CN110026734B - 一种直接钻孔法中空钢的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直接钻孔法中空钢的生产工艺，步骤方法是由原材料检验，定尺下料及矫正，深孔钻床钻孔，摩擦焊接，水砂浆研磨中心孔，校直，防腐处理，检验，包装，最终成品入库制备方法流程简单，易于实现，此方法消除中空钢中心孔椭圆度大、偏心大等现象，提高钎杆受力综合性能，同时避免二次热轧对原有棒材的性能损坏，充分利用大型钢厂在炼钢、轧钢时给予的优良性能。

Description

一种直接钻孔法中空钢的生产工艺

技术领域

本发明涉及液压台车钎杆、钎具中空钢生产工艺，尤其是涉及一种直接钻孔法中空钢的生产工艺。

背景技术

液压台车钎杆是凿岩的重要工具，台车凿岩效率高，安全性好，液压台车凿岩越来越普及，采矿、开山、水电、隧道等工程领域得到普遍使用，替代手持风动机。液压台车凿岩功率大，凿岩速度快，既要承受3000次每分钟的冲击，还要传递150KN的巨大扭力，外表要与岩体磨损，内壁要受风、水、蒸汽等腐蚀，钎杆受力十分复杂，是目前使用寿命最短的工具。因此液压台车钎杆的制造水平反应一个国家装备制造业水平。高品质中空钢是制造高品质钎杆的重要保障。

国内外钎具中空钢生产有三种工艺，一种是热穿热轧，一种是钻孔热轧，第三种是热穿冷拔。

现有技术和工业生产的产品存在缺陷比较多：热穿热轧工艺生产的产品，内孔表面有螺旋线，形成应力集中点，制造的台车钎杆使用寿命短，性能缺乏稳定性；钻孔热轧工艺生产的产品，内孔偏心大、椭圆度大，内表面在抽芯造成划痕，生产的钎杆使用寿命较热穿热轧的提高一些，但是产品稳定性不好。

热穿冷拔工艺基本不用。

综上所述，传统中空钢生产工艺制造的中空钢，制造液压台车钎杆，钎杆性能是没有保障的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种直接钻孔法中空钢的生产工艺，步骤方法是由原材料检验，定尺下料及矫正，深孔钻床钻孔，摩擦焊接，水砂浆研磨中心孔，校直，防腐处理，检验，包装，最终成品入库制备方法流程简单，易于实现，此方法消除中空钢中心孔椭圆度大、偏心大等现象，提高钎杆受力综合性能，同时避免二次热轧对原有棒材的性能损坏，充分利用大型钢厂在炼钢、轧钢时给予的优良性能。

一种直接钻孔法中空钢的生产工艺，其特征在于，具体工艺步骤如下：

步骤1、原材料入厂检验：

本发明针对的是液压台车钎杆，所有的原材料是材质为23CRNI3MO的圆钢和六方钢，入厂检验时，要仔细查看出厂检验单，查看原材料组成成分；外观主要查看棒料的几何尺寸，包括长度、直接、直线度，外观还要检查外表有无缺陷；检查合格才能入库；

步骤2、定尺下料矫正：

根据生产工艺卡的要求领取原料，按工艺卡规定的几何尺寸，锯床切割下料，在校直机完成直线度的矫正，达到工艺卡要求；直线度控制在0.1％；调直好的材料存放在规定的地方，交下道工序使用；

步骤3、深孔钻床钻孔：

复查调直好的原材料，将材料搬运到工作台，根据工艺卡要求，选择钻杆及匹配的合金头，安装刀具，夹持工件，关闭机床安全门，设定加工参数，开机加工，加工结束，卸下工件，存放到规定的地点；对工件进行检查，检查内孔尺寸，允许误差为0.1mm；工件两端中心孔偏差检查，杆体长度小于1.5米，中心孔偏差小于1mm；杆体长度不大于3米，中心孔偏差不大于1.3mm；杆体长度不大于4米，中心孔偏差不大于1.8mm；达标为合格品，不达标为不合格品，合格件和不合格件分开存放；如此循环连续生产，一般是批量生产，一个批次一个规格。

步骤4、摩擦焊接；

对于要求比较长的中空钢，深孔钻床达不到所需深度的，采用摩擦焊，实现同心等强度对接，一般是孔深超过4米时采用,或者不等径体对接时采用；采用摩擦焊生产的较长中空钢，事先要做结构设计，比如R52*5520，内孔直接22mm一根中空钢，结构设计采用三根对接的办法实现，即710mm+4000mm+710mm；其中两个短节是等径实心体，焊接做业前，仔细检查半成品尺寸，然后分两次完成焊接；

步骤5：水砂浆研磨中心孔：

中心孔钻完后，为了增加内孔的表面光洁度，配置好的砂浆研磨液在压力泵作用下，通过中心孔冲磨内壁，得到理想的表面光洁度；工作压力和冲研时间执行工艺卡要求；这一工序只对焊接后二次钻孔的工件实施；

