一种采油树用偏心阀体锻造方法与流程

1.本发明涉及锻造加工技术领域，具体涉及一种采油树用偏心阀体锻造方法。


背景技术：

2.采油树用偏心阀体是一种专门用于控制流体介质的阀门部件。它通常由阀体、阀门、密封圈、传动装置等组成。偏心阀体锻造是制造偏心阀体必不可少的一步，其目的是通过锻造工艺有效提高阀体的性能和质量。
3.目前，采油树用偏心阀体的制造工艺主要分为铸造、锻造和焊接等几种方法。其中，锻造是制造采油树用偏心阀体最重要的工艺之一。由于锻造能够提高材料的内部结构状态和一些力学性能，因此被广泛应用于偏心阀体的制造过程中。
4.采油树用偏心阀体结构复杂，高度方向中心不对称，为了保证锻件探伤合格，工艺上控制变形大，现有的阀体制造工艺主要通过自由锻造，人工地通过不同方向镦粗整形中间方，从而达到偏心结构。这种工艺在锻造过程中存在许多不足之处，如消耗大量时间镦粗整形中间方，大大降低锻造效率，锻件质量难以保证。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于现有锻造工艺锻造偏心结构时效率较低。
6.本发明提供了一种采油树用偏心阀体锻造方法，包括如下步骤：
7.坯料成型：提供一金属料，将所述金属料锻造形成坯料；
8.一次偏心：在所述坯料两端锻压形成第一偏心体，所述第一偏心体具有突出部和中间部，所述突出部的轴线与所述中间部的轴线不共线设置；
9.二次偏心：设置一对第一模具，所述突出部限位安装在所述第一模具上，锻压所述中间部，以在所述第一模具的限位下，所述中间部的轴线朝向远离所述突出部的轴线方向运动，形成第二偏心体；
10.毛坯成型：修型所述第二偏心体并冷却，形成阀体毛坯。
11.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述一次偏心步骤中，包括如下步骤：
12.号印分料：在所述坯料的上端面距离两侧端面相同距离的位置分别对称刻印，对所述突出部进行倒角滚圆；
13.二次锻造：在所述坯料的两端分别套设第二模具，并将所述坯料立起镦粗，在压机的驱动下，两个所述第二模具相互靠近，以驱动所述坯料的两端填满所述第二模具内腔。
14.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述二次偏心步骤中，所述第一模具设置在锻造设备的砧台上，压机镦粗并驱动所述中间部靠近下砧面至与下砧面接触后停止锻压。
15.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述二次偏心步骤后，还包括如下步骤：
16.三次锻造：撤去所述第一模具，套设所述第二模具并将所述第二偏心体立起并再次镦粗。
17.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述坯料成型步骤中，还包括一次锻造步骤，所述一次锻造步骤中包括如下步骤：
18.一次镦粗：将所述坯料竖立并镦粗至高度为520mm；
19.一次拔长：将一次镦粗后的所述坯料先拔长至截面为边长560mm的正方形，再拔长至截面为高度580mm的正八边形，长度为910mm的柱状坯料；
20.二次镦粗：将一次拔长后的所述坯料镦粗至高度为520mm。
21.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述坯料成型步骤中，还包括如下步骤：
22.一次修型：将所述坯料拔长并整方至470*500*1074mm的立方体，并平整两端面。
23.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述一次锻造、一次修型、二次锻造和二次偏心步骤前，对所述坯料进行加热，加热温度为1200℃-1240℃，保温时间为1.5
±
0.5h。
24.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述号印分料步骤中，使用窄砧在所述坯料的上端面进行刻印，刻印处距离同侧的所述坯料端面的距离为150mm，刻印深度为35mm；对所述突出部整形至端面圆角r≤20mm。
25.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述二次锻造步骤中，所述坯料的镦粗高度为880mm。
26.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述二次锻造步骤后，还包括如下步骤：
27.二次修型：对二次锻造后的所述坯料进行脱模，整形所述坯料的中间部位至宽度为510mm，高度为630mm。
