雙法蘭球墨鑄鐵管的制造工藝制造技術(shù)

一種雙法蘭球墨鑄鐵管的制造工藝，首先離心鑄造單法蘭球墨鑄鐵管，再熔鑄上另一端的法蘭，它采用自硬砂型的型腔作為后鑄法蘭的型腔，并在法蘭端面增加工藝環(huán)，將自硬砂型預先組裝到鑄鐵管的另一端上，在該端的管孔內(nèi)用高頻感應器加熱鑄鐵管的與自硬砂型相對應的位置，當鑄鐵管的上述加熱位置的溫度達到８００～１０５０℃時，迅速將準備好的芯子堵住鑄鐵管在該端的管孔，同時將球化處理好的溫度為１３５０～１４５０℃的鐵水及時澆注到上述型腔中得到毛坯；之后進行后續(xù)加工即成為成品管。本發(fā)明專利技術(shù)采用高頻加熱與法蘭雙相熔鑄的冶金結(jié)合方法，使得后鑄法蘭與主體融合成為一體，并能承受４ＭＰａ的管道壓力，且后鑄法蘭部分無滲漏。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種球墨鑄鐵管的制造方法，特別是一種雙法蘭球墨鑄鐵管的制造方法。
技術(shù)介紹
一般地，砂型鑄造雙法蘭球墨鑄鐵管或灰鑄鐵管，最大長度不超過兩米；采用低碳鋼材料焊接雙法蘭鋼管的制造工藝是分別制作法蘭和鋼管，之后將其焊接成一體。雖然鋼管在尺寸方面可以由加工者隨意制造，但是在輸送水、泥漿、水泥砂漿等介質(zhì)過程中，其耐腐蝕、耐磨等性能比較差，使用壽命低。CN1098971A公開了一種樹脂砂型生產(chǎn)球墨鑄鐵管，是用熱固離心方法制成樹脂砂型，即將金屬管模加熱至220～250℃，并放在托輥上旋轉(zhuǎn)，其速度為45～180轉(zhuǎn)/分，在布砂槽加入一定量樹脂砂，使布砂車以10～14米/分速度行走，使布砂槽全部推進到金屬管模內(nèi)，旋轉(zhuǎn)布砂槽，用離心方法使樹脂砂均勻布在金屬管模內(nèi)壁，砂厚保持在5～8mm，退出布砂槽，經(jīng)過固化后，將金屬管模移至離心機上進行澆鑄球墨鐵水，并制成所需要的球墨鑄鐵管并脫模。此技術(shù)并不能解決較大長度的雙法蘭球墨鑄鐵管的加工問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服上述已有技術(shù)之不足，提供一種雙法蘭球墨鑄鐵管的制造工藝，所要解決的技術(shù)問題是當離心鑄造出較大長度(如6米長)的單法蘭鑄鐵管后，如何熔鑄上另一端的法蘭(即后鑄法蘭)，使之與主體融合成為一體形成雙法蘭球墨鑄鐵管，并能承受4MPa的管道壓力，在額定壓力下，后鑄法蘭部分不得滲漏。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下一種雙法蘭球墨鑄鐵管的制造工藝，首先離心鑄造單法蘭球墨鑄鐵管，經(jīng)退火后，再熔鑄上另一端的法蘭，其具體制造方法是采用自硬砂型的型腔作為后鑄法蘭的型腔，并在法蘭端面增加工藝環(huán)，該工藝環(huán)的型腔由自硬砂型的型腔單獨形成或者由自硬砂型的右模與自硬砂制成的芯子其從鑄鐵管的管孔伸出的部分共同形成，將自硬砂型預先組裝到鑄鐵管的另一端上，在該端的管孔內(nèi)用高頻感應器加熱鑄鐵管的與自硬砂型相對應的位置，當鑄鐵管的上述加熱位置的溫度達到800～1050℃時，迅速將準備好的芯子堵住鑄鐵管在該端的管孔，同時將球化處理好的溫度為1350～1450℃的鐵水及時澆注到上述型腔中，使高溫鐵水與加熱的鑄鐵管融合為一體，鐵水凝固后即成為雙法蘭球墨鑄鐵管毛坯；之后加工去除澆冒口、工藝環(huán)，再加工兩端法蘭端面、水線、螺栓孔，即成為雙法蘭成品管。上述技術(shù)方案中，自硬砂型可以為樹脂砂型。高頻感應器的加熱銅管可以為2～3匝，高頻感應器的功率可以為70kW，加熱時間為40～50秒(經(jīng)試驗，當加熱時間在此范圍內(nèi)時，鑄鐵管的上述加熱位置的溫度達到900～1000℃)。熔鑄上另一端的法蘭前最好先在該端的外圓表面后鑄法蘭的型腔位置(可以采用車削或磨削或其它的方法)加工若干個凹槽(數(shù)量可以為1～4個，或4個以上)，用于增大鑄鐵管與后鑄法蘭的結(jié)合力。