[发明专利]一种高颈法兰加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及法兰加工械技术领域，具体涉及一种高颈法兰加工工艺。

背景技术

目前，普遍使用的高压开关高颈法兰是分体式的，即法兰和筒体分别加工，然后采用焊接工艺将法兰与筒体焊接为一体，具体如图1所示。用这种制造方法生产出的高颈法兰存在以下主要缺陷：1、法兰和筒体焊接区域容易产生应力集中，使产品的抗疲劳强度降低，影响产品的使用寿命；2、在焊接过程中产品容易产生变形，直接影响产品的成形精度和一致性；3、在焊接完成后产品内表焊缝需要全面打磨，导致生产效率低下；4、对产品焊缝的全检，直接造成产品的制作成本大幅升高。由于上述原因，如果采用这种加工方法加工高压开关中高颈法兰，会极大的影响产品生产厂家的进步和发展。

因此，设计出一种加工简单合理、制作成本低、使用寿命长、且加工效率高的高压开关中高颈法兰的制造方法成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种加工效率高、材料利用率高，且产品成形质量易于控制的高颈法兰加工工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种高颈法兰加工工艺，所述加工工艺包以下加工步骤；

S1：选用8053铝材为原材料；

S2：根据高颈法兰的规格，选定铝合金铸棒的规格，确保下料后的坯料高径比≤2.5；

S3：铝合金铸棒车削扒皮，确保去除其表面存在氧化钝化层、铸造夹杂、皮下气泡等缺陷，车削量以车削后铸棒表面不得存在肉眼可见的以上缺陷为准；

S4：锻造制坯，将扒皮后坯料入电炉进行加热，然后锻造得到锻坯；

S5：扩孔，在环轧机上对坯料进行环轧，得到半成品，其中：半成品颈部的外径和底部的外径达到预定尺寸，颈部的内径小于预定尺寸，且颈部的外表面为直面，半成品的底部和颈部的高度与坯料时的底部和颈部的高度均相等；

S6：旋压颈部的内锥面，将扩孔后得到的半成品安装到旋压机中进行旋压，将旋压机的辊轮从半成品的颈部上端开始对颈部内表面进行从上至小的单道次或多道次旋压成形，直至半成品的颈部内表面上部为斜面，且颈部的外径不变、内径扩大到预定尺寸，颈部的高度增加至预定尺寸为止，最终得到符合要求的高颈法兰；

S7：退火；

S8：粗加工；

S9：精加工。

为了确保法兰工件的锻造质量，优选的技术方案是，所述步骤S4加热具体为：将锻造坯料加热到450～520℃保温，保温结束的坯料，迅速转移进行锻造，变形温度区间320℃～430℃，锻造比不小于3:1。

为了确保法兰工件的锻造质量，进一步优选的技术方案是，所述坯料加热后保温时间为根据坯料厚度0.5min/mm～1.2min/mm。

为了确保法兰工件的端口的成型质量，优选的技术方案还有，所述步骤S6中，对旋压颈部的内锥面进行旋压前，先将半成品加热至360℃～420℃。

为了便于锻造后工件的机加工工序的顺利进行，优选的技术方案还有，所述步骤S7退火具体为装炉前将高颈法兰表面的毛刺、飞边等缺陷清理干净，然后利用电炉将坯料加热到330℃～400℃保温，保温时间根据坯料厚度按照1min/mm-2min/mm进行计算，保温结束后，将工件出炉空冷。

为了确保法兰工件的机械性能和导弹性能，优选的技术方案还有，所述步骤S1中的原材料在使用前应对其进行成分含量检验，应达到5083铝合金的化学成分按质量百分数为：Si≤0.40％，Fe≤0.40％，Cu≤0.10％，Zn≤0.25％，Ti≤0.15％，Mn 0.50％～1.00％，Cr 0.07％～0.25％，Mg 4.20％～4 90％，其他元素单个≤0.05％，其他元素合计≤0.15％，余量为Al的标注。

为了确保法兰工件的锻造质量，优选的技术方案还有，所述步骤S4中的坯料入电炉进行加热：用操作机把下好的材料加入锻造炉中，按加热工艺要求加热。

为了确保法兰工件的锻造质量，优选的技术方案还有，所述步骤S4中的锻造得到锻坯包括：用操作机从锻造炉中出料至5T全液压自由锻电液锤墩粗，始锻温度520℃±20℃，锻造时间10～15秒，打击次数5～6次，达到工艺要求的尺寸。

为了确保法兰工件的机械性能和加工精度，优选的技术方案还有，所述步骤S5中的扩孔前：将工件从5T全液压自由锻电液锤移至8T锤上工作区，用模锻电液锤进行冲孔，终锻温度450℃±20℃，锻造时间20～30秒，打击次数6～8次，要求坯料完全形成高颈法兰状。