《一種起重機油缸缸筒及其加工工藝》是徐州徐工液壓件有限公司於2011年12月24日申請的發明專利，該專利申請號為2011104491507，公布號為CN102517491A，公布日為2012年6月27日，發明人是王家聰、生敏、劉慶教、陳登民、張超峰、楊立志。
《一種起重機油缸缸筒及其加工工藝》屬液壓缸領域。缸筒本體材質為Q345B，該材料里含有Cr、Nb、Ni、V等合金元素，力學性能、焊接性能均優於45#鋼。加工工藝是：（1）使用熱軋鋼管：選擇管坯→下料→校直→粗車外圓→焊接法蘭→刮削內孔→粗車→精車；（2）使用高精度冷拔鋼管：冷拔→校直→下料→焊接法蘭→刮削內孔→粗車→精車；其特徵在於焊接工藝參數、冷拔加工工藝參數與刮削加工工藝參數。有益效果是油缸的焊接缺陷降低了50％以上，並且提高了缸筒材料的斷後伸長率，保證了缸筒的韌性，減小了缸筒發生脆性斷裂的危險，從而使油缸的安全可靠性得到了很大提升。
2021年6月24日，《一種起重機油缸缸筒及其加工工藝》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種起重機油缸缸筒及其加工工藝
- 申請人：徐州徐工液壓件有限公司
- 發明人：王家聰、生敏、劉慶教、陳登民、張超峰、楊立志
- 申請號：2011104491507
- 申請日：2011年12月24日
- 公布號：CN102517491A
- 公布日：2012年6月27日
- 地址：江蘇省徐州市金山橋經濟開發區桃山路18號
- 代理機構：徐州市三聯專利事務所
- 代理人：周愛芳
- Int. Cl.：C22C38/00; B23P15/00; B23K9/16; F16J10/00
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
截至2011年12月，隨著中國工程機械行業的迅速發展，大噸位汽車起重機、泵車等工程機械對油缸材料的強度、韌性和焊接性能方面要求越來越高。中國國內工程機械油缸普遍採用45#鋼鋼管進行製造，45#鋼是一般結構用鋼，屬於中碳鋼，由於C含量增加了，焊接性能也就同時降低了。45#鋼管由於碳含量高，在焊接過程中必須進行預熱、焊後保溫、焊後熱處理等措施，才可以消除焊接缺陷。在實際生產過程中，由於油缸的結構與加工工藝的限制，很多時候無法滿足這些熱處理要求，於是就不可避免地在油缸焊接部位產生了較多的缺陷，工程機械的多數故障與質量反饋都是在焊接部位產生的。
發明內容
專利目的
為了解決專利背景中的問題，《一種起重機油缸缸筒及其加工工藝》提供一種起重機油缸缸筒及其加工工藝，可以克服2011年12月前中國國內普通使用的45#鋼鋼管油缸的性能不足。
技術方案
一種起重機油缸缸筒，所述缸筒的本體材質為Q345B，其化學成分百分含量為：C≤0.2、Si≤0.5、Mn≤1.7、P≤0.035、S≤0.035、Nb≤0.07、V≤0.15、Ti≤0.2、Cr≤0.3、Ni≤0.5、Cu≤0.3、N≤0.012、Mo≤0.1，其餘為Fe。
上述起重機油缸缸筒採用Q345B熱軋鋼管加工的加工方法是：選擇管坯→下料→校直→粗車外圓→缸體與法蘭焊接→刮削內孔→粗車→精車；所述的缸體與法蘭焊接的焊接坡口形式為U型坡口，焊接方法為氣體保護焊接，保護氣體成分為80％Ar+20％CO2，焊絲選用藥芯焊絲ER50-6，焊絲直徑φ1.2，焊接參數如下：焊接電流為：第一層200-220安培，第二層230-250安培，第三層230-250安培；焊接電壓為：第一層20-22伏特，第二層和第三層均為23-25；焊接速度為：第一層、第二層和第三層均為5-8毫米/秒；氣流為：第一層、第二層和第二層均為18-25升/分鐘；所述的刮削內孔採用刮削滾光機，刮削加工工藝參數為：轉速460轉/分鐘，進給1.2毫米，低壓32兆帕，高壓46兆帕。
