[发明专利]一种三通复合成形模具、大直径三通的工艺制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属管件加工技术领域，特别涉及一种三通复合成形模具、一种大直径三通的工艺制造方法。

背景技术

目前，高压、高温、高强度大直径厚壁三通主要有锻造三通和热压三通.而输送要求较高的场合，一般不允许采用焊接三通或铸造三通。因此，对于大直径厚壁三通，目前一般采用热压成形的方式进行加工。

现有的大直径厚壁三通的加工工艺流程，主要是：

1，将圆形坯管加热至AC₃以上保温一段时间后，出炉压扁。

2，压扁后继续加热至AC₃以上保温一段时间后，在压力机上鼓包。

3，反复重复鼓包工序约3～5次，甚至更多，直至主管和直径均高度满足要求。

4，将支管端部开口，入炉加热至AC₃以上保温一段时间后，在压力机上拔口，通常拔口工序需要进行2次以上，才能加工出所需三通毛坯。

5，对三通进行整形、坡口。

该工艺的主要缺陷在于，为保证鼓包时坯管具有足够的强度，需要对坯管约高度的60％进行淬火，淬火部分坯管金属流动性变差，造成加工三通底部、腹部、主管和支管壁厚不均匀；金属向支管一侧流动，受支管侧凹模影响，主管肩部壁厚沿轴向向外存在一定增厚，而沿支管轴向，壁厚减小约80～90％；为满足支管高度要求，需要对坯管多次加热，管线钢中的碳和微合金反复析出氧化，氧化皮增厚严重，同时由于组织成分发生变化，晶粒粗大，机械性能下降；由于坯管需多次在模具上进行鼓包、拔口，高温坯管需要反复搬运，非常容易造成坯管刮伤、破损，而且坯管与模具较难准确定位，鼓包位置容易偏向一侧或单侧增厚严重，椭圆度、垂直度下降，甚至报废；由于坯管内部无法进行机加工，三通内壁过渡圆角弧度，只能依靠主支管模具过渡圆角保证，而主支管模具过渡圆角通常是由工人靠经验打磨加工而成，拔口时，三通肩部很难达到理想的效果，只能采用增大壁厚的方法来满足工程要求，造成三通壁厚只增不减的被动局面，由于设计、加工壁厚增加，鼓包和拉拔难度增加，相应工序热加工次数增加，制造加工成本进一步加大，成品率和加工效率相应降低。

发明内容

本发明了提供了一种三通复合成形模具、一种大直径三通的工艺制造方法，目的在于解决Dn≥400㎜以上的大直径厚壁三通热压成形时，传统工艺中高强度管线钢金属流动性差，坯管变形不协调，三通主管和支管壁厚增加不均匀，成形率不高，加工成本较高的加工难题。

采用本方法加工的大直径厚壁三通，主管和支管壁厚较均匀，生产效率、产品合格率显著提高，三通肩部厚度能够满足要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

大直径三通成形模具与工艺，它按照如下工序进行：将奥氏体化后的圆筒形坯管压制成扁管；其中，所述扁管的宽度W为：0.9D₀≤W≤1.1D₀，D₀为所述大直径三通的主管外直径；在坯管鼓形模具上，将所述扁管压制成扁鼓形坯管，所述扁鼓形坯管的管端部的最小外半径r为0.45D₀≤r≤0.55D₀；在所述扁鼓形坯管的一侧开孔，并进行奥氏体化；将所述扁鼓形坯管输送至三通复合成形模具上，制成大直径三通毛坯；将所述大直径三通毛坯进行整形，获得所述大直径三通。

优选的，所述将所述大直径三通毛坯进行整形，获得所述大直径三通，具体包括：使用支撑体对所述大直径三通毛坯进行校圆；去除所述大直径三通毛坯的端部余料；对所述大直径三通毛坯进行坡口；对所述大直径三通毛坯表面进行喷砂处理；去除所述大直径三通毛坯的氧化皮，获得所述大直径三通。

优选的，坯管鼓形模具的结构如下：包括坯管鼓形模具上凹模、下凹模；上凹模和下凹模上下对立；上凹模的凹底呈圆弧形，并且上凹模的凹底开设有直径为d的圆孔，d的范围是：0.9d₀≤d≤1.1d₀，d₀为三通支管外直径；下凹模的凹底呈圆弧形，并且下凹模的凹底开设有直径为d的圆孔。

优选的，在坯管鼓形模具上，将扁管压制成扁鼓形坯管，具体包括：将扁管放置在坯管鼓形模具上，通过上凹模和下凹模的共同作用，将扁管压制成扁鼓形坯管。