28.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，所述第一模具和第二模具在使用前进行预热，预热温度为250℃-350℃，预热时间持续1.5-2.5h。
29.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述二次偏心步骤中，将所述第一模具垫高后设置在砧台上，垫高高度为15mm-20mm。
30.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述二次偏心步骤中，所述坯料的中间部位接触下砧面后对所述坯料的中间部位进行整形至宽度为508mm，高度为620mm。
31.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述三次锻造步骤中，套设第二模具并立起镦粗，所述坯料的镦粗高度为965mm。
32.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述毛坯成型步骤中，三次锻造后的所述坯料空冷至表面700℃-750℃后放入炉温≤500℃的炉内进行炉冷，炉冷至200℃以下后将所述坯料取出，再次空冷。
33.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，始锻温度为1200℃-1240℃，终锻温度≥850℃。
34.可选地，上述的采油树用偏心阀体锻造方法，单工序锻造比大于等于1.8，工序总锻造比≥4。
35.本发明提供的技术方案，具有如下优点：
36.1.本发明提供的采油树用偏心阀体锻造方法，包括如下步骤：
37.坯料成型：提供一金属料，将所述金属料锻造形成坯料；
38.一次偏心：在所述坯料两端锻压形成第一偏心体，所述第一偏心体具有突出部和中间部，所述突出部的轴线与所述中间部的轴线不共线设置；
39.二次偏心：设置一对第一模具，所述突出部限位安装在所述第一模具上，锻压所述中间部，以在所述第一模具的限位下，所述中间部的轴线朝向远离所述突出部的轴线方向运动，形成第二偏心体；
40.毛坯成型：修型所述第二偏心体并冷却，形成阀体毛坯。
41.此方法的采油树用偏心阀体锻造方法，通过坯料成型步骤形成坯料后，一次偏心步骤中通过锻压形成包括突出部和中间部的第一偏心体，第一偏心体的突出部与中间部的轴线错位设置，二次偏心步骤中通过第一模具对突出部进行限位，突出部的轴线位置保持固定，在锻压过程中中间部在压机的锻压下轴线远离突出部轴线，扩大了轴线之间的偏心距离，形成偏心度更大的第二偏心体，且由于第一模具高度固定，中间部在压机的驱动下轴线之间的偏心距离恒定，进而保证了偏心的精度，提高了加工效率，二次偏心步骤后通过毛坯成型步骤修型冷却形成待加工的阀体毛坯，通过毛坯成型阶段的修型和冷却，可以进一步提高阀体的尺寸精度，使得制成的阀体更加符合设计要求。
42.2.本发明提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在所述二次偏心步骤中，所述第一模具设置在锻造设备的砧台上，压机镦粗并驱动所述中间部靠近下砧面至与下砧面接触后停止锻压。
43.此方法的采油树用偏心阀体锻造方法，通过在砧台上设置第一模具且将中间部锻压至与砧台接触后停止锻压，可以更好地控制锻造过程中的变形，使得锻造出来的阀体精度更高；通过逐渐驱动中间部向下砧面靠近的方式，能够有效控制锻造产生的偏心距离，同时可以更好地控制坯料的填充情况，进而提高加工精度，减少加工误差。该方法的操作简单，易于掌握。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本发明的实施例中提供的阀体毛坯的结构示意图；
46.图2为本发明的实施例中提供的一次偏心后形成的第一偏心体的结构示意图；
47.图3为本发明的实施例中提供的二次偏心步骤中的俯视结构示意图；
48.图4为本发明的实施例中提供的第二模具的结构示意图；
49.图5为本发明的实施例中提供的一次偏心步骤中立起镦粗的结构示意图；
50.图6为本发明的实施例中提供的第一模具的结构示意图；
51.图7为本发明的实施例中提供的第一模具的截面结构示意图；
52.附图标记说明：
53.1-第一偏心体；11-突出部；12-中间部；
54.2-第一模具；
55.3-阀体毛坯；
56.4-第二模具。
具体实施方式
57.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
59.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
61.实施例
62.如图1至图3所示，本实施例提供了一种采油树用偏心阀体锻造方法，包括如下步骤：
