對防噴器整體鍛造工藝的研究

文/李偉陽，關朕，王金鵬，唐甲浪·寶雞石油機械有限責任公司熱工分公司

對防噴器整體鍛造工藝的研究

文/李偉陽，關朕，王金鵬，唐甲浪·寶雞石油機械有限責任公司熱工分公司

防噴器是石油鉆采機械常用的零部件，產品質量要求高，整體鍛造難度大。本文介紹了一種合理的鍛造工藝，并結合一定的工具、工裝、利用改進的操作機鉗口，成功的鍛制出防噴器殼體本體。

防噴器是石油鉆采機械常用的零部件，產品質量要求高，鍛造難度大。以往的加工方式為中間先鍛成方形，然后兩頭分別鍛成法蘭形狀，最后組焊在一起，焊接對焊縫要求非常嚴，焊后需要探傷；或整體鍛造為方塊，對兩頭進行機加工，加工余量大，鍛造流線不完整，整體質量不佳，產品質量無法得到保證。

由于該鍛件形狀復雜，整體鍛造難度大。根據該零件的特點，我公司工藝人員對其整體成形的可能性進行了分析。結合我公司鍛造廠的實際生產情況，研究制定出了整體鍛造工藝方案。整體鍛造（圖1）的形狀為中間呈不對稱方形，兩頭為法蘭形狀。我公司工藝人員進行了鍛造工藝設計，編制了鍛造工藝鍛件圖、鍛造工序工步圖，選擇鍛造工藝參數（下料規格、重量、鍛造溫度、設備、冷卻、鍛后處理）等，設計必要的鍛造工裝，改進操作機鉗口，保證鍛造各個工步能夠順利進行。

防噴器產品是我公司的主要產品，在成都寶石進行機械加工，由我公司本部提供毛坯。防噴器整體鍛造為產品質量提供了有力的保障。防噴器質量的提高為防噴器整機質量的提高提供了保障。

圖1 鍛件實體圖

鍛造工藝及過程

鍛件設計圖是中間為長方形（圖2），兩端為法蘭形狀。適當加大余量和公差，以確保各部分加工余量。根據鍛件圖的尺寸計算鍛件重量，即材料密度乘以體積，并考慮鍛件的不平度及法蘭槽的出模斜度，以及后續工序的火耗及火次，確定的下料重量為235kg。法蘭盤尺寸根據鍛造比的要求，并結合鍛造廠現有坯料的情況，選擇φ300mm（此時鍛造比為1.56）的坯料。

圖2 鍛件設計圖

根據鍛造設備的鍛造能力，并考慮鍛造工人的熟練度選取3t鍛錘。加熱設備選取燃氣室式爐。鍛件材料的始鍛溫度為1180℃，終鍛溫度為850℃。根據鍛件圖，考慮零件的復雜程度和變形過程，選取鍛造火次為3火次。鍛件材料為35CrMo，原材料為圓鋼，鍛后冷卻采用堆冷。如果原材料采用鋼錠，就必須進行鍛后控制冷卻即去氫處理。

該鍛件的加工過程主要分為下料→坯料加熱→坯料出爐→鉚鐓→平表面→拔長一端→拔長另一端→修成尺寸→冷卻，具體過程包含以下10點的內容。

⑴下料。鋸床鋸切φ300mm×422mm的坯料。

⑵加熱。高溫入爐，加熱到1180℃保溫2.5h，方可出爐進行鍛造。當溫度低于終鍛溫度850℃時，必須停鍛，把坯料入爐重新加熱至鍛造溫度，方可出爐進行鍛造。

⑶坯料出爐后，垂直置于下砧，輕輕鐓鍛一下，使氧化皮脫落。沿軸線方向拔長為一個鍛方，鍛方截面為220mm×305mm。

⑷采用鉚鐓法，使兩頭出現鼓肚（這是為了平衡鐓鍛兩頭法蘭時出現的凹心）。鉚鐓法是將坯料傾斜15°左右，輕鐓一兩下，然后旋轉坯料再輕鐓一兩下，轉動5～6次使一個圓周全部鐓到。加大打擊力度再鐓一圈到兩圈，最后平整一下中間側平面。之后不需要再進行兩端面的平整，保留鼓肚。

⑸對表面進行平整，用小圓鋼壓痕，保證中間方塊的尺寸。

⑹入爐重新加熱，加熱到1180℃，保溫1.5～2h出爐進行鍛造。

⑺以壓痕位置為基準，拔長一端，鍛出法蘭盤尺寸，為了保證各部分尺寸，法蘭脖子留有較大的余量和公差。

⑻再次加熱坯料，鐓鍛另一頭。由于一端已經成形，不利于操作機夾持。鍛造時由于夾持部位過小，會使鍛件脫落或打飛造成安全隱患。為此對操作機夾持鉗口進行改造，焊接一個小曲拐和增加一個防翹套，使鉗口增長。有利于鉗口夾持毛坯中部，既有利于鍛造，又消除了安全隱患。

⑼對端面進行平整，修正各部分的尺寸，使得鍛件滿足工藝設計的要求。

⑽鍛件的冷卻方式為堆冷。

結束語

通過采用合理的鍛造工藝，結合一定的工具、工裝、利用改進的操作機鉗口，成功的鍛制出防噴器殼體本體。通過生產實踐證明了該鍛造工藝合理，工具工裝有效，可以生產出質量合格的防噴器整體鍛件。