石油鉆采機(jī)械吊卡鎖舌體自由鍛鍛造技術(shù)研究

文/李偉陽(yáng)，孟瑞斌，關(guān)朕，朱保亮·寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司熱工分公司

石油鉆采機(jī)械吊卡鎖舌體自由鍛鍛造技術(shù)研究

文/李偉陽(yáng)，孟瑞斌，關(guān)朕，朱保亮·寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司熱工分公司

吊卡鎖舌體的鍛件形狀如圖1所示，吊卡鎖舌體鍛造是一個(gè)新課題。它的形狀一端為方形，另一端為圓形（圓形軸線與整體中線垂直）并帶一個(gè)小橛子，中間為偏心呈不對(duì)稱方形。產(chǎn)品質(zhì)量要求高，鍛造難度大。以往的鎖舌體鍛造是整體鍛造為方塊，加工余量大，鍛造流線不完整，整體質(zhì)量不佳，質(zhì)量無(wú)法得到提升。

鑒于我們的設(shè)備是自由鍛設(shè)備，本文從自由鍛鍛造的范疇對(duì)石油鉆采用吊卡鎖舌體的鍛造成形展開研究，編制鍛造工藝鍛件圖、鍛造工序工步圖，選擇鍛造工藝參數(shù)，包括下料規(guī)格、重量、鍛造溫度、設(shè)備、冷卻、鍛后處理等。設(shè)計(jì)必要的鍛造工裝工具，保證鍛造順利進(jìn)行，以滿足鍛造工藝要求。

圖1 吊卡鎖舌體鍛件圖

鍛造工藝準(zhǔn)備

⑴編制鍛件圖。根據(jù)零件形狀，鍛件接近零件形狀，加放余量和公差，頭部凸臺(tái)加大余量和公差，以確保各部分加工余量。

⑵計(jì)算鍛件重量、下料重量。根據(jù)鍛件圖計(jì)算鍛件重量，鍛件重量=鍛件密度×鍛件體積，此處還要考慮鍛件的圓角。

⑶下料規(guī)格的選取。在保證鍛出的情況下，根據(jù)法蘭盤尺寸、鍛造比要求并結(jié)合現(xiàn)有材料情況，下料規(guī)格選取為φ150mm，此時(shí)鍛造比為1.5。

⑷鍛造設(shè)備、加熱設(shè)備、鍛造溫度選取。選取750公斤鍛錘，加熱設(shè)備選取燃?xì)馐沂綘t，始鍛溫度為1180℃，終鍛溫度為850℃。

⑸鍛造火次、鍛后冷卻選擇。選取鍛造火次為3火次，鍛后冷卻采用灰沙冷，覆蓋厚度大于80mm，如果原材料采用鋼錠，就必須進(jìn)行鍛后控制冷卻，具體為去氫處理。

鍛造工藝過(guò)程

⑴下料。鋸床鋸切下料φ150mm×108mm，高溫入爐，加熱到1180℃保溫2小時(shí)，然后出爐進(jìn)行鍛造，當(dāng)溫度低于終鍛溫度850℃時(shí)，必須停鍛，入爐重新加熱后出爐進(jìn)行鍛造。

⑵坯料出爐，垂直置于下砧，輕鐓一下，使氧化皮脫落，沿軸線方向拔長(zhǎng)鍛方，尺寸為153mm×60mm×202mm。

⑶用三角鐵分料壓痕，如圖2所示，保證臺(tái)階垂直無(wú)斜度。

圖2 三角鐵分料壓痕圖

⑷拍扁頭部，如圖3所示，保證厚度尺寸。

⑸尾部鍛造完成，如圖4所示，符合鍛件尺寸。

圖3 拍扁頭部圖

圖4 尾部鍛造圖

⑹夾持尾部一端，滾圓鍛造頭部，如圖5、圖6所示，沿逆時(shí)針?lè)较蛑饾u轉(zhuǎn)動(dòng)鍛件，每次轉(zhuǎn)動(dòng)約15度，依次鍛出圓弧，鍛平圓弧上下平面，為保證鍛出頭部凸臺(tái)部分尺寸，滾圓時(shí)頂部鍛造多留5mm余量。

⑺鍛出頭部凸臺(tái)，如圖7所示，加熱頭部到鍛造溫度，尾部不需要加熱，以防止變形。

圖5 頭部滾圓

圖6 頭部滾圓操作圖

圖7 頭部凸臺(tái)鍛造圖

⑻修正，各部分尺寸的修正如圖1所示。

⑼冷卻出爐，冷卻時(shí)采用灰沙冷，覆蓋厚度大于80mm。

利用一些簡(jiǎn)單的工具，采用獨(dú)特的工藝方法進(jìn)行鍛造加工，所制備的吊卡鎖舌體，鍛件沿成品外形成形，能夠保持鍛件的完整流線，其力學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)于整體鍛造為方塊進(jìn)行機(jī)械加工的零件，在提高質(zhì)量的前提下節(jié)省原材料，降低生產(chǎn)成本。