一种双承口球墨铸铁管的制造工艺
技术领域
本发明属于球墨铸铁管制造领域，具体涉及一种双承口球墨铸铁管的制造工艺。
背景技术
最常见球墨铸铁管接口型式为承插滑入式T型接口，安装时将铸铁管的插口一端直接插入到另一支管道的承口内，中间用密封橡胶圈密封联接。承插式接口形式具有结构简单、安装方便、密封性较好等特点。接口能适应一定的基础变形，具有一定的抗震能力，同时利用其偏转角实现管线长距离的转向。
现有技术中，在球墨铸铁管的制造工艺中，铸钢芯架上安装的砂型型芯为承口的内芯模具，并且在端部起到防止铁液外泄的作用，现有技术中采用的砂型型芯在受铁液冲刷时，极容易变形，因此砂型型芯材质的选择尤为重要，否则会直接影响到承口的铸造质量。另外砂型型芯的密封腔和防脱腔对应的模型模块处的设置，会直接影响到密封腔和防脱腔的铸造形状，现有技术中型芯模具的工作面单一，铸造出来的密封腔和防脱腔容易因铁液堆积、流失造成形变影响使用。在现有技术中离心铸管机进行拉管时，其速度基本保持不变，如果设定的拉管速度过快会对仍处于高温状态的铸管的形状因拉伸造成影响，损害其质量，如果速度过慢，会影响铸管的生产制造效率。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明旨在提供一种双承口球墨铸铁管的制造工艺，采用的砂型型芯制造工艺简单，材质不易变形；离心铸管机的拉管系统的拉管操作速度设定合理，有效保证铸管质量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种双承口球墨铸铁管的制造工艺,包括以下步骤：
1）.将打点后的浇注模具装入离心铸管机，浇注模具外壁通入冷却水冷却；将制作好的砂型型芯装在铸钢芯架上，铸钢芯架安装至浇注模具的承口端；
2）.将铁液经过球化、扒渣处理后倒入离心铸管机扇形包内等待浇注；
3）.启动离心铸管机的拉管系统，铁液浇入浇注模具内壁开始拉管；
4）.拉制成型后将双承口球墨铸铁管拔出、退火并去除砂型型芯；
5）.在插口处焊接上插口焊环；
6）.在承口的密封腔内安装密封圈，防脱腔内安装防脱环。
其中，步骤2）中砂型型芯的制作方法具体为：采用冷芯盒制作工艺制作砂型型芯，将水洗砂与酚醛树脂和聚异氰酸酯均匀混合，用不低于0.6MPa的高压空气将混合料充入芯盒内部，而后吹入三乙胺气体使其硬化。
步骤2）中铸钢芯架具体结构为：铸钢芯架上设置加长芯爪，加长芯爪长度为50~150m，加长芯爪与芯架支撑圈之间设置加固筋板，加长芯爪与筋板均采用铸钢材质，铸钢加长芯爪外径尺寸与承口直管段内径一致。
制作浇注模具具体材质采用21CrMo10；浇注模具与承口的防脱腔弧面段打点，打点后点的直径1.5～4mm，点间距0.5mm，点深度0.15～0.4mm；双承口球墨铸铁管管身长度设置为5950~5850mm。
步骤4）中离心铸管机的拉管系统进行拉管时，其拉制速度曲线采用分段控制，在承口手动控制段，离心铸管机的主机行走速度瞬间提速至20～30mm/s，离心铸管机的主机行走距离为160～365mm，在管身管管段，离心铸管机的主机速度由模块控制匀速直线运动，行走速度达到20~50mm/s，主机行走距离为5550~5650mm，距离插口300mm段，手动控制主机行走速度自30~40mm/s逐渐降速至0。
步骤6）中焊环的焊接具体工艺为：插口焊环焊接在距离插口的端部110～215mm处；将焊环处打磨干净后安装固定位置的铜箍，铜箍端面与铸管轴线垂直；其中铜箍材质为T2；焊接时采用FR Ni-1纯镍铁焊丝，并采用二氯化碳作为保护气体，保护气体的气体流量为15～25m3/h，焊环宽度5～8mm，焊环高度4～7mm。
