Вальцовочный конус и способ его производства
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению вальцовочного конуса. Конус выполнен из заэвтектоидной стали, состав которой включает следующие элементы, мас.%: С: от 2,2 до 2,4, Si: от 1,8 до 2,0, Μn: от 1 до 1,5, Сr: от 0,5 до 0,8, Ni: от 0,8 до 1,2, Мо: от 0,35 до 0,5, V: ≤0,15, Сu: от 0,2 до 0,3, S: ≤0,025, Р: ≤0,025, остальное - Fe. Обеспечиваются требуемое сопротивление трению, износостойкость, хорошая способность к автоматической смазке и длительный срок службы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[1] Настоящее изобретение относится к технической области вальцовочного оборудования, в частности к вальцовочному конусу. и способу его производства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ:
[2] В настоящее время вальцовочная головка является ключевым компонентом в области вальцовочного оборудования. Вальцовочная арматура оснащена вальцовочной головкой сложной формы с ограниченным пространством и внутренней конструкцией. Фиксация вальцовочной арматуры обеспечивает равномерное напряжение на вальцовочную головку. Напряжение в процессе вальцевания происходит следующим образом: продольное движение тяговой штанги конвертируется в радиальное движение модуля, непосредственно контактирующего с трубной решеткой стальной трубы, чтобы достичь сброса рабочего давления, созданного в процессе формировки, и сварочного напряжения, созданного при сварке стальной трубы, а также обеспечить соответствие диаметров по всей длине стальной трубы.
[3] В существующей технологии вальцовочная головка включает в себя вальцовочный конус, клиновый механизм, длинные и короткие Т-образные ключи, опорную плиту, внешний модуль и другую арматуру, собранную вместе, а затем установленную непосредственно на развальцовочную машину. Среди выше указанного, вальцовочный конус относится к основной детали в пределах вальцовочной головки. Конус приводит модуль в радиальное движение на поверхности конуса таким образом, чтобы материал на внутренних стенках труб перетекал, вследствие чего происходит развальцовка труб. В существующей технологии вальцовочного конуса принимается традиционный способ производства, он имеет плохую износостойкость, плохой смазочный эффект и короткий срок службы.
Раскрытие осуществления настоящего изобретения
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[4] Для вышеуказанных недостатков существующей технологии производства заявитель предоставляет вальцовочный конус и способ его производства. Для формирования компонентов используются рациональный материальный состав, таким образом, произведенный вальцовочный конус имеет хорошее сопротивление трения и износостойкость, хорошую функцию автоматической смазки и длительный срок службы.
ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
[5] Техническое решение, принятое в настоящем изобретении, заключается в следующем:
[6]вальцовочный конус включает в себя следующий состав материала:
[7] С: от 2,2% до 2,4%,
[8] Si: от 1,8% до 2,0%,
[9] Μn: от 1% до 1,5%,
[10] Сr: от 0,5% до 0,8%,
[11] Ni: от 0,8% до 1,2%,
[12] Мо: от 0,35% до 0,5%,
[13] V: ≤0,15%,
[14] Сu: от 0,2% до 0,3%,
[15] S: ≤0,025%,
[16] Р: ≤0,025%,
[17] Остальное - элемент Fe.
[18] Для дальнейшего усовершенствования вышеуказанного технического решения:
[19] Вальцовочный конус имеет следующий состав материала:
[20] С: 2,3%,
[21] Si: 1,8%,
[22] Μn: 1,3%,
[23] Cr: 0,6%,
[24] Ni: 1%,
[25] Mo: 0,4%,
[26] V: 0%,
[27] Cu: 0,2%,
[28] S: 0%,
[29] Ρ: 0%,
[30] остальное - элемент Fe.
