帶壓開孔齒輪鍛造加工技術應用

隨著管道帶壓開孔工程的管道材質由原來的鑄鐵、碳鋼等材質向著輕量化（如PE管材）合金化如美標X系列（國內L系列）發展，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。因此，現有的帶壓開孔設備已不能適應當前管道的材質及口徑的需求，對帶壓開孔機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建設方面加快了發展勢頭，合金管道的帶壓開孔數量逐漸增多，對帶壓開孔機的開孔鉆頭、套刀以及鉆桿及變速箱的強度要求相比原有設備要高出2個量級標準。

新技術的開發與應用有力推動了高鋼級管道鋼的發展進程。從國外的應用來看，上世紀80年代初期，微合金鋼的研究應用得到了迅猛的發展。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）水簾冷卻技術的引進使國內批量生產成為可能。鋼管屈服強度為611MPa，抗位強度為721MPa，屈強比為0.85，管體沖擊韌性CVN為190J。

鋼管的強度增加，也同樣對帶壓開孔機的變速齒輪硬度提出了更高的要求。改進帶壓開孔機的齒輪制造工藝，更多地應用鍛造成型技術，齒輪精密鍛造成形是一種優質、高效、低消耗的先進制造技術。

1.制造技術上提升

1.1由于帶壓開孔機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，必須改進加工工藝才能適應對合金管道的切削作業。齒輪精切后，進行淬火、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生變形，因此在熱處理之后須進行磨削、研磨或精切 ，以消除因變形產生的誤差，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鋼鑄造的鋼坯進行加工，根本無法適應現在管道帶壓開孔作業的要求。鑄造齒輪的內部組織相對稀松，強度低，容易出現砂眼，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綠色環保，鑄造件已經漸漸被列為淘汰系列。

1.3鍛造齒輪的內部組織致密，強度高，壽命長，使用性能優良，不僅外型美觀，工作硬度也大大提高，含雜質極少，防爆性能更可靠，級別更高?？梢杂糜诟鼮閲栏竦暮辖鸸艿缼洪_孔的工作條件。

鍛造齒輪在未來發展中更受關注，沖壓能量高在近年來在齒輪鍛造方面有很大的發展，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，不會產生夾刀現象。

表面質量：直面氧化皮厚度不得大于0.04mm，應通過氧化皮處理方式去除干凈。此時，表面粗糙度必須符合技術文件中的要求，一般應在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.鍛造加工的齒輪質量

2.1內在質量：精鍛件的晶粒度應達到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。要求較高時可以在圓棒料和精鍛后都進行氧化皮處理工序，齒輪表面氧化皮明顯減少。采用超高壓氧化皮清洗機有效提高齒輪的表面質量，提高生產齒輪的質量。

總之，帶壓開孔機變速的鍛造齒輪內部組織密度更好、強度更高。鍛造齒輪可以用于更嚴格的工作條件。