法兰制备工艺及其应用制造技术

一种法兰制备工艺，包括来自于轧辊(rolling mill)的热金属板，通过就地压制(press)工艺直接加工制备，加工工艺包括如冲压(punching)，产生凸起环的切割(lancing)和冲裁(blanking)处理。该制备工艺能减少钢材和能源的消耗，制备的法兰可以具有围绕中心安装孔的凸出部。由于凸出部可以使得焊接远离密封结合面，从而减少结合面的变形和结合面的泄漏，此外还公开了一个法兰连接组件，所述组件中的一个管延伸到另一个管中，从而可以提高法兰组件接头处的密封。为提高结合面的密封，所述组件中还可以包括一个催化转化器，用于排放废气的净化。

Flange preparation technology and its application

A flange of the preparation process, including from the roll (rolling mill) hot metal plate, by in situ suppression (press) process of direct preparation process, such as stamping, cutting (punching) bulge ring (lancing) and blanking (blanking) treatment. The preparation process can reduce the consumption of steel and energy, and the prepared flange may have a protrusion around the center mounting hole. The protruding part can make the welding away from the sealing surface, thereby reducing the combination of surface deformation and combined with surface leakage, also discloses a flange assembly, a tube extending to another pipe in the assembly, which can improve the sealing flange joint component. In order to improve the sealing of the joint surface, the component may also include a catalytic converter for the purification of exhaust gases.

