一種GCr15鋼薄壁深筒環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋成形的方法
【專利摘要】一種GCr15鋼薄壁深筒環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋成形的方法，其步驟是：首先，確定薄壁深筒環(huán)件產(chǎn)品的材料屬性為GCr15鋼以及其幾何尺寸取值，并確定環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋時(shí)的毛坯和芯輥分別為矩形截面毛坯和矩形截面芯輥；其次，根據(jù)所確定的輾軋比和變形量分配比取值計(jì)算出矩形截面毛坯幾何尺寸取值，并據(jù)此加工制作GCr15鋼矩形截面毛坯；再次，將GCr15鋼矩形截面毛坯放入加熱爐中加熱，當(dāng)溫度達(dá)到1150±30oC時(shí)取出并隨即將其放入雙向聯(lián)合輾軋機(jī)內(nèi)進(jìn)行雙向聯(lián)合輾軋，使其產(chǎn)生徑向壁厚減小、軸向高度增大、內(nèi)外半徑擴(kuò)大的塑性變形而成為GCr15鋼薄壁深筒環(huán)件產(chǎn)品。本發(fā)明能有效提高GCr15鋼薄壁深筒環(huán)件產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、縮短生產(chǎn)時(shí)間、降低生產(chǎn)成本，有利于促進(jìn)環(huán)件輾軋精確塑性成形制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
【專利說明】一種GCM5鋼薄壁深筒環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋成形的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)件輾軋精確塑性成形制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種GCrl5鋼薄壁深 筒環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋成形的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 薄壁深筒環(huán)件廣泛應(yīng)用于航空航天、能源、汽車、船舶、化工等工業(yè)領(lǐng)域中的高頸 法蘭和高壓桶形閥等裝備中。它不僅要求具有較高的精度，而且要求具有較好的性能。薄 壁深筒環(huán)件傳統(tǒng)的加工制造工藝為機(jī)械加工與馬架擴(kuò)孔工藝，但它們存在的變形抗力大、 能源材料消耗大、后續(xù)機(jī)加工量大等缺點(diǎn)。
[0003] 環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋作為一種先進(jìn)塑性成形技術(shù)，具有產(chǎn)品性能好、材料利用率高 和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，是目前世界各國石油化工、能源機(jī)械、汽車和航空航天等高【技術(shù)領(lǐng)域】 中的零構(gòu)件成形制造實(shí)現(xiàn)輕量化、精確化、柔性化、高性能、高效率、低成本和短周期的重要 途徑。因此，申請?zhí)枮椤?01210472643. 7】的發(fā)明專利公開了一種筒形件的精密軋制成形方 法及裝置，申請?zhí)枴?01310047547. 2】的發(fā)明公開了一種雙金屬筒形件的精密軋制成形方 法，環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋近年來已被開始用來加工制造筒形環(huán)件。但在這兩份發(fā)明專利中，雖 然利用了環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋技術(shù)，但在成形制造過程中是先進(jìn)行徑向軋制（即環(huán)件的壁厚 減小、軸向高度不變、內(nèi)外半徑擴(kuò)大）再進(jìn)行軸向軋制（即環(huán)件的壁厚減小、軸向高度增大、 內(nèi)外半徑不變），這種方式未能充分發(fā)揮出環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋的優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種GCrl5鋼薄壁深筒 環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋成形的方法，具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種GCrl5鋼薄壁深筒環(huán)件雙向 聯(lián)合輾軋成形的方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟一，確定薄壁深筒環(huán)件的材料為GCr15鋼；
[0007] 步驟二，確定薄壁深筒環(huán)件幾何尺寸的取值，薄壁深筒環(huán)件的幾何尺寸包括薄壁 深筒環(huán)件的外半徑RK、內(nèi)半徑rK、徑向壁厚WK和軸向高度HK;
[0008] 步驟三，選定環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋時(shí)的毛坯為矩形截面毛坯，且其材料為GCrl5鋼；
[0009] 步驟四，確定環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋時(shí)的芯輥為矩形截面芯輥，且其外半徑取值為rm;
