厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，材料的鋼號為：13CrMo4-5，鍛造步驟如下：1）把下料所得鋼坯傾倒平放于加熱爐中加熱；2）把加熱后的鋼坯在油壓機(jī)上進(jìn)行倒棱滾圓，然后再在油壓機(jī)上對鋼坯進(jìn)行墩粗；3）把墩粗后的鋼坯在油壓機(jī)上進(jìn)行沖通孔后制得初坯；4）在油壓機(jī)上使用上砧、下V型砧對套裝于芯軸上的初坯進(jìn)行拔長；5）在軋環(huán)機(jī)上使用圓柱型主軋輥和圓柱型芯輥對拔長后的初坯進(jìn)行輾環(huán)，最后制得所需尺寸的厚壁高筒形環(huán)鍛件。上述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，能快速、準(zhǔn)確地加工出厚壁高筒形環(huán)鍛件。
【專利說明】厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]通常將壁厚大于70mm，筒高大于1.5m的環(huán)鍛件稱為厚壁高筒形環(huán)鍛件。
[0003]普通環(huán)鍛件的常規(guī)生產(chǎn)方法為:以坯鋼為原料，經(jīng)下料、墩粗、沖孔后，再在軋環(huán)機(jī)上通過芯輥和主軋輥輾環(huán)制得；但是上述生產(chǎn)方法無法用于制造厚壁高筒形環(huán)鍛件，原因如下:1、對長度較短外徑較大內(nèi)徑較小的坯鋼進(jìn)行輾環(huán)時可以通過擴(kuò)大內(nèi)徑來增加環(huán)鍛件高度，但是由于厚壁高筒形環(huán)鍛件的軋制比小，使環(huán)鍛件的內(nèi)徑擴(kuò)大與環(huán)鍛件高度的增加無法同步，導(dǎo)致厚壁高筒形環(huán)鍛件無法完全成型。2、當(dāng)采用與厚壁高筒形環(huán)鍛件的外形相接近的坯鋼進(jìn)行鍛造時，由于油壓機(jī)上沖頭的長度受到限制，所以無法對坯鋼沖通孔，坯鋼也就無法在軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行輾環(huán)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:將提供一種厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，所用材料的鋼號為:13CrMo4-5，其鍛造步驟如下:
O把下料所得鋼坯平放于加熱爐中，此時爐內(nèi)的最高爐溫< 600°C，然后加熱爐升溫至850°C ±20°C后保溫2?4h，再升溫至1250°C ±20°C后保溫6?8h，在此升溫和保溫過程中保證鋼坯在爐內(nèi)的總加熱時間> 12h ；
2)把加熱后的鋼坯利用油壓機(jī)進(jìn)行倒棱滾圓，然后再利用油壓機(jī)對鋼坯進(jìn)行墩粗，墩粗比彡2.3，再把墩粗后的鋼坯返爐保溫I?2h，保溫溫度為1200°C?1300°C ；
3)把墩粗后的鋼坯利用油壓機(jī)進(jìn)行沖通孔后制得初坯，然后把初坯返爐保溫I?2h，保溫溫度為1200°C?1300°C ；
4)在油壓機(jī)上使用上砧、下V型砧對套裝在芯軸上的初坯進(jìn)行拔長，其中拔長前芯軸需預(yù)熱至150°C?250°C并涂抹潤滑劑，在拔長的過程中，上砧的每次單面壓下量為30?60mm,拔長比彡2.0，把完成拔長工序后的初坯返爐保溫I?2h，保溫溫度為1200 V?1300 0C ；
5)在軋環(huán)機(jī)上使用圓柱型主軋輥和圓柱型芯輥對拔長后的初坯進(jìn)行輾環(huán)，最后制得所需尺寸的厚壁高筒形環(huán)鍛件，其中輾環(huán)比> 2.0。
[0006]進(jìn)一步的，前述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其中:潤滑劑為碳粉和機(jī)床潤滑油以質(zhì)量比I?1.5:2?2.5比例混合的混合物，優(yōu)選比例為1:2。
[0007]進(jìn)一步的，前述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其中:在拔長過程中，初坯與芯軸軸肩的距離為100?150mm。
[0008]進(jìn)一步的，如述的厚壁聞筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其中:在拔長工序中，上站'對初坯軸向各部位的按壓順序?yàn)?首先對靠近芯軸軸肩的初坯前部進(jìn)行按壓，按壓寬度為上砧的厚度，然后從初坯后部開始從后往前對未按壓段進(jìn)行逐次按壓。
[0009]進(jìn)一步的，前述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其中:所述的上砧為上平砧。
[0010]進(jìn)一步的，前述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其中:所述的上砧為上倒V型石占O