63.坯料成型：提供一金属料，将金属料锻造形成坯料；
64.一次偏心：在坯料两端锻压形成第一偏心体1，第一偏心体1具有突出部11和中间部12，突出部11的轴线与中间部12的轴线不共线设置；
65.二次偏心：设置一对第一模具2，突出部11限位安装在第一模具2上，锻压中间部12，以在第一模具2的限位下，中间部12的轴线朝向远离突出部11的轴线方向运动，形成第二偏心体；
66.毛坯成型：修型第二偏心体并冷却，形成阀体毛坯3。
67.具体在本实施例中，通过坯料成型步骤形成坯料后，一次偏心步骤中通过锻压形成包括突出部11和中间部12的第一偏心体1，第一偏心体1的突出部11与中间部12的轴线错位设置，二次偏心步骤中通过第一模具2对突出部11进行限位，突出部11的轴线位置保持固定，在锻压过程中中间部12在压机的锻压下轴线远离突出部11轴线，扩大了轴线之间的偏心距离，形成偏心度更大的第二偏心体，且由于第一模具2高度固定，中间部12在压机的驱动下轴线之间的偏心距离恒定，进而保证了偏心的精度，通过一次偏心和二次偏心的工艺组合，可以在锻造过程中将金属坯料表面和内部压实，从而提高零部件的致密度；二次偏心步骤后通过毛坯成型步骤修型冷却形成待加工的阀体毛坯3，通过毛坯成型阶段的修型和冷却，可以进一步提高阀体的尺寸精度，使得制成的阀体更加符合设计要求。
68.如图4至图5所示，本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在一次偏心步骤中，包括如下步骤：
69.号印分料：在坯料的上端面距离两侧端面相同距离的位置分别对称刻印，对突出部11进行倒角滚圆；
70.二次锻造：在坯料的两端分别套设第二模具4，并将坯料立起镦粗，在压机的驱动下，两个第二模具4相互靠近，以驱动坯料的两端填满第二模具4内腔。
71.如图3、图6至图7所示，本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在二次偏心步骤中，第一模具2设置在锻造设备的砧台上，压机镦粗并驱动中间部12靠近下砧面至与下砧面接触后停止锻压。具体在本实施例中，通过在砧台上设置第一模具2且将中间部12锻压至与砧台接触后停止锻压，可以更好地控制锻造过程中的变形，使得锻造出来的阀体尺寸精度更高；通过逐渐驱动中间部12向下砧面靠近的方式，能够有效控制锻造产生的偏心距离，同时可以更好地控制坯料的填充情况进而提高加工精度，减少加工误差。该方法的操作简单，易于掌握。
72.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在二次偏心步骤后，还包括如下步骤：
73.三次锻造：撤去第一模具2，套设第二模具4并将第二偏心体立起并再次镦粗。具体在本实施例中，三次锻造步骤中，第二偏心体再次镦粗完成后脱去第二模具4并进行精锻修型。通过第三次锻造，可以对第二偏心体进行再次锻造，进一步提高阀体的尺寸精度；采用第二模具4进行挤压，可以使金属坯料在锻造过程中更加紧密地结合，从而提高阀体的致密度。
74.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在坯料成型步骤中，还包括一次锻造步骤，一次锻造步骤中包括如下步骤：
75.一次镦粗：将坯料竖立并镦粗至高度为520mm；
76.一次拔长：将一次镦粗后的坯料先拔长至截面为边长560mm的正方形，再拔长至截面为高度580mm的正八边形，长度为910mm的柱状坯料；
77.二次镦粗：将一次拔长后的坯料镦粗至高度为520mm。
78.具体在本实施例中，通过一次拔长、二次镦粗的操作，可以更好地控制金属坯料的形状和尺寸，从而提高锻造过程中的精度和形状准确度；通过坯料的镦拔过程，可以在金属内部形成更为致密的组织结构，提高阀体的力学性能。
79.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在坯料成型步骤中，还包括如下步骤：
80.一次修型：将坯料拔长并整方至470*500*1074mm的立方体，并平整两端面。
81.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在一次锻造、一次修型、二次锻造和二次偏心步骤前，对坯料进行加热，加热温度为1200℃-1240℃，保温时间为1.5
±
0.5h。具体在本实施例中，考虑到控制大变形和锻件成形难度，产品加热火次四次，在这些成形步骤之前进行加热的目的是使得金属坯料达到足够的变形温度，从而有利于成形加工的进行。同时，合适的加热温度和保温时间可以提高锻造效率，并减少锻造过程中出现缺陷的可能性。