步骤6）中砂型型芯设置有与球墨铸铁管承口的密封腔和防脱腔相对应的一个密封腔砂型、一个承口防脱腔砂型；防脱腔砂型设有第一工作面、第二工作面和第三工作面，第一工作面有留有凹槽，保证管线受轴向压力时，插口焊环部位不因受阻力过大而损坏；第二工作面设置为球形结构，管线安装时与球形防脱环外表面配合，管线受轴向拉力时，防脱环一方面能够在球形工作面内自由活动，一方面由插口焊环阻挡一侧阻挡，起到防滑锚固作用；最外层的第三工作面用于堵挡高速旋转的铁液飞出。
步骤6）中圆形的防脱环具体由至少两个圆弧段首尾相连拼接而成；每个圆弧段的一端设有卡块，另一端设有与卡块相配合的卡口；所述卡块上设有与防脱腔侧壁相抵触的挤压部。
本发明具有的有益效果为：
通过卡块上具有弹性的挤压部与防脱腔内壁的抵触作用，使防脱环牢固的锁紧插口上，能使管道在轴向方向允许一定的位移，密封接口偏移角为3°～5°，可以承受环境温度变化过大时产生的热胀冷缩，能适应一定的基础变形，具有较强的抗震能力，同时利用其偏转角实现管线长距离的转向。
本发明制作砂型型芯时，采用冷芯盒制作工艺，将水洗砂与酚醛树脂和聚异氰酸酯均匀混合，用不低于0.6MPa的高压空气将混合料充入芯盒内部，而后吹入三乙胺气体使其硬化，制造简单，材质廉价耐用，且制成的砂型型芯不易受热变形，有效保证了制造质量。
防脱腔砂型部设有三个工作面，第一工作面有留有凹槽，保证管线受轴向压力时，插口的焊环部位不因受阻力过大而损坏；第二工作面设置为球形结构，管线安装时与球形防脱环外表面配合，管线受轴向拉力时，防脱环一方面能够在球形工作面内自由活动，一方面由插口焊环阻挡一侧阻挡，起到防滑锚固作用；最外层第三工作面用于堵挡高速旋转的铁液飞出。
离心铸管机的拉管系统拉管时，在不同的阶段设置不同的拉管速度，有效保证插口浇铸壁厚达到标准要求，显著提高铸管的生产效率，保证了铸管的生产质量。
附图说明
图1为本发明的承口与插口对接时的示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为防脱环结构示意图；
图4为防脱环的卡块结构示意图；
图5为U型夹片夹设防脱环与承口的外壁的状态图；
图6为砂型型芯的结构示意图。
具体实施方式
如图1-6所示的一种双承口球墨铸铁管包括管体和设置在管体两端的承口2和插口1，承口2由外向内一次设有密封腔21和防脱腔22。本发明提供双承口球墨铸铁管的制造工艺,具体包括以下步骤：
1.将打点后的浇注模具装入离心铸管机，浇注模具外壁通入冷却水冷却；将制作好的砂型型芯6装在铸钢芯架上，铸钢芯架安装至浇注模具的承口端。其中制作浇注模具具体材质采用21CrMo10；浇注模具与砂型型芯6承口端的防脱腔砂型部的弧面段打点，打点后点的直径1.5～4mm，点间距0.5mm，点深度0.15～0.4mm；双承口球墨铸铁管管身长度设置为5950~5850mm。