【技术实现步骤摘要】
法兰制备工艺及其应用相关申请和优先权申明本专利技术要求美国申请号为14/930,449,申请日为2015.11月2日的专利技术专利申请的优先权。
技术介绍
本专利技术涉及涉及法兰和法兰组件，更特别地，主要在内燃机，例如在机动车，如汽车，卡车或摩托车等尾气或排气系统中使用的法兰和法兰组件。在排气系统
中，排气法兰通常用于将排气管的端部彼此连接。在这样的系统中，通常使用冲压或锻造和/或机械加工的法兰，法兰被焊接到排气管的端部，法兰有一个平坦的配合端面，在配合端面之间放置一个垫圈通过螺栓与法兰连接。目前制备排气法兰的主要工艺如下：a)轧出板材冲压法兰后精加工；b)热锻后精加工；c)粉末金属成型和烧结；然而上述工艺存在如下缺陷和不足。例如，冲压法兰容易泄漏，因为目前的焊接工艺引入了很强的应力，从而影响了装配端面的平坦度。这种泄漏现象在车辆使用过程中随时可能发生，这是因为暴露在高温和低温下会促进应力释放。考虑到排气法兰连接泄漏的原因之一为腐蚀，并考虑到了未来EPA法规的改变，当务之急是采用合适的材料，甚至更高级的不锈钢材料。采用基本原料板材卷，不仅仅增加了如运输，仓储，标记和边缘化等内在的费用，更重要的是将板材卷平直的设备成本和处理成本将增加实际制造成本。由于冲压工艺产生废料，会导致材料的浪费从而增加了材料成本。对于热锻法兰，原料为轧制棒料。这种材料也增加了如运输，仓储，标记，边缘化等成本，最重要的是，设备成本和将切割坯料加热并供给金属模具的工艺成本将作为固有成本而增加实际制造成本。粉末金属法兰由于技术水平有限而非常昂贵，并且需要非常高的加工成本。此外粉末金属零件倾向于产生高孔隙度。鉴于前述，当前需要提供一种法兰和法兰组件，其能够克服上述问题，从而降低法兰成本和延长法兰使用寿命。专利技术概述因此，本专利技术的目的是提供一种在钢厂就地制备排气法兰的工艺，该工艺能够减少材料浪费，利用该工艺能够提高产出率。本专利技术的另一个目的是提供一种精冲(fineblanking)加工方法制作排气法兰的工艺。该法兰背面围绕中心孔具有凸起部，由于该凸起部，它可以使得焊接部分远离密封面和从而减少法兰配合表面的变形和泄漏。本专利技术的另一个目的是提供一种使用由上述方法制成的法兰的工艺，即提供一种法兰组件，用通过精冲工艺制成的法兰的法兰接头组件。所述接头组件可以克服精冲法兰的缺点。本专利技术的具体细节将以实例的方式在下面的专利技术详述和结合附图的具体实施例中详细描述。附图说明下面将参考附图，以示例的方式详细描述本专利技术的实施方式。图1.显示钢厂就地进行的法兰制备工艺；图2显示轧辊(rollingmill)上具有压制形状(impressedform)的制备法兰工艺；图3A显示的是精冲工艺制备的法兰；图3B显示的图3A的剖视图；图4是精冲工艺制备的孔锯底板；图5.显示由精冲法制成法兰的一个法兰组件实施例的截面图；图6是法兰组件的另一个实施例的截面图，该法兰组件中包括一个催化转化器；图7是一个催化转化器实例的截面图。图8是法兰组件的另一个实施例的截面图，该法兰组件中包括一个催化转化器；具体实施方式1.法兰制备工艺图1所示为本专利技术的法兰制备工艺的第一个实施例，这是在钢厂就地进行。来自于最终轧辊1(rollingmill)的热金属板，通过同步的压制(press)工艺，如冲压(punching)(站1)，产生凸起环的切割(lancing)(站II)和冲裁(blanking)(站III)处理。其中来自于最终轧辊的热金属板的温度的可以是大约1000℃。所述工艺产生的没有利用的坯料5或碎料2可直接回收到熔炼炉。基本完成毛坯3可在钢厂就地精加工或在附近的配套厂进行处理。由于从热轧机来金属板仍然是热的，从而后续的加工更容易，且未使用的坯料/碎料可以直接再循环进入熔炼炉。它使工艺成本低，具有节能和环保优点。然而，本专利技术的另一个实施方案是使用含有压制形状12的轧辊11的方法从而在热金属板上直接压制出法兰的形状，这些法兰形状将由网状薄片和金属片(thinflashwebandslugs)14连接，并将后续的同步压制站冲出。同步压制站可以是一个冲击站。由于网状薄片(thinflashwebandslugs)是薄的，它可以在冲压过程很容易冲出，从而能够节省能源，也可节省材料和提高产出率。该方法也可以通过改变轧辊11上的压制形状12，从而在法兰的中间孔周围产生凸起项圈和加强肋。少量的网状薄片和金属片14等下脚料也可以再循环回到熔炼炉。同样的，基本完成的坯料3可以在钢厂直接精加工或在附近的配套厂进行处理。轧辊11可以是用于热轧的唯一轧辊，它也可能是唯一的热轧辊机，或者是热轧工艺中的最后一个轧辊机。为了节省材料，网状薄片和金属片(thinflashwebandslugs)14的厚度可以尽可能的薄。它可以为约5mm以下或小于5mm。该网状薄片和金属片(thinflashwebandslugs)14可能是中心孔和各法兰体的周边。本专利技术第三个实施方式采用精冲工艺制备法兰，所制备的法兰如图3A和3B所示。精冲工艺过程包括由精冲工艺(fineblankingprocess)从冷的金属板上冲出法兰形状。这个过程包括一系列的压制(press)工艺，如冲压(punching)(站1)，产生凸起环的切割(lancing)(站II)和冲裁(blanking)(站III)处理。最大的好处是，许多特征，如沉孔(counterbores)22和凸起(protrusions)21可以通过精冲完成从而无需昂贵的加工，而且中心孔将具有精密公差和高光洁度而无需任何再加工。精冲切加工可以在法兰的前端表面沿着中心孔周围形成突起21和在后端面上形成沉孔22。前端表面是连接到另一法兰的配合面。该法兰可以通过切割(lancing)工艺以形成凸起21和含有圆弧的半沉孔(semicounterborewithradius)。凸起21的厚度可以为所装配管的厚度的1-1.5倍。它可以减少焊接目的的视差(disparity)。它需要管和法兰的低热量焊接。此外，由于将加热区进一步远离配合面，从而最小化焊接引起的任何变形和泄漏。精冲过程产生的中心孔的碎片可以进一步使用，用于制备零部件如孔锯底板31(图4)，小滑轮等。2.应用精冲工艺制备的法兰的法兰组件上述精冲工艺制备的法兰，由于将焊接加热区进一步远离配合面处，从而减少了配合面的变形和泄漏。但它也有缺点。为了冲出凸起，在排气组件的密封表面上产生的空腔或一个埋头孔。由此而产生了一个不利的涡流，也为凝结水生成一个袋状区，从而促进腐蚀的产生。为了克服该缺点，本专利技术提供了一种法兰组件。1).法兰组件第一实施例图5显示了一种法兰组件。该法兰组件包括：第一法兰63和第二法兰64，用于分别接收需要连接的第一管61和第二管62的端部，所述法兰63和64被固定到彼此，从而连接所述管61和62，所述法兰63和64中，当彼此相配合时，具有至少两个相对的贯通孔，并且紧固装置定位通过所述相对孔以便将所述法兰固定。如图5所示，箭头A表示的热气体流过法兰组件的方向。所述第一法兰63通过焊接67接合到第一管子61,属于消音器侧的一个子组件元件。第二法兰64通过焊接68接合到管62,属于发动机/电动机侧的一个子组件元件。第一法兰63被本文档来自技高网...

【技术保护点】
法兰制备工艺，其包括同步压制处理来自于轧辊机的热金属板。

【技术特征摘要】
2015.11.02 US 14/930,4491.法兰制备工艺，其包括同步压制处理来自于轧辊机的热金属板。2.权利要求1所述工艺，其中没有利用的坯料或碎料可直接回收到熔炼炉。3.权利要求1的所述工艺，其中所述的同步压制工艺包括冲压(punching)，产生凸起环的切割(lancing)和冲裁(blanking)工序。4.根据权利要求1所述的法兰制备工艺，其中所述压辊机具有法兰形状。5.权利要求4的方法，其中所述的同步压制工艺包括冲压(punching)，产生凸起环的切割(lancing)和冲裁(blanking)工序。6.一种法兰组件，其包括第一法兰和第二法兰，分别用于接...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯里西·C·瓦苏德瓦，
申请(专利权)人：凯里西·C·瓦苏德瓦，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA