專利名稱：一種碳素鋼封頭成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種碳素鋼封頭成形方法，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
封頭是石油化工、原子能到食品制藥諸多行業(yè)壓力容器設(shè)備中不可缺少的重要部件，封頭是壓力容器上的端蓋，是壓力容器的一個(gè)主要承壓部件，封頭的質(zhì)量可直接影響到壓力容器是否能長期安全可靠運(yùn)行。封頭的種類很多，碳素鋼封頭也是其中的一種，隨著工業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，碳素鋼封頭在應(yīng)用方面也越來越廣泛，如可應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道和各種機(jī)械制造工業(yè)等領(lǐng)域。目前，國內(nèi)外制造碳素鋼封頭的方法主要有模壓力加工封頭技術(shù)，其過程是先將 金屬板下料成圓形板料，再根據(jù)所需要的封頭形狀和大小分別制造出上下模具，通過油壓機(jī)和模具將圓形金屬板料壓制成封頭。(見大慶石油學(xué)院出版的化工機(jī)械制造專業(yè)教材《壓力容器制造工藝學(xué)》一書)。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是制造成本大、場(chǎng)地面積占用大、生產(chǎn)周期長，特別是利用這種技術(shù)生產(chǎn)出的封頭在變形量較大的折邊處金屬板料會(huì)有較大的減薄，封頭的深度越大這樣情況就越明顯。另外還有旋壓法制造封頭技術(shù)，其過程是先將金屬板下料成圓形板料，然后在旋壓機(jī)上通過壓鼓、卷邊等過程加工出封頭。(見大慶石油學(xué)院出版的化工機(jī)械制造專業(yè)教材《壓力容器制造工藝學(xué)》一書)。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是不僅生產(chǎn)成本大，而且由于這種制造封頭技術(shù)是直接利用金屬旋壓頭對(duì)金屬板料進(jìn)行接觸式強(qiáng)力旋壓，所以生產(chǎn)出的封頭表面磨損嚴(yán)重，會(huì)形成許多環(huán)帶狀傷痕，特別利用這種技術(shù)生產(chǎn)出的封頭(如半球封頭和橢圓形封頭)在變形量大的折邊處金屬板會(huì)有較大的減薄，封頭的深度越大這樣情況就越明顯。所以，急需一種新的具有生產(chǎn)成本低、不受變形量大小而影響金屬板質(zhì)量的碳素鋼封頭的成形方法解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種碳素鋼封頭成形方法，解決生產(chǎn)過程中成本高、占用面積大、變形量的大小會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量的問題。為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
一種碳素鋼封頭成形方法，其具體步驟如下
(1)攪拌先向碳素鋼液體中加入成形劑，在常溫下進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為10 15min ；
(2)壓制成型將攪拌后的碳素鋼液體裝入制作封頭的成形模具中，在壓力機(jī)上壓制成型，壓制壓力為1500 1800kgf/cm2 ；
(3)燒結(jié)壓制后的封頭首先以5 10°C/min的升溫速度從室溫升到300 400°C，保溫70 150min ;再以8 15°C /min的恒定升溫速度將溫度升到700 850°C，保溫30 50min ;最后以4 12°C /min的恒溫升溫速度升到1300 1450°C，保溫30 60min后隨爐冷卻到室溫；(4)淬火燒結(jié)后的封頭以10 20°C/min的恒定升溫速度從室溫升到600 800°C，保溫5 lOmin，然后再以5 IOmin的恒定升溫速度從室溫升到1100 1450°C，保溫10 20min,最后將封頭還取出后放到油中冷卻；
(5)回火將淬火后的封頭再以10 15°C/min的恒定升溫速度從室溫升到450 6800C，保溫10 30min，然后降溫到150 350°C，保溫5 lOmin，最后在空氣中冷卻到室溫，得到目標(biāo)產(chǎn)品。所述的成形劑為石蠟、聚乙烯、硬脂酸中的兩種以上。所述的成形劑，以質(zhì)量計(jì)，石臘2 8g、聚乙烯3 10g、硬脂酸2 10g。本發(fā)明的顯著優(yōu)勢(shì)在于
(1)成形劑石蠟、聚乙烯、硬脂酸的加入可在短時(shí)間內(nèi)增強(qiáng)成形的效果；
(2)不需要大型設(shè)備，生產(chǎn)成本低、占地面積??；
(3)經(jīng)過燒結(jié)、淬火、回火等步驟可生產(chǎn)出變形量較大的碳素鋼封頭，且不會(huì)對(duì)折邊金屬板有減薄的現(xiàn)象出現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式一種碳素鋼封頭成形方法，其具體步驟如下
(1)攪拌先向碳素鋼液體中加入成形劑，在常溫下進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為10 15min ；
(2)壓制成型將攪拌后的碳素鋼液體裝入制作封頭的成形模具中，在壓力機(jī)上壓制成型，壓制壓力為1500 1800kgf/cm2 ；
(3)燒結(jié)壓制后的封頭首先以5 10°C/min的升溫速度從室溫升到300 400°C，保溫70 150min ;再以8 15°C /min的恒定升溫速度將溫度升到700 850°C，保溫30 50min ;最后以4 12°C /min的恒溫升溫速度升到1300 1450°C，保溫30 60min后隨爐冷卻到室溫；
(4)淬火燒結(jié)后的封頭以10 20°C/min的恒定升溫速度從室溫升到600 800°C，保溫5 lOmin，然后再以5 IOmin的恒定升溫速度從室溫升到1100 1450°C，保溫10 20min,最后將封頭還取出后放到油中冷卻；
(5)回火將淬火后的封頭再以10 15°C/min的恒定升溫速度從室溫升到450 6800C，保溫10 30min，然后降溫到150 350°C，保溫5 lOmin，最后在空氣中冷卻到室溫，得到目標(biāo)產(chǎn)品。所述的成形劑為石蠟、聚乙烯、硬脂酸中的兩種以上。所述的成形劑，以質(zhì)量計(jì)，石臘2 8g、聚乙烯3 10g、硬脂酸2 10g。下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的介紹 實(shí)例I
先向碳素鋼液體中加入石蠟4g、聚乙烯6g的成形劑，在常溫下進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為IOmin ;攪拌后裝入制作封頭的成形模具中,在壓制壓力為1500kgf/cm2的條件下,用壓力機(jī)壓制成型；壓制后的封頭首先以5°C /min的升溫速度從室溫升到300°C，保溫70min ;再以8°C /min的恒定升溫速度將溫度升到700°C,保溫30min ;最后以4°C /min的恒溫升溫速度升到1300°C，保溫30min后隨爐冷卻到室溫；燒結(jié)后的封頭以10°C /min的恒定升溫速度從室溫升到600°C，保溫5min，然后再以5min的恒定升溫速度從室溫升到1100°C，保溫lOmin，最后將封頭坯取出后放到油中冷卻；將淬火后的封頭再以10°C /min的恒定升溫速度從室溫升到450°C，保溫lOmin，然后降溫到150°C，保溫5min，最后在空氣中冷卻到室溫，得到目標(biāo)產(chǎn)品。實(shí)例2
先向碳素鋼液體中加入石蠟4g、硬脂酸6g的成形劑，在常溫下進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為12min ;攪拌后裝入制作封頭的成形模具中,在壓制壓力為1650kgf/cm2的條件下,用壓力機(jī)壓制成型；壓制后的封頭首先以8°C /min的升溫速度從室溫升到350°C，保溫IOOmin ;再以10°C /min的恒定升溫速度將溫度升到750°C,保溫40min ;最后以10°C /min的恒溫升溫速度升到1350°C，保溫40min后隨爐冷卻到室溫；燒結(jié)后的封頭以15°C /min的恒定升溫速度從室溫升到700°C，保溫8min，然后再以7min的恒定升溫速度從室溫升到1300°C，保溫 12min，最后將封頭坯取出后放到油中冷卻；將淬火后的封頭再以12°C /min的恒定升溫速度從室溫升到560°C，保溫20min，然后降溫到250°C，保溫8min，最后在空氣中冷卻到室溫，得到目標(biāo)產(chǎn)品。實(shí)例3