2.将铁液经过球化、扒渣处理后倒入离心铸管机扇形包内等待浇注。其中砂型型芯6的制作方法具体为：采用冷芯盒制作工艺制作砂型型芯6，将水洗砂与酚醛树脂和聚异氰酸酯均匀混合，用不低于0.6MPa的高压空气将混合料充入芯盒内部，而后吹入三乙胺气体使其硬化。砂型型芯6的制造简单，材质廉价耐用，且制成的砂型型芯6不易受热变形，有效保证了制造质量。其中，如图6所示，砂型型芯6设置有与球墨铸铁管承口2的密封腔21和防脱腔22相对应的一个密封腔砂型部62、一个承口防脱腔砂型部；防脱腔砂型部设有第一工作面611、第二工作面612和第三工作面613，第一工作面611有留有凹槽，保证管线受轴向压力时，插口1的焊环11部位不因受阻力过大而损坏；第二工作面612设置为球形结构，管线安装时与球形防脱环4外表面配合，管线受轴向拉力时，防脱环4一方面能够在球形工作面内自由活动，一方面由插口1焊环11阻挡一侧阻挡，起到防滑锚固作用；最外层第三工作面613用于堵挡高速旋转的铁液飞出。
3.启动离心铸管机的自动拉管系统，铁液浇入浇注模具内壁开始拉管；离心铸管机的拉管系统进行拉管时，其拉制速度曲线采用分段控制，在承口2手动控制段，离心铸管机的主机行走速度瞬间提速至20～30mm/s，离心铸管机的主机行走距离为160～365mm，在管身管管段，离心铸管机的主机速度由模块控制匀速直线运动，行走速度达到20~50mm/s，主机行走距离为5550~5650mm，距离插口1300mm段，手动控制主机行走速度自30~40mm/s逐渐降速至0，，保证插口浇铸壁厚达到标准要求，显著提高铸管的生产效率，保证了铸管的生产质量。其中，铸钢芯架上设置加长芯爪，加长芯爪长度为50~150m，加长芯爪与芯架支撑圈之间设置加固筋板，加长芯爪与筋板均采用铸钢材质，铸钢加长芯爪外径尺寸与铸管承口2直管段内径一致，可实现对砂型型芯6的有效抓取，极大方便了拉管操作。
4.拉制成型后将双承口球墨铸铁管拔出、退火并去除砂型型芯6。
5.在插口1的处焊接上插口1焊环11；：插口1焊环11焊接在距离插口1的端部110～215mm处；将焊环11处打磨干净后安装固定位置的铜箍，铜箍端面与铸管轴线垂直；其中铜箍材质为T2；焊接时采用FR Ni-1纯镍铁焊丝，并采用二氯化碳作为保护气体，保护气体的气体流量为15～25m3/h，焊环11宽度5～8mm，焊环11高度4～7mm，可有效保证焊环11的质量，保证在插口1与承口2进行对接时焊环11的牢固程度，避免焊环11因机械对接造成损害，影响管道整体质量。
6.在承口2的密封腔21内安装密封圈3，防脱腔22内安装防脱环4。如图3和图4所示，圆形的防脱环4具体由至少两个圆弧段首尾相连拼接而成；每个圆弧段的一端设有卡块40，另一端设有与卡块40相配合的卡口42；卡块40上设有与防脱腔22侧壁相抵触的挤压部41；其中卡块40采用具有弹性的橡胶材质。通过卡块40上具有弹性的挤压部41与防脱腔22内壁的抵触作用，使防脱环4牢固的锁紧插口1上，能使管道在轴向方向允许一定的位移，密封接口偏移角为3°～5°，并且可以承受环境温度变化过大时产生的热胀冷缩，能适应一定的基础变形，具有较强的抗震能力，同时利用其偏转角实现管线长距离的转向。
本发明的双承口球墨铸铁管制作完成后，在铺设安装时，将管道设置在安装台上；如图5所示，将 U型夹片5夹设在防脱环4与承口2的外壁之间，使防脱环4的卡口42上设置的挤压部41被挤压变形并与防脱腔22内壁相贴合，进而使防脱环4在U型夹块夹持作用下靠近防脱腔22内壁，扩大圆形的防脱环4的内径，更方便插口1向内插入；之后再插口1和承口2内壁上涂抹润滑油，将相邻两根管道通过承口2与插口1相连接；对接时直至插口1上的焊环11越过防脱环4后，将夹设承口2外壁与防脱环4之间的在U型件拆除，圆形防脱环4的挤压部41恢复形变使防脱环4的直径向内缩小，使防脱环4与将套设在承口2内的插口1紧密贴合，起到有效的密封固定、防脱作用。