[31] Способ производства вальцовочного конуса по п. 1 включает следующие шаги:
[32] Шаг 1: подготовка материалов: подготовка состава материала вальцовочного конуса;
[33] Шаг 2: разработка способа литья в соответствии с размером конструкции вальцовочного конуса;
[34] Шаг 3: приготовление инструментария для литья, в том числе формы для центробежного литья и оправки для гибки труб;
[35] Шаг 4: литье, в процессе которого температура литья расплавленной стали составляет от 1430 до 1480°С;
[36] Шаг 5: отжиг и нормализующая термообработка после литья и опрессовки;
[37] Шаг 6: обработка формы начерно и внутренняя расточка вальцовочного конуса;
[38] Шаг 7: размещение в сухом проветриваемом помещении на 30-150 дней для естественного старения;
[39] Шаг 8: отделка формы и внутренняя расточка вальцовочного конуса;
[40] Шаг 9: выполнение общей термообработки вальцовочного конуса жесткостью по Роквеллу до HRC=45-50;
[41] Шаг 10: выполнение доводки Т-образного паза и внутренней расточки вальцовочного конуса;
[42] Шаг 11: использование сверла для глубоких отверстий для обработки смазочного отверстия на вальцовочном конусе; и
[43] Шаг 12: Снятие фасок на многоцелевом станке для получения готового продукта. Положительные эффекты
[44] Настоящее изобретение имеет следующие положительные эффекты:
[45] Путем регулирования состава материалов вальцовочного конуса настоящее изобретение эффективно изменяет внутренний состав и структуру для получения вальцовочного конуса с сопротивлением трения и износостойкостью. Вальцовочный конус в дальнейшем имеет антиокислительную адгезию металла и повреждение (в процессе развальцовки стальной трубы небольшое количество окалины попадает на внутреннюю стенку стальной трубы и в зазор между клиновым механизмом и фрикционной парой конуса) и высокие механические свойства (после отливки и отжига материала прочность на растяжение составляет σb=880-950 МПа, относительное удлинение δ=7-9%, а после закалки и отпуска σb=1300-1450 МПа, δ=7-9%).
[46] Благодаря составу материала и способу производства настоящего изобретения вальцовочный конус имеет хорошую функцию автоматической смазки. Материал конуса - заэвтектоидная сталь с высоким содержанием углерода. После термообработки часть углерода отделяется в виде графита. Когда поверхность конуса многократно подвергается давлению и трению, ионы углерода (то есть, графит) постепенно отделяются от поверхности, тем самым значительно улучшая сопротивление трения, износостойкость и антиокислительную адгезию металла и повреждение конуса, а также приводят к выполнению автоматической смазки.
ПОДОБНОЕ ОПИСАНИЕ
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[47] Конкретный вариант осуществления настоящего изобретения.
[48] Вальцовочный конус настоящего изобретения используется на вальцовочной головке. На вальцовочном конусе предусмотрены Т-образные пазы и смазочные отверстия, которые решают проблему нехватки высокого коэффициента трения между вальцовочным конусом и внешним модулем, короткого срока службы и низкого маслопоглощения. Вальцовочный конус имеет хорошую износостойкость и длительный срок службы.
[49] Вальцовочный конус настоящего изобретения имеет большие, средние и малые конструкции в виде двенадцатигранных, десятигранных и восьмигранных конусов по порядку. Тяговая штанга и пресс-форма установлены вместе с вальцовочным конусом. На поверхности конуса предусмотрены Т-образные пазы. Модуль подключается с помощью Т-образных пазов. Вальцовочный конус приводится в движение с помощью тяговой штанги, чтобы сформировать осевое усилие. Осевое движение приводит в действие радиальное движение модуля на конусе. Диаметр модуля увеличивается так, чтобы материал внутренней стенки стальной трубы перетекал и развальцовывался, увеличивая, таким образом, диаметр трубы. Материал конуса имеет высокую термостойкость и стойкость к растрескиванию при термообработке (при развальцевании конус подвергается воздействию высокого положительного давления, а когда конус скользит относительно клинового механизма, температура поднимается).
[50] Вальцовочный конус данного варианта осуществления включает в себя следующий состав материала:
[51] С: от 2,2% до 2,4%,
[52] Si: от 1,8% до 2,0%,
[53] Μn: от 1% до 1,5%,
[54] Сr: от 0,5% до 0,8%,
[55] Ni: от 0,8% до 1,2%,
[56] Мо: от 0,35% до 0,5%,
[57] V: ≤0,15%,
[58] Сu: от 0,2% до 0,3%,
[59] S: ≤0,025%,
[60] Р: ≤0,025%,
[61] Остальное - элемент Fe.
