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高頸法蘭廣泛應(yīng)用于鍋爐壓力容器、石油化工、造船、制藥、機械等行業(yè)。本作品開發(fā)了一套高頸法蘭封閉軋制模具及工藝系統(tǒng)。其軋制過程為法蘭毛坯在驅(qū)動輥的旋轉(zhuǎn)運動和壓緊輥的進給運動作用下，不斷地咬入驅(qū)動輥與壓緊輥構(gòu)成的封閉孔型，產(chǎn)生連續(xù)局部塑性變形，上下壓板限制金屬的軸向流動，使毛坯壁厚減小、直徑擴大、截面輪廓成形。通過該工藝軋制成形的高頸法蘭具有產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。

高頸法蘭又叫長頸法蘭，是一種盤狀零件，主要用來實現(xiàn)管與管之間的聯(lián)接。法蘭是管道連接中的核心部件，一旦其發(fā)生故障將會導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生。高頸法蘭由于是整體法蘭，且頸部的存在大大提高了其自身的剛性，目前已廣泛應(yīng)用于石油化工、城市供水系統(tǒng)、以及電力公司等領(lǐng)域。
高頸法蘭由于頸部高而薄，且上下截面差異較大，給其成形帶來一定的難度。目前，生產(chǎn)高頸法蘭主要采用砂型鑄造法和鍛造法。砂型鑄造法是先獲得鑄鋼毛坯，再機加工成形。由于鑄態(tài)組織的法蘭，容易產(chǎn)生疏松等缺陷，難以保證其機械性能。此外，在投料時還需留出相當(dāng)大的加工余量，致使產(chǎn)品的材料利用率僅為50%~60%，并耗費大量工時；鍛造法成形高頸法蘭，工序較為復(fù)雜，特別是直徑1000mm以上的高頸法蘭，需加熱七到八次法蘭坯料才能成形，且存在生產(chǎn)效率、加工余量大等缺點。盡管有些廠家采用徑軸向軋制方法成形高頸法蘭，但由于該設(shè)備成本高、控制難度大等缺點，目前也沒有得到推廣。綜上所述，以上工藝不符合當(dāng)今資源節(jié)約型社會的發(fā)展需求，不是成形高頸法蘭的最佳工藝，開發(fā)高效節(jié)材的工藝成形高頸法蘭具有重大的應(yīng)用價值和廣泛的市場前景。 本作品在上述背景下，采用封閉一次軋制成形方法生產(chǎn)高頸法蘭。該方法能夠軋制多種規(guī)格、不同形狀的高頸法蘭。目前最大可加工直徑2000mm，高度300mm的高頸法蘭。該方法成形的高頸法蘭截面形狀更接近成品，材料利用率可比鍛造法提高10%以上，且軋制成品內(nèi)部組織致密、晶粒細小、力學(xué)強度、耐磨性和疲勞壽命明顯高于其他加工方法生產(chǎn)的高頸法蘭，具有良好的市場前景及經(jīng)濟效益。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
2011年省第十二屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外科技作品競賽一等獎