上述起重機油缸缸筒採用Q345B冷拔鋼管加工的加工方法是：冷拔→校直→下料→焊接法蘭→刮削內孔→粗車→精車；所述的冷拔工藝為：選擇管坯→坯料退火→酸洗→磷化→皂化→冷拔1→磷化→皂化→冷拔2→成品回火；其中坯料退火溫度：850±10攝氏度，成品回火溫度600±10攝氏度，冷拔道次變形率：1.15-1.2。
所述的焊接法蘭和刮削內孔的方法和工藝參數與採用Q345B熱軋鋼管加工缸筒的方法中的相同。
改善效果
《一種起重機油缸缸筒及其加工工藝》採用新材料加工的起重機油缸缸筒，油缸的焊接缺陷降低了50％以上，並且提高了缸筒材料的斷後伸長率，保證了缸筒的韌性，減小了缸筒發生脆性斷裂的危險，從而使油缸的安全可靠性得到了很大提升。
附圖說明
附圖是焊接U型坡口示意圖。
附圖
技術領域
《一種起重機油缸缸筒及其加工工藝》涉及一種油缸缸筒，具體是一種起重機油缸缸筒及其加工工藝，主要套用於汽車起重機上，屬於工程機械製造行業。
權利要求
1.一種起重機油缸缸筒的加工工藝，其特徵是使用Q345B熱軋鋼管加工，具體流程為：選擇管坯→下料→校直→粗車外圓→缸體與法蘭焊接→刮削內孔→粗車→精車；所述的缸體與法蘭焊接的焊接坡口形式為U型坡口，焊接方法為氣體保護焊接，保護氣體成分為80％Ar+20％CO2，焊絲選用藥芯焊絲ER50-6，焊絲直徑φ1.2，焊接參數如下：焊接電流為：第一層200-220安培，第二層230-250安培，第三層230-250安培；焊接電壓為：第一層20-22伏特，第二層和第三層均為23-25；焊接速度為：第一層、第二層和第三層均為5-8毫米/秒；氣流為：第一層、第二層和第二層均為18-25升/分鐘；所述的刮削內孔採用刮削滾光機，刮削加工工藝參數為：轉速460轉/分鐘，進給1.2毫米，低壓32兆帕，高壓46兆帕；所述缸筒的本體材質為Q345B，其化學成分百分含量為：C≤0.2、Si≤0.5、Mn≤1.7、P≤0.035、S≤0.035、Nb≤0.07、V≤0.15、Ti≤0.2、Cr≤0.3、Ni≤0.5、Cu≤0.3、N≤0.012、Mo≤0.1，其餘為Fe。
2.一種起重機油缸缸筒的加工工藝，其特徵是使用Q345B冷拔鋼管加工，具體流程為：冷拔→校直→下料→焊接法蘭→刮削內孔→粗車→精車；所述的冷拔工藝為：選擇管坯→坯料退火→酸洗→磷化→皂化→冷拔1→磷化→皂化→冷拔2→成品回火；其中坯料退火溫度：850±10攝氏度，成品回火溫度600±10攝氏度，冷拔道次變形率：1.15-1.2；所述的焊接法蘭的焊接坡口形式為U型坡口，焊接方法為氣體保護焊接，保護氣體成分為80％Ar+20％CO2，焊絲選用藥芯焊絲ER50-6，焊絲直徑φ1.2，焊接參數如下：焊接電流為：第一層200-220安培，第二層230-250安培，第三層230-250安培；焊接電壓為：第一層20-22伏特，第二層和第三層均為23-25；焊接速度為：第一層、第二層和第三層均為5-8毫米/秒；氣流為：第一層、第二層和第二層均為18-25升/分鐘；所述的刮削內孔採用刮削滾光機，刮削加工工藝參數為：轉速460轉/分鐘，進給1.2毫米，低壓32兆帕，高壓46兆帕；所述缸筒的本體材質為Q345B，其化學成分百分含量為：C≤0.2、Si≤0.5、Mn≤1.7、P≤0.035、S≤0.035、Nb≤0.07、V≤0.15、Ti≤0.2、Cr≤0.3、Ni≤0.5、Cu≤0.3、N≤0.012、Mo≤0.1，其餘為Fe。
