[发明专利]自升式平台桁架式桩腿弦杆整体挤压成型制造方法

权利要求书

1.一种自升式平台桁架式桩腿弦杆整体挤压成型制造方法，其特征是：其步骤为：

一、确定钢锭材料重量：在挤压制造前，根据所要制造的桩腿弦杆的截面积、长度设立模型，计算所需钢材材料总重量；桁架式自升式海洋平台桩腿是由弦杆及钢结构管组成的等边三角形或其他稳定几何形状的结构物，总长大都在100米以上，在施工建造时由长约8m至9m左右的许多分段逐段焊接而成，经过计算得到需要的挤压制坯料的重量为20吨，加上工艺需要炼钢铸锭的锭型为28吨；

二、制坯：

确定钢锭锭型及炼钢铸锭：确定弦杆长度后，经过计算确定需要的挤压制坯料的重量，确定炼钢铸锭的锭型为圆柱状24或28楞钢锭，采用优质生铁及钢屑进行真空电炉粗炼钢水及真空电炉精炼后浇铸钢锭，冷却后倒模脱锭；

钢锭蹾粗：去除钢锭水冒口后，加热钢锭至1200℃--1300℃，将钢锭水平横置于水压机或油压机砧台上，转动钢锭，并用压机砧头轻拍钢锭起楞处进行整形，直至钢锭成为正圆柱状，再将钢锭立放进行蹾粗，至钢锭长度为原锭身长度的1/2；

钢锭冲孔：使用φ300-φ500的冲孔砧头，快速压下，将实心钢锭芯部冲掉成为空心钢锭，并去除端部挂渣及毛刺；

锭身拔长及精整：将已完成冲孔的钢锭连同芯棒水平横置于压机砧台，穿入φ300mm—φ500mm的芯棒，操作机夹持并转动钢锭，用压机砧头沿钢锭圆周锻压锭身，进行拔长，平整上下端面后最终得到空心锻造坯料；锻造期间，如锻坯温度低于900 ℃时可回炉加热后再进行锻制；

三、模具准备：挤压模具按所需弦杆形状预先制造，模具分别为：挤压筒、垫板、挤压模、芯轴、凸模压头；挤压模具为组合式模具，包括挤压筒（8）、垫板（11）、挤压模（9）、芯轴（10）、凸模压头（6）；垫板（7）中间设有可通过挤压后的弦杆的通孔，垫板（11）上端边缘安有挤压筒（8），挤压筒（8）内安有挤压模（9）；垫板（11）、挤压筒（8）、挤压模（9）组成一体，固定于挤压机上保持静止，芯轴（9）也相对于挤压筒（6）、垫板（7）、挤压模（8）保持轴向静止，保证弦杆内孔的同心度及弦杆的直线度；

四、整体挤压：将锻造坯料在加热炉中加热到1200℃出炉，放入专用成型模具中，在40000吨级以上的垂直压力机上，将所制坯料以匀速整体挤出；

五、整形矫直：弦杆整体挤出后，将整根弦杆天车吊至整形压力机上，趁挤压后的工件仍有余温，进行热矫直成型；

六、热处理调质：将整根工件加热至900℃以上并保温5小时，出炉后水冷淬火；

回火时将工件加热至600℃-640 ℃，保温10小时，出炉进行冷却；

七、齿形加工：将成品弦杆安置在火焰切割机上根据齿形进行切齿加工。

2.根据权利要求1所述的一种自升式平台桁架式桩腿弦杆整体挤压成型制造方法，其特征是：一、确定钢锭材料重量：进行剖面参数的优化计算；为保证整体制造的弦杆结构承载能力不低于焊接式结构，结构重量基本能保持不变或减轻，同时不影响与其相联的结构件整体尺寸有较大变动，通过计算得出9m弦杆，需要的挤压制坯料的重量约为20吨，加上工艺需要确定炼钢铸锭的锭型为28吨；

二、制坯：桁架式自升式海洋平台桩腿是由弦杆及钢结构管组成的等边三角形或其他稳定几何形状的结构物，总长大都在100米以上，在施工建造时由长约8m至9m左右的许多分段逐段焊接而成，弦杆是每个分段的主要承力结构件，每根弦杆长度也约为8m至9m；

下面以长度9m的弦杆为例说明制坯过程：

确定锭型及炼钢铸锭：确定弦杆长度后，经过计算得到需要的挤压制坯料的重量为20吨，加上工艺需要炼钢铸锭的锭型为28吨圆柱状24楞钢锭，采用优质生铁及钢屑进行真空电炉粗炼钢水及真空电炉精炼后浇铸钢锭，冷却后倒模脱锭；

钢锭蹾粗：去除钢锭水冒口后，加热钢锭至1200℃，将钢锭水平横置于水压机或油压机砧台上，转动钢锭，并用压机砧头轻拍钢锭起楞处进行整形，直至钢锭成为正圆柱状，再将钢锭立放进行蹾粗，至钢锭长度为原锭身长度的1/2；

钢锭冲孔：采用φ300的冲孔砧头，快速压下，将实心钢锭芯部冲掉成为空心钢锭，并注意去除端部挂渣及毛刺；

锭身拔长及精整：将已完成冲孔的钢锭连同芯棒水平横置于压机砧台，穿入φ300mm的芯棒，操作机夹持并转动钢锭，用压机砧头沿钢锭圆周锻压锭身，进行拔长至锭身高为1600mm，平整上下端面后最终得到尺寸为外径φ1460/内孔φ304×高1570（mm）的空心锻造坯料；

锻造期间，如锻坯温度低于900℃时可回炉加热后再进行锻制；

三、模具准备：挤压模具按所需弦杆形状预先制造，模具分别为：挤压筒、垫板、挤压模、芯轴、凸模压头；挤压模具为组合式模具，包括挤压筒（8）、垫板（11）、挤压模（9）、芯轴（10）、凸模压头（6）；垫板（7）中间设有可通过挤压后的弦杆的通孔，垫板（11）上端边缘安有挤压筒（8），挤压筒（8）内安有挤压模（9）；垫板（11）、挤压筒（8）、挤压模（9）组成一体，固定于挤压机上保持静止，芯轴（9）也相对于挤压筒（6）、垫板（7）、挤压模（8）保持轴向静止，保证弦杆内孔的同心度及弦杆的直线度；

四、整体挤压：将锻造坯料在加热炉中加热到1200℃出炉，放入模具的挤压模（9）中，在40000吨级以上的垂直压力机上，将所制坯料以匀速整体挤出；

凸模压头（6）随压机滑块移动下行，挤压弦杆锻坯（7）并使之产生均匀的塑性变形，最终成形为产品；

五、整形矫直：弦杆整体挤出后，将整根弦杆天车吊至整形压力机上，趁挤压后的工件仍有余温，进行热矫直成型；

六、热处理调质：根据弦杆材料所要求的各种强度、低温冲击等各项性能指标，确定淬火及回火工艺，淬火时将整根工件加热至900℃以上并保温5小时，出炉后水冷淬火；

回火时需将工件加热至600℃-640 ℃，并保温10小时，出炉进行冷却；

七、齿形加工：成品弦杆需要根据需要，如具体结构要求完成切齿加工，则需在火焰切割机上完成切齿，最终得到弦杆产品。