[发明专利]一种带颈法兰

说明书

技术领域：

本发明涉及管道连接件法兰，特别提供了一种用挤压铸造方法获得的带颈法兰。

背景技术：

法兰是管道连接中必不可少的部件，应用范围广，市场需求大。其中带颈法兰是法兰中比较复杂的品种，目前国内专业生产法兰的企业主要采用下述三种方法进行生产。第一种方法是板材加工的方法，即轧制后的板材下料，机械加工成法兰盘；同时板材下料机械加工，卷板焊接成筒状，整形后成法兰颈；再将法兰盘和法兰颈焊接在一起，整体机加工出成品；这种方法的缺点是，材料利用率低，工序多，工艺复杂，周期长，另外产品有两道焊缝，气密性得不到保证，可靠性差。第二种方法是锻造的方法，即采用铸造、环轧再车削机加出法兰颈的工艺路线，这种方法产品没有焊缝，气密性可以得到可靠的保证，产品的机械性能良好，质量稳定可靠，但是该方法设备投资大，只有那些设备技术能力非常强的工厂才能采用，仅适合那些市场需求量大的标准法兰的制作，并且材料利用率低仅有50％。第三种方法是铸造的方法，即采用铸造的方法直接制造出带颈法兰，虽然该种方法制造成本低，但是质量上得不到保证，而且有些法兰所需材料为锻造合金，不适合铸造，这种方法就无能为力，因此这种方法铸造的法兰主要应用于管道压力低、可靠性要求不高的场合，如灰铸铁、球墨铸铁法兰等，大量应用于给排水工程中。

发明内容：

为了解决小批量多品种法兰的生产，特别是大直径带颈法兰，提高材料的利用率，同时又要保证产品的质量，本发明提供了一种带颈法兰，其特征在于：该法兰由挤压铸造的方法获得的，没有焊缝，组织呈现连续的流线型结构特征，其流线型与构件形状的走向相一致。

本发明特别涉及铝合金法兰。

挤压铸造是对浇入铸型型腔内的液态金属施加较高的机械压力，并使其成型和凝固，从而获得铸件的一种工艺方法，这种工艺方法介于铸造于锻造之间，也被称为液态模锻。由于挤压铸造是使金属在高机械压力下进行结晶，因而具有如下特点：

(1)挤压铸造可以消除内部的气孔，缩孔和疏松等缺陷，产生局部的塑性变形，使铸件组织致密。加之在压力下结晶，还有明显的细化晶粒，加快凝固速度和组织均匀化作用。因此，挤压铸件的机械性能一般要高于其它普通铸件，而接近甚至达到同种合金的锻件水平，同时它没有铸件中的通常存在的各向异性。

(2)液态金属在压力下成型和凝固，使铸件与型腔壁结合紧密，因而铸件尺寸精度高，能够保证近尺寸成型，同时不需要浇冒口系统，原材料利用率高。

(3)挤压铸件在凝固过程中，各部位处于压应力状态，有利于铸件的补缩和防止铸造裂纹的产生，因此，挤压铸造工艺适用性较强，它不仅能适用于铸造性能较好的铸造合金，而且也适合于铸造性能不好的变形合金。

(4)挤压铸造的工艺简单，铸件质量高，稳定性好，易于实行机械化、自动化，生产率高，适合大批量生产。

总之，本发明采用挤压铸造法兰，充分发挥了挤压铸造的铸锻结合、以铸代锻的的工艺优势，挤压铸造法兰与普通铸造法兰相比，质量大幅度提高大到锻造法兰的性能，可靠性高，同时扩大了铸造法兰的选材范围，能够生产出普通铸造无法生产的法兰，如特种合金法兰，变形铝合金法兰能；与锻造和板材加工相比，挤压铸造工艺简化，工序少材料利用率高，降低了法兰的成本。

附图说明：

附图1为为带颈法兰成型示意图；

图中：1为上压头连接板，2为装配板，3为上冲头，4为模芯，5为阴模，6为水冷套，7为底版，8为金属液，9为顶出杆。

具体实施方式：

由件1、2、3组成的上压头，安装在液压机活动上横梁上，可随活动横梁上下运动，当上述上压头随上横梁升高后，向阴模3和模芯5，顶杆9组成的空腔内，注入金属液8，上压头下降，挤压金属溶液，溶液在上压头与阴模形成的空腔中，压力下凝固，为了保持模具温度，由水冷套通水将热量导出。保压40秒至90秒后，上压头抬起，顶出杆上升顶出成品工件，完成一个工件的制备过程。当顶出杆复位后，可进行第二件制备。

实施例

LF_2R高颈法兰，按GB3193-82标准熔炼合金，在700±15℃浇注，模具温度250±50℃，模具闭合时间，压力逐步上升时间不大于5秒，达到25MPa时，保压1分30秒至2分钟，开摸，顶出制件。为使工件易于脱出，可在模具内腔喷刷润滑剂。该法兰材料为变形合金，不适于铸造，用本实施例方法制备的法兰性能达到σ_D≥187Mpa，δ≥24％，焊接性能良好。