上述工藝環(huán)的型腔最好由自硬砂型的右模與芯子的從鑄鐵管的管孔伸出的部分共同形成，工藝環(huán)的型腔最好呈圓環(huán)體形(也可為其它形狀)，芯子為自左向右直徑依次變大的三個變截面圓柱體(可帶內(nèi)孔也可不帶內(nèi)孔)，右模帶有直徑較小的里側(cè)內(nèi)孔和直徑較大的外側(cè)內(nèi)孔，右模的里側(cè)內(nèi)孔與后鑄法蘭的型腔相連通，鑄鐵管的熔鑄上法蘭的這一端的端頭伸進右模的里側(cè)內(nèi)孔，芯子堵住鑄鐵管的管孔時，其最大直徑的一個圓柱體插入右模的外側(cè)內(nèi)孔與之相吻合，且芯子的最小直徑的一個圓柱體插入鑄鐵管的管孔并在其軸肩位置由鑄鐵管的端面單向限位，工藝環(huán)的型腔由右模的里側(cè)內(nèi)孔壁、芯子的最大直徑的一個圓柱體的與右模的里側(cè)內(nèi)孔相對應的內(nèi)端面、芯子的中間一個圓柱體的側(cè)面共同形成。芯子可以由樹脂砂制成，芯子可以為自左向右直徑依次變大的、帶內(nèi)孔的三個變截面圓柱體。熔鑄上另一端的法蘭前，最好先對單法蘭球墨鑄鐵管進行水壓試驗，合格后再熔鑄上另一端的法蘭；加工兩端法蘭端面前，最好再次進行水壓試驗，合格后再加工兩端法蘭端面。上述鑄鐵管的加熱位置的溫度優(yōu)選900～1000℃，球化處理好的鐵水的溫度優(yōu)選1400～1420℃。如何將高溫的金屬液與鑄鐵管主體熔鑄成一體，是雙法蘭鑄鐵管的技術(shù)關鍵。這種高熔點球墨鑄鐵合金固、液兩相熔鑄成一體的技術(shù)，難度大，可操作性差，各工序工藝參數(shù)必須合適、匹配，尤其是鑄鐵管加熱溫度和鐵液(鐵水)的澆注溫度，兩者必須匹配才能保證熔鑄出合格品，否則，會出現(xiàn)兩層皮、過熔等缺陷，水壓試驗時滲漏，達不到使用要求。本專利技術(shù)的鑄鐵管是先將較大長度(如6米長)的雙法蘭管鑄成，再加工法蘭端面、水線、螺栓孔，由于工件太長，加工法蘭需要專用機床，且要保證加工法蘭兩端的螺栓孔必須同軸，兩端面平行，與鑄管垂直，必須采用專用鏜、銑機床、專用多孔鉆設備及專用胎、卡具才能保證上述要求。本專利技術(shù)采用高頻加熱與法蘭雙相熔鑄的冶金結(jié)合方法以及超長雙法蘭管的加工、制造方法，使得后鑄法蘭與主體融合成為一體，并能承受4MPa的管道壓力，在額定壓力下，后鑄法蘭部分無滲漏。本專利技術(shù)的鑄鐵管機械性能優(yōu)于普通鋼管，耐腐蝕性提高2～4倍，壽命提高2倍以上，將成為行業(yè)基礎設施建設中的更新?lián)Q代產(chǎn)品，經(jīng)濟和社會效益顯著。附圖說明圖1為采用本專利技術(shù)制造的雙法蘭球墨鑄鐵管在后鑄法蘭時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為采用本專利技術(shù)制造的雙法蘭球墨鑄鐵管(成品管)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式參照圖1、圖2，以制造6米長的雙法蘭球墨鑄鐵管為例，本專利技術(shù)首先離心鑄造單法蘭球墨鑄鐵管1，經(jīng)退火、水壓試驗合格后，另一端的外圓表面后鑄法蘭的型腔位置可以采用車削方法加工若干個(可以為1～4個，或4個以上，本實施例為兩個)凹槽11，再熔鑄上這一端的法蘭2′。其具體制造方法是采用自硬砂型(如樹脂砂型、水玻璃砂型、覆膜砂型、干砂型等，本實施例選用樹脂砂型)的型腔作為后鑄法蘭的型腔2，并在法蘭端面增加工藝環(huán)，使樹脂砂型(即自硬砂型)的蓄熱能量加大。樹脂砂型分左模和右模。工藝環(huán)的型腔4由樹脂砂型的型腔單獨形成或者由樹脂砂型的右模與芯子5的從鑄鐵管的管孔伸出的部分共同形成，本實施例中工藝環(huán)的型腔4由樹脂砂型的右模與芯子5的從鑄鐵管的管孔伸出的部分共同形成。工藝環(huán)的型腔呈圓環(huán)體形，芯子為自左向右直徑依次變大的三個變截面圓柱體，右模帶有直徑較小的里側(cè)內(nèi)孔和直徑較大的外側(cè)內(nèi)孔，右模的里側(cè)內(nèi)孔與后鑄法蘭的型腔相連通，鑄鐵管的熔鑄上法蘭的這一端的端頭伸進右模的里側(cè)內(nèi)孔，芯子堵住鑄鐵管的管孔時，其最大直徑的一個圓柱體插入右模的外側(cè)內(nèi)孔與之相吻合，且芯子的最小直徑的一個圓柱體插入鑄鐵管的管孔并在其軸肩位置由鑄鐵管的端面單向限位，工藝環(huán)的型腔由右模的里側(cè)內(nèi)孔壁、芯子的最大直徑的一個圓柱體的與右模的里側(cè)內(nèi)孔相對應的內(nèi)端面、芯子的中間一個圓柱體的側(cè)面共同形成。