82.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在号印分料步骤中，使用窄砧在坯
料的上端面进行刻印，刻印处距离同侧的坯料端面的距离为150mm，刻印深度为35mm；对突出部11整形至端面圆角r≤20mm。
83.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在二次锻造步骤中，坯料的镦粗高度为880mm。
84.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在二次锻造步骤后，还包括如下步骤：
85.二次修型：对二次锻造后的坯料进行脱模，整形坯料的中间部12位至宽度为510mm，高度为630mm。
86.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，第一模具2和第二模具4在使用前进行预热，预热温度为250℃-350℃，预热时间持续1.5-2.5h。预热模具的目的是为了减少热应力，提高阀体的成形质量和精度，同时也可以防止模具变形或热裂。
87.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在二次偏心步骤中，将第一模具2垫高后设置在砧台上，垫高高度为15mm-20mm。
88.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在二次偏心步骤中，坯料的中间部12位接触下砧面后对坯料的中间部12位进行整形至宽度为508mm，高度为620mm。
89.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在三次锻造步骤中，套设第二模具4并立起镦粗坯料的镦粗高度为965mm。
90.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，在毛坯成型步骤中，三次锻造后的坯料空冷至表面700℃-750℃后放入炉温≤500℃的炉内进行炉冷，炉冷至200℃以下后将坯料取出，再次空冷。通过锻后冷却的控制，可以消除坯料内部的应力，避免阀体毛坯产生裂纹。
91.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，始锻温度为1200℃-1240℃，终锻温度≥850℃。这样的锻造温度能够使金属坯料达到较为理想的塑性状态，从而有利于进行成型操作和形状控制。
92.本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法，单工序锻造比大于等于1.8，工序总锻造比≥4。在本实施例提供的采油树用偏心阀体锻造方法中，通过控制锻造比，可以使金属坯料在锻造过程中达到更高的成形质量，从而提高阀体的尺寸精度和性能。
93.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，包括如下步骤：坯料成型：提供一金属料，将所述金属料锻造形成坯料；一次偏心：在所述坯料两端锻压形成第一偏心体(1)，所述第一偏心体(1)具有突出部(11)和中间部(12)，所述突出部(11)的轴线与所述中间部(12)的轴线不共线设置；二次偏心：设置一对第一模具(2)，所述突出部(11)限位安装在所述第一模具(2)上，锻压所述中间部(12)，以在所述第一模具(2)的限位下，所述中间部(12)的轴线朝向远离所述突出部(11)的轴线方向运动，形成第二偏心体；毛坯成型：修型所述第二偏心体并冷却，形成阀体毛坯(3)。2.根据权利要求1所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述一次偏心步骤中，包括如下步骤：号印分料：在所述坯料的上端面距离两侧端面相同距离的位置分别对称刻印，对所述突出部(11)进行倒角滚圆；二次锻造：在所述坯料的两端分别套设第二模具(4)，并将所述坯料立起镦粗，在压机的驱动下，两个所述第二模具(4)相互靠近，以驱动所述坯料的两端填满所述第二模具(4)内腔。3.根据权利要求2所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述二次偏心步骤中，所述第一模具(2)设置在锻造设备的砧台上，压机镦粗并驱动所述中间部(12)靠近下砧面至与下砧面接触后停止锻压。4.根据权利要求3所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述二次偏心步骤后，还包括如下步骤：三次锻造：撤去所述第一模具(2)，套设所述第二模具(4)并将所述第二偏心体立起并再次镦粗。5.