[62] Вариант 1: состав материалов вальцовочного конуса включает следующее:
[63] С: 2,3%,
[64] Si: 1,8%,
[65] Μn: 1,3%,
[66] Сr: 0,6%,
[67] Ni: 1%,
[68] Mo: 0,4%,
[69] V: 0%,
[70] Сu: 0,2%,
[71] S: 0%,
[72] Ρ: 0%,
[73] Остальное - элемент Fe.
[74] Способ производства вальцовочного конуса включает в себя следующие шаги:
[75] Шаг 1: подготовка материалов: подготовка материалов в соответствии с вышеупомянутым составом;
[76] Шаг 2: разработка способа литья в соответствии с размером конструкции вальцовочного конуса (то есть, выбор подходящей пресс-формы);
[77] Шаг 3: приготовление инструментария для литья, в том числе формы для центробежного литья и оправки для гибки труб;
[78] Шаг 4: литье, в процессе которого температура литья расплавленной стали составляет 1430°С;
[79] Шаг 5: отжиг и нормализующая термообработка после литья и опрессовка;
[80] Шаг 6: обработка формы начерно и внутренняя расточка вальцовочного конуса;
[81] Шаг 7: размещение в сухом проветриваемом помещении на 30 дней для естественного старения;
[82] Шаг 8: отделка формы и внутренняя расточка вальцовочного конуса;
[83] Шаг 9: выполнение общей термообработки вальцовочного конуса жесткостью по Роквеллу до HRC=45;
[84] Шаг 10: выполнение доводки Т-образного паза и внутренней расточки вальцовочного конуса;
[85] Шаг 11: использование сверла для глубоких отверстий для обработки смазочного отверстия на вальцовочном конусе; и
[86] Шаг 12: снятие фаски на многоцелевом станке для получения готового продукта.
[87] Производство вальцовочного конуса может быть завершено до вышеупомянутых шагов простым способом производства. При соотношении вышеуказанного состава материалов полученный вальцовочный конус имеет хорошую износостойкость, длительный срок службы и стабильное качество.
[88] Вариант 2: состав материалов вальцовочного конуса включает следующее:
[89] С: 2,4%,
[90] Si: 1,9%,
[91] Μn: 1,5%,
[92] Сr: 0,8%,
[93] Ni: 1,2%,
[94] Mo: 0,35%,
[95] V: 0%,
[96] Сu: 0,3%,
[97] S: 0%,
[98] Ρ: 0%,
[99] Остальное - элемент Fe.
[100] Способ производства вальцовочного конуса включает в себя следующие шаги:
[101] Шаг 1: подготовка материалов: подготовка материалов в соответствии с вышеупомянутым составом;
[102] Шаг 2: разработка способа литья в соответствии с размером конструкции вальцовочного конуса;
[103] Шаг 3: приготовление инструментария для литья, в том числе формы для центробежного литья и оправки для гибки труб;
[104] Шаг 4: литье, в процессе которого температура литья расплавленной стали составляет 1480°С;
[105] Шаг 5: отжиг и нормализующая термообработка после литья и опрессовки;
[106] Шаг 6: обработка формы начерно и внутренняя расточка вальцовочного конуса;
[107] Шаг 7: размещение в сухом проветриваемом помещении на 50 дней для естественного старения;
[108] Шаг 8: отделка формы и внутренняя расточка вальцовочного конуса;
[109] Шаг 9: выполнение общей термообработки вальцовочного конуса жесткостью по Роквеллу до HRC=50;
[110] Шаг 10: выполнение доводки Т-образного паза и внутренней расточки вальцовочного конуса;
[111] Шаг 11: использование сверла для глубоких отверстий для обработки смазочного отверстия на вальцовочном конусе; и
[112] Шаг 12: снятие фасок на многоцелевом станке для получения готового продукта.
