進行噴淋冷卻，待水冷型管模毛坯冷卻后， 將水冷型管模毛坯從水冷型管模的離心模內拔出，拔出后及時對水冷型管模毛坯 進行退火熱處理。所述的爐料熔化為利用電弧爐，根據(jù)電弧爐冶煉工藝將爐料熔 化，所述的精煉為利用VOD爐將鋼液中的氣體和夾雜物含量降低到規(guī)定的含量。 所述的水冷型管模毛坯加工包括第一粗加工、皮爾格軋制、端部熱擴、端部補充 堆焊、第二粗粗加工和精加工。所述的粗加工為用車床去除水冷型管模毛坯外表 面的均勻凸刺和去除內表面的離心渣層，然后取樣進行性能檢驗及整體探傷，性 能完全合格的為水冷型管模半成品。所述的皮爾格軋制為將水冷型管模半成品在 皮爾格軋制機上進行皮爾格軋制，所述的皮爾格軋制為皮爾格軋制鍛軋，其軋輥旋轉方向與軋件送進方向相反，軋輥孔型沿圓周為變斷面，軋制時軋件反送進方 向運行，軋件的延伸系數(shù)為7-15。所述的端部熱擴為將粗加工后的水冷型管模半 成品的一端用端部加熱爐或感應線圈加熱后，在熱擴機上進行端部定模推制熱擴 或拉拔熱擴。所述的端部補充堆焊為將水冷型管模半成品熱擴后的一端通過外表 面補充堆焊的方法，使其端部厚度達到第二粗加工的厚度要求。所述的第二粗加 工為將補充堆焊后的水冷型管模半成品的加工到規(guī)定的尺寸。所述的精加工為將 第二粗加工后的水冷型管模半成品加工到成品尺寸，精加工前將經(jīng)第二粗加工后 的水冷型管模半成品先進行調質熱處理。
權利要求
1、一種水冷型管模的制造方法，其特征在于其工藝步驟為①根據(jù)水冷型管模成品尺寸和加工量計算出水冷型管模離心坯尺寸并進一步確定水冷型管模的離心模型腔尺寸，②根據(jù)水冷型管模成品的化學成分確定爐料配比，③按離心鑄造工藝對鋼液質量的要求，將配比好的爐料熔化并精煉，④將精煉后的鋼液澆注到在水冷型管模的離心模型腔內，使鋼液在離心力的作用下凝固成筒型水冷型管模毛坯，⑤將成型的水冷型管模毛坯加工成水冷型管模成品。
2、 根據(jù)權利要求l所述的一種水冷型管模的制造方法，其特征在于在鋼 液澆注前，先將水冷型管模的離心模進行低溫預熱，再在水冷型管模的離心模得 內表面噴上一層耐熱高強度涂料，同時將水冷型管模的離心模的兩端安裝好擋 板，然后開啟離心機使水冷型管模的離心模低速旋轉進行低溫烘烤，等達到工藝 要求后即可澆鑄，開始澆鑄時，提高水冷型管模的離心模的轉速，并不停的改變 旋轉速度，鋼液在水冷型管模的離心模高速旋轉并不斷改變轉速的情況下迅速澆 注到水冷型管模的離心模內，完成澆鑄后，在水冷型管模的離心模外面進行噴淋 冷卻，待水冷型管模毛坯冷卻后，將水冷型管模毛坯從水冷型管模的離心模內拔 出，拔出后及時對水冷型管模毛坯進行退火熱處理。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的一種水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的爐料熔化為利用電弧爐，根據(jù)電弧爐冶煉工藝將爐料熔化，所述的精煉為 利用V0D爐將鋼液中的氣體和夾雜物含量降低到規(guī)定的含量。
4、 根據(jù)權利要求3所述的一種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、皮爾格軋制、端部熱擴、端部補充堆焊、 第二粗粗加工和精加工。
5、 根據(jù)權利要求4所述的一種水冷型管模的制造方法，其特征在于所述 的粗加工為用車床去除水冷型管模毛坯外表面的均勻凸刺和去除內表面的離心 渣層，然后取樣進行性能檢驗及整體探傷，性能完全合格的為水冷型管模半成品。
6、 根據(jù)權利要求5所述的一種水冷型管模的制造方法，其特征在丁所述的皮爾格軋制為將水冷型管模半成品在皮爾格軋制機上進行皮爾格軋制，所述的 皮爾格軋制為皮爾格軋制鍛軋，其軋輥旋轉方向與軋件送進方向相反，軋輥孔型沿圓周為變斷面，軋制時軋件反送進方向運行，.軋件的延伸系數(shù)為7-15。
7、 根據(jù)權利要求6所述的一種水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的端部熱擴為將粗加工后的水冷型管模半成品的一端用端部加熱爐或感應線圈 加熱后，在熱擴機上進行端部定模推制熱擴或拉拔熱擴。
8、 根據(jù)權利要求7所述的-種水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的端部補充堆焊為將水冷型管模半成品熱擴后的一端通過外表面補充堆焊的方 法，使其端部厚度達到第二粗加工的厚度要求。
9、 根據(jù)權利要求8所述的一種水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的第二粗加工為將補充堆焊后的水冷型管模半成品的加工到規(guī)定的尺寸。
10、 根據(jù)權利要求9所述的一種水冷型管模的制造方法，其特征在于所述的精加工為將第二粗加工后的水冷型管模半成品加工到成品尺寸，精加工前將經(jīng) 第二粗加工后的水冷型管模半成品先進行調質熱處理。
全文摘要
本發(fā)明公開一種水冷型管模的制造方法，其工藝步驟為①根據(jù)水冷型管模成品尺寸和加工量計算出水冷型管模離心坯尺寸并進一步確定水冷型管模的離心模型腔尺寸，②根據(jù)水冷型管模成品的化學成分確定爐料配比，③按離心鑄造工藝對鋼液質量的要求，將配比好的爐料熔化并精煉，④將精煉后的鋼液澆注到在水冷型管模的離心模型腔內，使鋼液在離心力的作用下凝固成筒型水冷型管模毛坯，⑤將成型的水冷型管模毛坯加工成水冷型管模成品。它是一種適合各種直徑水冷型管模制造、材料利用率高、制造成本低的水冷型管模的制造方法。
文檔編號B22D13/00GK101623748SQ200910075109
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權日2009年8月6日
發(fā)明者崔新亮, 龐于思, 賢 武, 王黎輝, 勇 申, 趙志海, 睿 陳, 陳建波, 霍學義 申請人:新興鑄管股份有限公司