[0010] 步驟五，確定出輾乳比A值，先按不等式（1)計(jì)算出輾乳比A的合理取值范圍， 再在所計(jì)算出的輾軋比X合理取值范圍選擇確定出一個(gè)輾軋比X值；

【權(quán)利要求】
1. 一種GCrl5鋼薄壁深筒環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋成形的方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一，確定薄壁深筒環(huán)件的材料為GCrl5鋼； 步驟二，確定薄壁深筒環(huán)件幾何尺寸的取值，薄壁深筒環(huán)件的幾何尺寸包括薄壁深筒 環(huán)件的外半徑Rk、內(nèi)半徑rK、徑向壁厚Wk和軸向高度Hk; 步驟三，選定環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋時(shí)的毛坯為矩形截面毛坯，且其材料為GCrl5鋼； 步驟四，確定環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋時(shí)的芯輥為矩形截面芯輥，且其外半徑取值為Rm; 步驟五，確定出輾軋比λ值，先按不等式（1)計(jì)算出輾軋比λ的合理取值范圍，然后 在所計(jì)算出的輾軋比λ合理取值范圍選擇確定出一個(gè)輾軋比λ值；
步驟六，確定出變形量分配比k值，先按不等式（2)計(jì)算出變形量分配比k的合理取 值范圍，然后在所計(jì)算出的變形量分配比k合理取值范圍選擇確定出一個(gè)變形量分配比k 值；
步驟七，計(jì)算確定出矩形截面毛坯幾何尺寸的取值，矩形截面毛坯幾何尺寸具體為矩 形截面毛坯的徑向壁厚Wb按式（3)計(jì)算取值、矩形截面毛坯的軸向高度Hb按式（4)計(jì)算取 值、矩形截面毛坯的內(nèi)半徑rB按式（5)計(jì)算取值、矩形截面毛坯的外半徑Rb按式（6)計(jì)算 取值；
步驟八，加工制作出GCrl5鋼矩形截面毛坯，將GCrl5鋼棒料段從室溫均勻加熱到 1150±30°C，然后將熱態(tài)GCrl5鋼棒料段鐓粗、沖孔、去應(yīng)力退火，按步驟七中計(jì)算出的矩 形截面毛坯幾何尺寸取值加工制作成環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋用的GCrl5鋼矩形截面毛坯； 步驟九，將GCrl5鋼矩形截面毛坯放入加熱爐中加熱，當(dāng)溫度達(dá)到1150±30°C時(shí)取出 并隨即將其放入雙向聯(lián)合輾軋機(jī)內(nèi)，對其進(jìn)行雙向聯(lián)合輾軋，使其產(chǎn)生徑向壁厚減小、軸向 高度增大、內(nèi)外半徑擴(kuò)大的塑性變形而成為GCrl5鋼薄壁深筒環(huán)件產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GCrl5鋼薄壁深筒環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋成形的方法，其特 征在于，包括如下步驟： 步驟一，確定薄壁深筒環(huán)件的材料為GCrl5鋼； 步驟二，確定薄壁深筒環(huán)件幾何尺寸取值，薄壁深筒環(huán)件的幾何尺寸包括薄壁深筒環(huán) 件的外半徑Rr= 300mm、內(nèi)半徑rK= 270mm、徑向壁厚Wk= 30mm和軸向高度Hk= 150mm; 步驟三，選定環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋時(shí)的毛坯為矩形截面毛坯，且其材料為GCrl5鋼； 步驟四，確定出環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋時(shí)的芯輥為矩形截面芯輥，且假定其外半徑取值為Rm= 1 20mm； 步驟五，確定輾乳比λ值，先按不等式⑴計(jì)算出輾乳比λ的合理取值范圍為 [1，1.92]，再在所計(jì)算出的輾軋比λ合理取值范圍[1，1.92]內(nèi)選擇確定出一個(gè)輾軋比λ 值為1. 4 ; 步驟六，確定變形量分配比k值，先按不等式（2)計(jì)算出變形量分配比k的合理取值范 圍為[-〇. 82,0]，再在所計(jì)算出的變形量分配比k合理取值范圍[-0. 82,0]內(nèi)選擇確定出一 個(gè)變形量分配比k值為-0.7 ; 步驟七，計(jì)算確定出矩形截面毛坯幾何尺寸的取值，矩形截面毛坯幾何尺寸具體為矩 形截面毛還的徑向壁厚Wb= 45. 2_、矩形截面毛還的軸向高度Hb= 139. 4_、矩形截面毛 還的內(nèi)半徑:rB= 181.0mm、矩形截面毛還的外半徑Rb= 226.2mm; 步驟八，加工制作矩形截面GCr15鋼毛坯，將GCr15鋼棒料段從室溫均勻加熱到 1150°C，然后將熱態(tài)GCrl5鋼棒料段鐓粗、沖孔、去應(yīng)力退火，按步驟七中計(jì)算出的矩形截 面毛坯幾何尺寸取值加工制作成環(huán)件雙向聯(lián)合輾軋用的GCrl5鋼矩形截面毛坯； 步驟九，將矩形截面GCrl5鋼毛坯放入加熱爐中加熱，當(dāng)溫度達(dá)到1150°C時(shí)取出并隨 即將其放入雙向聯(lián)合輾軋機(jī)內(nèi)，對其進(jìn)行雙向聯(lián)合輾軋，使其產(chǎn)生徑向壁厚減小、軸向高度 增大、內(nèi)外半徑擴(kuò)大的塑性變形過程而成為GCrl5鋼薄壁深筒環(huán)件產(chǎn)品。
【文檔編號】B21H1/06GK104438989SQ201410503779
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】李蘭云, 李霄, 劉靜, 何志, 高彬 申請人:西安石油大學(xué)