根据权利要求1所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述坯料成型步骤中，还包括一次锻造步骤，所述一次锻造步骤中包括如下步骤：一次镦粗：将所述坯料竖立并镦粗至高度为520mm；一次拔长：将一次镦粗后的所述坯料先拔长至截面为边长560mm的正方形，再拔长至截面为高度580mm的正八边形，长度为910mm的柱状坯料；二次镦粗：将一次拔长后的所述坯料镦粗至高度为520mm。6.根据权利要求1所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述坯料成型步骤中，还包括如下步骤：一次修型：将所述坯料拔长并整方至470*500*1074mm的立方体，并平整两端面。7.根据权利要求2、3和6中任一项所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述一次锻造、一次修型、二次锻造和二次偏心步骤前，对所述坯料进行加热，加热温度为1200℃-1240℃，保温时间为1.5
±
0.5h。8.根据权利要求1所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述号印分料步骤中，使用窄砧在所述坯料的上端面进行刻印，刻印处距离同侧的所述坯料端面的距离为150mm，刻印深度为35mm；对所述突出部(11)整形至端面圆角r≤20mm。9.根据权利要求1所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述二次锻造步骤中，所述坯料的镦粗高度为880mm。
10.根据权利要求9所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述二次锻造步骤后，还包括如下步骤：二次修型：对二次锻造后的所述坯料进行脱模，整形所述坯料的中间部(12)位至宽度为510mm，高度为630mm。11.根据权利要求1所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，所述第一模具(2)和第二模具(4)在使用前进行预热，预热温度为250℃-350℃，预热时间持续1.5-2.5h。12.根据权利要求3所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述二次偏心步骤中，将所述第一模具(2)垫高后设置在砧台上，垫高高度为15mm-20mm。13.根据权利要求12所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述二次偏心步骤中，所述坯料的中间部(12)位接触下砧面后对所述坯料的中间部(12)位进行整形至宽度为508mm，高度为620mm。14.根据权利要求4所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述三次锻造步骤中，套设第二模具(4)并立起镦粗，所述坯料的镦粗高度为965mm。15.根据权利要求1所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，在所述毛坯成型步骤中，三次锻造后的所述坯料空冷至表面700℃-750℃后放入炉温≤500℃的炉内进行炉冷，炉冷至200℃以下后将所述坯料取出，再次空冷。16.根据权利要求15所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，始锻温度为1200℃-1240℃，终锻温度≥850℃。17.根据权利要求16所述的采油树用偏心阀体锻造方法，其特征在于，单工序锻造比≥1.8，工序总锻造比≥4。

技术总结
本发明提供了一种采油树用偏心阀体锻造方法，包括如下步骤：坯料成型：提供一金属料，将金属料锻造形成坯料；一次偏心：在坯料两端锻压形成第一偏心体，第一偏心体具有突出部和中间部，突出部的轴线与中间部的轴线不共线设置；二次偏心：设置一对第一模具，突出部限位安装在第一模具上，锻压中间部，以在第一模具的限位下，中间部的轴线朝向远离突出部的轴线方向运动，形成第二偏心体；毛坯成型：修型第二偏心体并冷却，形成阀体毛坯。通过第一模具对突出部进行限位，中间部在压机的锻压下轴线远离突出部轴线，形成偏心度更大的第二偏心体，且由于第一模具高度固定，轴线之间的偏心距离恒定，进而保证了偏心的精度，提高了加工效率。提高了加工效率。提高了加工效率。


技术研发人员：袁志明 郭泰 李同涛 夏明良 王亮
受保护的技术使用者：纽威精密锻造（溧阳）有限公司
技术研发日：2023.08.07
技术公布日：2023/10/11