先向碳素鋼液體中加入石蠟2g、聚乙烯3g硬脂酸5g的成形劑，在常溫下進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為15min ;攪拌后裝入制作封頭的成形模具中，在壓制壓力為1800kgf/cm2的條件下，用壓力機(jī)壓制成型；壓制后的封頭首先以10°C /min的升溫速度從室溫升到400°C，保溫150min ;再以15°C /min的恒定升溫速度將溫度升到850°C，保溫50min ;最后以12°C /min的恒溫升溫速度升到1450°C，保溫60min后隨爐冷卻到室溫；燒結(jié)后的封頭以20°C /min的恒定升溫速度從室溫升到800°C，保溫lOmin，然后再以IOmin的恒定升溫速度從室溫升到1450°C，保溫20min，最后將封頭坯取出后放到油中冷卻；將淬火后的封頭再以15°C /min的恒定升溫速度從室溫升到680°C，保溫30min，然后降溫到350°C，保溫lOmin，最后在空氣中冷卻到室溫，得到目標(biāo)產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種碳素鋼封頭成形方法，其特征在于具體步驟如下 (1)攪拌先向碳素鋼液體中加入成形劑，在常溫下進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為10 15min ； (2)壓制成型將攪拌后的碳素鋼液體裝入制作封頭的成形模具中，在壓カ機(jī)上壓制成型，壓制壓カ為1500 1800kgf/cm2 ； (3)燒結(jié)壓制后的封頭首先以5 10°C/min的升溫速度從室溫升到300 400°C，保溫70 150min ;再以8 15°C /min的恒定升溫速度將溫度升到700 850°C，保溫30 50min ;最后以4 12°C /min的恒溫升溫速度升到1300 1450°C，保溫30 60min后隨爐冷卻到室溫； (4)淬火燒結(jié)后的封頭以10 20°C/min的恒定升溫速度從室溫升到600 800°C，保溫5 lOmin，然后再以5 IOmin的恒定升溫速度從室溫升到1100 1450°C，保溫10 20min,最后將封頭還取出后放到油中冷卻； (5)回火將淬火后的封頭再以10 15°C/min的恒定升溫速度從室溫升到450 6800C，保溫10 30min，然后降溫到150 350°C，保溫5 lOmin，最后在空氣中冷卻到室溫，得到目標(biāo)產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種碳素鋼封頭成形方法，其特征在于所述的成形劑為石蠟、聚こ烯、硬脂酸中的兩種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種碳素鋼封頭成形方法，其特征在于所述的成形劑，以質(zhì)量計(jì)，石臘2 8g、聚こ烯3 10g、硬脂酸2 10g。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳素鋼封頭成形方法，首先通過先向碳素鋼液體中摻加石蠟5～8g、聚乙烯3～10g、硬脂酸5～10g的成形劑，在常溫下進(jìn)行攪拌攪拌，然后在壓力為1500～1800kgf/cm2下將碳素鋼封頭在壓力機(jī)上壓制成型，最后再經(jīng)過燒結(jié)、淬火、回火等步驟完成的。本發(fā)明采用成形劑的加入提高了快速成型的效果，同時(shí)生產(chǎn)過程中可達(dá)到生產(chǎn)成本低，能生產(chǎn)出變形量較大，且不會(huì)對(duì)折邊金屬板有減薄的現(xiàn)象出現(xiàn)的碳素鋼封頭，在生產(chǎn)制造上具有重大意義。
文檔編號(hào)B22D18/02GK102756109SQ20121022658
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者王濤 申請(qǐng)人:江蘇天成封頭有限公司