步骤6：校直：

通过校直机自动调直或者人工调直，目标是实现规定的直线度；液压台车钎杆中空钢的直线度要求是小于0.05％；自动校直机操作，先设定参数，然后开机校直，全过程自动完成，校直结束，工件自动退出，工件转移到存放处，连续做业；

步骤7：防腐处理：

以上工序完成后，产品外表做涂装刷漆处理；

步骤8：检验：

根据产品企业标准进行对照检查，此时主要查表面和几何尺寸；

步骤9：包装：

根据工厂标准进行捆扎或者客户要求进行包装；

步骤:10：成品入库。

作为优选，本发明适应各类棒材制造中空钢，包括圆形、六方形、长方形、八方形等。

作为优选，所述步骤4中焊接做业过程，先将工件短头夹持到摩擦焊机上，再将较长工件夹持在摩擦焊机另一端，调整同心度，夹紧工件，一般摩擦焊机具有自动找正和自动夹紧功能；开机焊接、装卸焊接全过程需要2分钟；焊接完成在将工件返回深孔钻床，打通两端的实心体。

本发明的有益效果：

本发明的核心是直接钻孔法生产中空钢工艺，是全新工艺。引用了两项现代技术成果，将最新的深孔钻设备及技术引用到中空钢制造领域，一次性成孔；将同心等强度对接的摩擦焊技术引用到中空钢制造领域。

钻孔法生产中空钢的优点：生产过程全是冷加工，绿色环保；中空钢内孔几何尺寸有效控制，传统工艺的产品没有可比性，椭圆度几乎为零，内孔中心度偏差也极小。

中心孔内表面光洁度高，没有螺旋线，没有内壁拉伤，没有划痕，彻底消除了内应力集中点，从而消除了最终产品钎杆的一个疲劳源。

钻孔法生产的中空钢反应在产品上有如下优点：延长钎杆使用寿命，同等条件下产出的台车钎杆，使用寿命提高20％以上；钻孔法生产的中空钢性能稳定性高，原料钢厂出厂时做过全面探伤检查，后续加工不损伤内部组织，所以钻孔法中空钢综合性能稳定是突出特点，也是传统工艺无法达到的。

本发明的目的就是为液压台车钎杆制造业提供性能稳定的优质中空钢。本发明达到了发明目的，本发明制造的钎具中空钢克服传统工艺的缺陷，使钎杆抗疲劳性能大幅提高，钎杆产品使用稳定性增强。传统工艺中空钢制作的钎杆使用寿命没有稳定性，以MFT38H35-3660掘进快接钎杆为例，单根钎杆进尺相差很大几十米到2000米的都有，使用者很不好备料，特别是井下作业。本发明生产出的中空钢制造钎杆，同等钎杆制造工艺生产出的钎具产品，相同岩石条件下进行凿岩做业，钎杆单根进尺相当，以MFT38H35-3660快接钎杆为例，最大进尺量2200米，最小进尺量1800米，单根进尺量提高，整体稳定性提升，极大的提高凿岩工人操作方便性。

本发明生产工艺与传统工艺不同，生产各个工序都是由单独的个体完成。单机产能500-1200千克/天，生产最佳配合是人机1比3。

本发明生产成本比传统工艺高5％左右。

本发明具有很好的经济效益和社会效益，社会效益体现在引领中国钎具走向进步，钎杆实现高端。

本发明制造中空钢，性能稳定性达到世界最好水平。

本发明制造的中空钢，可以延用于军工，制造小口径炮筒和枪管。

具体实施方式：

实施例1：

为了更加清楚描述具体实施方式，用R46*4600内孔18的钎具中空钢加工流程做以下说明。

1、原材料检验：

进行结构设计，4600MM长度，要两段组成，较长段定尺4000MM，较短段定尺600MM。根据生产量订购原料，为了降低成本，减少浪费，原材料也定尺采购。较长料4米段误差控制在5MM，600MM段3MM，直径误差正负0.2MM。合格的原料作为工件存放待用。

2、定尺下料矫正：

在普通车床加工棒料端头，使要焊接一端光滑平整。平头结束转入钻孔工序。

3、深孔钻床钻孔：

深孔钻床一次最大钻孔深2050MM，4000MM要两头对钻。先装钻杆，钻杆长2500，钻头成型直接18MM，然后将工件夹持到机床上，关闭机床安全门，设定进尺速度，进尺速度是60-70MM每分钟，进尺深度2050MM。设定结束，开机加工，钻孔需要30分钟左右，结束后，工件掉头夹持，从另一端钻孔。完成一个工件需要1小时。