[113] Вариант 3: состав материалов вальцовочного конуса включает следующее:
[114] С: 2,2%,
[115] Si: 1,8%,
[116] Μn: 1%,
[117] Сr: 0,5%,
[118] Ni: 0,8%,
[119] Mo: 0,5%,
[120] V: 0,1%,
[121] Сu: 0,25%,
[122] S: 0,01%,
[123] Ρ: 0,01%,
[124] Остальное - элемент Fe.
[125] Процесс производства вальцовочного конуса включает в себя следующие шаги:
[126] Шаг 1: подготовка материалов: подготовка материалов в соответствии с вышеупомянутым составом;
[127] Шаг 2: разработка способа литья в соответствии с размером конструкции вальцовочного конуса;
[128] Шаг 3: приготовление инструментария для литья, в том числе формы для центробежного литья и оправки для гибки труб;
[129] Шаг 4: литье, в процессе которого температура литья расплавленной стали составляет 1450°С;
[130] Шаг 5: отжиг и нормализующая термообработка после литья и опрессовка;
[131] Шаг 6: обработка формы начерно и внутренняя расточка вальцовочного конуса;
[132] Шаг 7: размещение в сухом проветриваемом помещении на 40 дней для естественного старения;
[133] Шаг 8: отделка формы и внутренняя расточка вальцовочного конуса;
[134] Шаг 9: выполнение общей термообработки вальцовочного конуса жесткостью по Роквеллу до HRC=45;
[135] Шаг 10: выполнение доводки Т-образного паза и внутренней расточки вальцовочного конуса;
[136] Шаг 11: использование сверла для глубоких отверстий для обработки смазочного отверстия на вальцовочном конусе; и
[137] Шаг 12: снятие фасок на многоцелевом станке для получения готового продукта.
[138] Предшествующее описание приведено в качестве описания настоящего изобретения, но не ограничивает его. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения, и в настоящее изобретение могут быть внесены любые изменения в пределах объема его защиты.
1. Вальцовочный конус, имеющий Т-образный паз и внутреннюю расточку, характеризующийся тем, что он выполнен из заэвтектоидной стали, состав которой включает следующие элементы, мас.%:
| (C) углерод | 2,2-2,4 |
| (Si) кремний | 1,8-2,0 |
| (Mn) марганец | 1,0-1,5 |
| (Cr) хром | 0,5-0,8 |
| (Ni) никель | 0,8-1,2 |
| (Mo) молибден | 0,35-0,5 |
| (V) ванадий | ≤0,15 |
| (Cu) медь | 0,2-0,3 |
| (S) cepa | ≤0,025 |
| (P) фосфор | ≤0,025 |
| (Fe) железо | остальное |
2. Вальцовочный конус по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из заэвтектоидной стали, состав которой включает следующие элементы, мас.%:
| (C) углерод | 2,3 |
| (Si) кремний | 1,8 |
| (Mn) марганец | 1,3 |
| (Cr) хром | 0,6 |
| (Ni) никель | 1,0 |
| (Mo) молибден | 0,4 |
| (V) ванадий | 0 |
| (Cu) медь | 0,2 |
| (S) cepa | 0 |
| (P) фосфор | 0 |
| (Fe) железо | остальное |
3. Способ производства вальцовочного конуса по п. 1, заключающийся в том, что подготавливают форму для центробежного литья в соответствии с размером и формой вальцовочного конуса, приготавливают заэвтектоидную сталь для вальцовочного конуса, осуществляют литье стали, в процессе которого температура расплавленной стали составляет от 1430 до 1480°C, отжиг, нормализующую термическую обработку и опрессовку отлитого конуса, обрабатывают форму конуса начерно и выполняют его внутреннюю расточку, проводят естественное старение путем размещения вальцовочного конуса в сухом проветриваемом помещении на 30-150 дней, осуществляют отделку формы конуса и его внутреннюю расточку, общую термическую обработку вальцовочного конуса для достижения жесткости по Роквеллу HRC=45-50, выполняют доводку Т-образного паза и внутреннюю расточку вальцовочного конуса, обрабатывают смазочное отверстие на вальцовочном конусе с использованием сверла для глубоких отверстий и выполняют снятие фасок на многоцелевом станке с получением готового вальцовочного конуса.
