帶壓開孔齒輪鍛造加工技術(shù)應(yīng)用

隨著管道帶壓開孔工程的管道材質(zhì)由原來的鑄鐵、碳鋼等材質(zhì)向著輕量化（如PE管材）合金化如美標(biāo)X系列（國內(nèi)L系列）發(fā)展，而管道帶壓開孔的口徑也由原來的DN500-800向著DN1000-DN3000更大口徑逐漸演進(jìn)。因此，現(xiàn)有的帶壓開孔設(shè)備已不能適應(yīng)當(dāng)前管道的材質(zhì)及口徑的需求，對帶壓開孔機(jī)提出了更高的性能要求。

尤其是國家在黨的十九大以來，對能源（如石油、天然氣）以及水資源合理利用開發(fā)建設(shè)方面加快了發(fā)展勢頭，合金管道的帶壓開孔數(shù)量逐漸增多，對帶壓開孔機(jī)的開孔鉆頭、套刀以及鉆桿及變速箱的強(qiáng)度要求相比原有設(shè)備要高出2個(gè)量級標(biāo)準(zhǔn)。

新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用有力推動了高鋼級管道鋼的發(fā)展進(jìn)程。從國外的應(yīng)用來看，上世紀(jì)80年代初期，微合金鋼的研究應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展。商用X80管道鋼冶金上采用了低碳微合金鋼，軋制中TM（Thermo-mechanical）和MACOS（Mannesmann cooling system）水簾冷卻技術(shù)的引進(jìn)使國內(nèi)批量生產(chǎn)成為可能。鋼管屈服強(qiáng)度為611MPa，抗位強(qiáng)度為721MPa，屈強(qiáng)比為0.85，管體沖擊韌性CVN為190J。

鋼管的強(qiáng)度增加，也同樣對帶壓開孔機(jī)的變速齒輪硬度提出了更高的要求。改進(jìn)帶壓開孔機(jī)的齒輪制造工藝，更多地應(yīng)用鍛造成型技術(shù)，齒輪精密鍛造成形是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗的先進(jìn)制造技術(shù)。

1.制造技術(shù)上提升

1.1由于帶壓開孔機(jī)在合金管道帶壓開孔施工過程中，變速箱中的齒輪的承載能力提高，必須改進(jìn)加工工藝才能適應(yīng)對合金管道的切削作業(yè)。齒輪精切后，進(jìn)行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。但在熱處理中，齒輪不可避免地會產(chǎn)生變形，因此在熱處理之后須進(jìn)行磨削、研磨或精切 ，以消除因變形產(chǎn)生的誤差，提高齒輪的精度。

1.2而在制造方法上，要完全摒棄鑄造方法制造的齒輪，尤其是使用鑄造閥門及各種管件的劣質(zhì)鋼鑄造的鋼坯進(jìn)行加工，根本無法適應(yīng)現(xiàn)在管道帶壓開孔作業(yè)的要求。鑄造齒輪的內(nèi)部組織相對稀松，強(qiáng)度低，容易出現(xiàn)砂眼，縮松，易斷裂變形，防爆級別低于鍛造工藝工具，尤其是目前國家倡導(dǎo)綠色環(huán)保，鑄造件已經(jīng)漸漸被列為淘汰系列。

1.3鍛造齒輪的內(nèi)部組織致密，強(qiáng)度高，壽命長，使用性能優(yōu)良，不僅外型美觀，工作硬度也大大提高，含雜質(zhì)極少，防爆性能更可靠，級別更高。可以用于更為嚴(yán)格的合金管道帶壓開孔的工作條件。

鍛造齒輪在未來發(fā)展中更受關(guān)注，沖壓能量高在近年來在齒輪鍛造方面有很大的發(fā)展，越來越多的鍛造廠家和用戶重視齒輪鍛造，尤其是鍛造齒輪后獲得了很好的成果后，對合金管道帶壓開孔過程中切削更為精確，切削后表面平滑無毛刺，不會產(chǎn)生夾刀現(xiàn)象。

表面質(zhì)量：直面氧化皮厚度不得大于0.04mm，應(yīng)通過氧化皮處理方式去除干凈。此時(shí)，表面粗糙度必須符合技術(shù)文件中的要求，一般應(yīng)在Ra6.3mm以下。不允許存在裂紋、夾雜物、折疊、突起等缺陷。不影響齒輪精度的碰傷、微小凹坑等缺陷。

2.鍛造加工的齒輪質(zhì)量

2.1內(nèi)在質(zhì)量：精鍛件的晶粒度應(yīng)達(dá)到3級~8級，視材料而定。精鍛后需要作滲碳淬火的精鍛件，其脫碳深度不允許超過滲碳深度的15%。

2.2采用高壓水除磷原理解決齒輪表面的氧化皮處理不干凈造成的缺陷問題，圓棒料清洗或者精鍛后清洗。要求較高時(shí)可以在圓棒料和精鍛后都進(jìn)行氧化皮處理工序，齒輪表面氧化皮明顯減少。采用超高壓氧化皮清洗機(jī)有效提高齒輪的表面質(zhì)量，提高生產(chǎn)齒輪的質(zhì)量。

總之，帶壓開孔機(jī)變速的鍛造齒輪內(nèi)部組織密度更好、強(qiáng)度更高。鍛造齒輪可以用于更嚴(yán)格的工作條件。