實施方式
- 實施例1
直接使用Q345B熱軋鋼管加工，原材料規格：Φ152*16，內孔Φ120毫米，加工後內孔尺寸：Φ125毫米（+0.07～+0.03），加工設備採用美國SIDRRA公司3米刮削滾光機。此種加工方式生產的產品對強度要求不高，對安全性要求更高，鋼管外圓機加工後，焊接法蘭後再刮削加工內孔。
加工工藝流程是：選擇管坯→下料→校直→粗車外圓→缸體與法蘭焊接→刮削內孔→粗車→精車；如附圖所示，焊接坡口形式為U型坡口。焊接方法為氣保焊，保護氣體成分為80％Ar+20％CO2，焊絲選用藥芯焊絲ER50-6，焊絲直徑φ1.2，焊接參數如表1所示。
焊接參數 | 第一層 | 第二層 | 第三層 |
|---|---|---|---|
焊接電流（安培） | 200-220 | 230-250 | 230-250 |
焊接電壓（伏特） | 20-22 | 23-25 | 23-25 |
焊接速度（毫米/秒） | 5-8 | 5-8 | 5-8 |
氣流（升/分鐘） | 18-25 | 18-25 | 18-25 |
刮削內孔：原材料規格：Φ152*16，內孔Φ120毫米，加工後內孔尺寸：Φ125毫米（+0.07～+0.03），加工設備為美國SIDRRA公司3米刮削滾光機。設備加工時參數見表2。
材料 | Q345B |
|---|---|
轉速（轉/分鐘） | 460 |
進給（毫米） | 1.2 |
低壓（兆帕） | 32 |
高壓（兆帕） | 46 |
- 實施例2
使用Q345B冷拔鋼管，原材料規格：Φ273*18，冷拔後內孔Φ229毫米，加工後內孔尺寸：Φ230毫米（+0.07～+0.03），加工設備採用義大利TACCHI公司5米刮削滾光機。此種加工方式主要使用在對強度要求更高的產品上，通過冷拔加工方式，提高鋼管的強度性能，鋼管外圓不需要經過機加工，直接焊接與刮削加工內孔。
具體工藝流程為：冷拔→校直→下料→焊接法蘭→刮削內孔→粗車→精車。
冷拔工藝為：選擇管坯→坯料退火→酸洗→磷化→皂化→冷拔1（264/230）→磷化→皂化→冷拔2（260/229）→成品回火；其中坯料退火溫度：850±10攝氏度，成品回火溫度600±10攝氏度，冷拔道次變形率：1.15-1.2。
焊接法蘭的焊接坡口形式為U型坡口，焊接方法為氣體保護焊接，保護氣體成分為80％Ar+20％CO2，焊絲選用藥芯焊絲ER50-6，焊絲直徑φ1.2，焊接參數如下：焊接電流為：第一層200-220安培，第二層230-250安培，第三層230-250安培；焊接電壓為：第一層20-22伏特，第二層和第三層均為23-25；焊接速度為：第一層、第二層和第三層均為5-8毫米/秒；氣流為：第一層、第二層和第二層均為18-25升/分鐘；刮削內孔採用刮削滾光機，刮削加工工藝參數為：轉速460轉/分鐘，進給1.2毫米，低壓32兆帕，高壓46兆帕。
經檢測，油缸的焊接缺陷降低了50％以上，提高了缸筒的斷後伸長率，保證了缸筒的韌性，減小了缸筒發生脆性斷裂的危險。
專利榮譽
2021年6月24日，《一種起重機油缸缸筒及其加工工藝》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