4、摩擦焊接：

将钻孔的较长段与较短段在摩擦焊机实施焊接。短节长度600毫米，是实心体，首先夹持到机床上，再夹持4000毫米的中空钢，机床自动找正夹紧，开启设备开关，执行焊接做业，两端的工件高速旋转，方向相反，机器自动加力，摩擦力加热工件端头，当温度达到设定值时，停止转动，将两工件挤压成为一体，工作时间大约1分钟。工件卸下存放，焊接工序完成。工件冷却后，检查同心度，同心度允许误差0.2毫米。合格件再返回深孔钻开孔，钻孔方法同上。

经过以上加工，工件已经是中空钢。此时中空钢长度4600MM，直径46毫米，内孔18毫米。

5、水砂浆研磨中心孔：

接下来研磨内壁，工件摆放在工作台，一端接上管接头，开启泥浆压力泵，工作压力2-3MP,冲磨大约10分钟结束。研磨液循环使用，工作台可以同时完成多个工件的冲研。

6、校直：

内壁研磨后的中空钢，转移到校直机附近，进行校直做业。工件摆放到校直机上，校直机是自动校直机，参数设定好，机器自动完成，钎杆中空钢直线度设定为不大于0.05％。

7、防腐处理：

校直后的中空钢，外表进行简单防腐处理，涂刷一道红丹漆。

8、检验：

漆干后，对中空钢进行最后检查，

9、包装：

装标准是10只一捆，钢带捆扎。

10、产品入库：

每一个包装配置一个吊牌，吊牌是塑料材质，吊牌上写的内容：产品名称：中空钢；材质23CRNI3MO；型号：R46-4600；单重52.8千克；总重528千克；生产日期，**年**月**日，检验员***，以上是本发明的具体实施方式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种直接钻孔法中空钢的生产工艺，其特征在于，具体工艺步骤如下：

步骤1、原材料入厂检验：

该中空钢用于液压台车钎杆，所有的原材料是材质为23CRNI3MO的圆钢和六方钢，入厂检验时，要仔细查看出厂检验单，查看原材料组成成分；外观查看棒料的几何尺寸，包括长度、直接、直线度，外观还要检查外表有无缺陷；检查合格才能入库；

步骤2、定尺下料矫正：

根据生产工艺卡的要求领取原料，按工艺卡规定的几何尺寸，锯床切割下料，在校直机完成直线度的矫正，达到工艺卡要求；直线度控制在0.1％；调直好的材料存放在规定的地方，交下道工序使用；

步骤3、深孔钻床钻孔：

复查调直好的原材料，将材料搬运到工作台，根据工艺卡要求，选择钻杆及匹配的合金头，安装刀具，夹持工件，关闭机床安全门，设定加工参数，开机加工，加工结束，卸下工件，存放到规定的地点；对工件进行检查，检查内孔尺寸，允许误差为0.1mm；工件两端中心孔偏差检查，杆体长度小于1.5米，中心孔偏差小于1mm；杆体长度不大于3米，中心孔偏差不大于1.3mm；杆体长度不大于4米，中心孔偏差不大于1.8mm；达标为合格品，不达标为不合格品，合格件和不合格件分开存放；如此循环连续生产，是批量生产，一个批次一个规格；

步骤4、摩擦焊接；

对于要求比较长的中空钢，深孔钻床达不到所需深度的，采用摩擦焊，实现同心等强度对接，是孔深超过4米时采用,或者不等径体对接时采用；采用摩擦焊生产的较长中空钢，事先要做结构设计，其中两个短节是等径实心体，焊接做业前，仔细检查半成品尺寸，然后分两次完成焊接；

焊接做业过程，先将工件短头夹持到摩擦焊机上，再将较长工件夹持在摩擦焊机另一端，调整同心度，夹紧工件，摩擦焊机具有自动找正和自动夹紧功能；开机焊接、装卸焊接全过程需要2分钟；焊接完成在将工件返回深孔钻床，打通两端的实心体；

步骤5：水砂浆研磨中心孔：

中心孔钻完后，为了增加内孔的表面光洁度，配置好的砂浆研磨液在压力泵作用下，通过中心孔冲磨内壁，得到理想的表面光洁度；工作压力和冲研时间执行工艺卡要求；这一工序只对焊接后二次钻孔的工件实施；

步骤6：校直：

通过校直机自动调直或者人工调直，目标是实现规定的直线度；液压台车钎杆中空钢的直线度要求是小于0.05％；自动校直机操作，先设定参数，然后开机校直，全过程自动完成，校直结束，工件自动退出，工件转移到存放处，连续做业；

步骤7：防腐处理：

以上工序完成后，产品外表做涂装刷漆处理；

步骤8：检验：

根据产品企业标准进行对照检查，此时查表面和几何尺寸；

步骤9：包装：

根据工厂标准进行捆扎或者客户要求进行包装；

步骤:10：成品入库。