芯子5呈一個整體結(jié)構(gòu)，它由自硬砂制成(如由樹脂砂、水玻璃砂、覆膜砂、干砂等制成，本實施例中芯子由樹脂砂制成)，芯子5為自左向右直徑依次變大的、帶內(nèi)孔的三個變截面圓柱體，這樣芯子的重量有所減輕，也兼有排氣功能，當然，芯子也可不帶內(nèi)孔。將樹脂砂型(即自硬砂型)預先組裝到鑄鐵管的另一端上，在該端的管孔內(nèi)用高頻感應器加熱鑄鐵管的與樹脂砂型相對應的位置，高頻感應器的加熱銅管(單層空心銅管螺旋形繞制而成)可以為2～3匝(本實施例選用3匝，當然也可以為若干匝)，它伸進管孔內(nèi)處于與樹脂砂型相對應的位置，當鑄鐵管的上述加熱位置的溫度達到800～1050℃(例如可以為800℃或850℃或900℃或950℃或1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種雙法蘭球墨鑄鐵管的制造工藝，首先離心鑄造單法蘭球墨鑄鐵管，經(jīng)退火后，再熔鑄上另一端的法蘭，其特征在于熔鑄上另一端的法蘭的制造方法是采用自硬砂型的型腔作為后鑄法蘭的型腔，并在法蘭端面增加工藝環(huán)，該工藝環(huán)的型腔由自硬砂型的型腔單獨形成或者由自硬砂型的右模與自硬砂制成的芯子其從鑄鐵管的管孔伸出的部分共同形成，將自硬砂型預先組裝到鑄鐵管的另一端上，在該端的管孔內(nèi)用高頻感應器加熱鑄鐵管的與自硬砂型相對應的位置，當鑄鐵管的上述加熱位置的溫度達到８００～１０５０℃時，迅速將準備好的芯子堵住鑄鐵管在該端的管孔，同時將球化處理好的溫度為１３５０～１４５０℃的鐵水及時澆注到上述型腔中，使高溫鐵水與加熱的鑄鐵管融合為一體，鐵水凝固后即成為雙法蘭球墨鑄鐵管毛坯；之后加工去除澆冒口、工藝環(huán)，再加工兩端法蘭端面、水線、螺栓孔， 即成為雙法蘭成品管。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙法蘭球墨鑄鐵管的制造工藝，首先離心鑄造單法蘭球墨鑄鐵管，經(jīng)退火后，再熔鑄上另一端的法蘭，其特征在于熔鑄上另一端的法蘭的制造方法是采用自硬砂型的型腔作為后鑄法蘭的型腔，并在法蘭端面增加工藝環(huán)，該工藝環(huán)的型腔由自硬砂型的型腔單獨形成或者由自硬砂型的右模與自硬砂制成的芯子其從鑄鐵管的管孔伸出的部分共同形成，將自硬砂型預先組裝到鑄鐵管的另一端上，在該端的管孔內(nèi)用高頻感應器加熱鑄鐵管的與自硬砂型相對應的位置，當鑄鐵管的上述加熱位置的溫度達到800～1050℃時，迅速將準備好的芯子堵住鑄鐵管在該端的管孔，同時將球化處理好的溫度為1350～1450℃的鐵水及時澆注到上述型腔中，使高溫鐵水與加熱的鑄鐵管融合為一體，鐵水凝固后即成為雙法蘭球墨鑄鐵管毛坯；之后加工去除澆冒口、工藝環(huán)，再加工兩端法蘭端面、水線、螺栓孔，即成為雙法蘭成品管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造工藝，其特征在于上述自硬砂型為樹脂砂型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造工藝，其特征在于上述高頻感應器的加熱銅管為2～3匝。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制造工藝，其特征在于上述高頻感應器的功率為70kW，加熱時間為40～50秒。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造工藝，其特征在于熔鑄上另一端的法蘭前先在該端的外圓表面后鑄法蘭的型腔位置加工若干個凹槽。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造工藝...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁志海，許三軍，賈秀香，魏立成，葉立君，
申請(專利權(quán))人：石家莊中煤裝備制造有限公司，河北冀凱實業(yè)集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：13[中國|河北]