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明提供的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，能快速、準(zhǔn)確地加工出厚壁高筒形環(huán)鍛件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝中拔長工序的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的右視方向的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015]實(shí)施例1
厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，所用材料的鋼號為:13CrMo4-5，其鍛造步驟如下:
O在切割機(jī)上對六角鋼棒料進(jìn)行下料，然后把下料所得鋼坯平放于加熱爐中，此時爐內(nèi)的最高爐溫彡600°C，然后加熱爐升溫至850°C后保溫2h，再升溫至1250°C后保溫6h，在此升溫和保溫過程中保證鋼坯在爐內(nèi)的總加熱時間為13h ；
2)把加熱后的鋼坯利用油壓機(jī)進(jìn)行倒棱滾圓，然后再利用油壓機(jī)對鋼坯進(jìn)行墩粗，墩粗比為3.3，再把墩粗后的鋼坯返爐保溫lh，保溫溫度為1300°C ；
3)把墩粗后的鋼坯在油壓機(jī)上進(jìn)行沖通孔后制得如圖1中所示的初坯4，然后把初坯4返爐保溫lh，保溫溫度為1300°C ；
4)如圖1、圖2所示，在油壓機(jī)上使用上平砧1、下V型砧2對套裝在芯軸3上的初坯4進(jìn)行拔長，在實(shí)際生產(chǎn)中，上砧也可以使用上倒V型砧，芯軸3上用于拔長的區(qū)域?yàn)閳A柱型，拔長的步驟如下:進(jìn)行拔長前先將芯軸3預(yù)熱至150°C并涂抹潤滑劑，潤滑劑為碳粉和機(jī)床潤滑油(美孚威達(dá)系列導(dǎo)軌油)以質(zhì)量比1.2:2.3比例混合的混合物，然后芯軸3被操作機(jī)固定并且平行于地面，再把初坯4套裝于芯軸3上，然后把芯軸3和初坯4移動至上平砧I和下V型砧2之間，并且初坯4的外表面與上平砧I和下V型砧2相接觸，通過上平砧I按壓初坯4的表面，使初坯4在上平砧I和下V型砧2之間塑形變形而被拔長，初坯4的拔長是在上平砧I以一個較小的單面壓下量對初坯4外表面循環(huán)反復(fù)按壓來完成的，反復(fù)按壓的具體過程如下:首先上平砧I以每次30mm左右的單面壓下量對靠近芯軸軸肩31的初坯4前部進(jìn)行按壓，按壓寬度為上平砧I的厚度，然后上平砧I再以每次30mm左右的單面壓下量從初坯4后部開始從后往前對未按壓段進(jìn)行逐次按壓，當(dāng)完成上述對初坯4的單遍次按壓后，芯軸3帶動初坯4旋轉(zhuǎn)一個較小的角度，然后上平砧I按照上述單面壓下量和按壓順序再對初坯4進(jìn)行一次單遍次按壓，如此不斷重復(fù)循環(huán)直至初坯4被拔長至所需長度；在拔長的過程中，上平砧I需要對初坯4軸向表面上的不同位置進(jìn)行逐次按壓，所以芯軸3需要軸向送進(jìn)來使初坯4軸向移動，芯軸3的每次送進(jìn)量根據(jù)上平砧I的厚度而定，并且在拔長過程中初還4與芯軸軸肩31的距尚保持在100mm,拔長比為3.0。完成拔長過程后把拔長后的初坯4返爐保溫lh，保溫溫度為1300°C ； 5)在軋環(huán)機(jī)上使用圓柱型主軋棍和圓柱型芯棍對拔長后的初還4進(jìn)行輾環(huán),最后制得所需尺寸的厚壁高筒形環(huán)鍛件，其中輾環(huán)比為3.0。
[0016]實(shí)施例2
厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，所用材料的鋼號為:13CrMo4-5，其鍛造步驟如下:
O在切割機(jī)上對六角鋼棒料進(jìn)行下料，然后把下料所得鋼坯平放于加熱爐中，此時爐內(nèi)的最高爐溫彡600°C，然后加熱爐升溫至870°C后保溫3h，再升溫至1270°C后保溫7h，在此升溫和保溫過程中保證鋼坯在爐內(nèi)的總加熱時間為15h ；
2)把加熱后的鋼坯利用油壓機(jī)進(jìn)行倒棱滾圓，然后再利用油壓機(jī)對鋼坯進(jìn)行墩粗，墩粗比為2.3，再把墩粗后的鋼坯返爐保溫1.2h，保溫溫度為1250°C ；
3)把墩粗后的鋼坯在油壓機(jī)上進(jìn)行沖通孔后制得如圖1中所示的初坯4，然后把初坯4返爐保溫1.2h，保溫溫度為1250°C ；
4)如圖1、圖2所示，在油壓機(jī)上使用上平砧1、下V型砧2對套裝在芯軸3上的初坯4進(jìn)行拔長，在實(shí)際生產(chǎn)中，上砧也可以使用上倒V型砧，芯軸3上用于拔長的區(qū)域?yàn)閳A柱型，拔長的步驟如下:進(jìn)行拔長前先將芯軸3預(yù)熱至200°C并涂抹潤滑劑，潤滑劑為碳粉和機(jī)床潤滑油(哈斯太68號導(dǎo)軌油)以質(zhì)量比1:2比例混合的混合物，然后芯軸3被操作機(jī)固定并且平行于地面，再把初坯4套裝于芯軸3上，然后把芯軸3和初坯4移動至上平砧I和下V型砧2之間，并且初坯4的外表面與上平砧I和下V型砧2相接觸，通過上平砧I按壓初坯4的表面，使初坯4在上平砧I和下V型砧2之間塑形變形而被拔長，初坯4的拔長是在上平砧I以一個較小的單面壓下量對初坯4外表面循環(huán)反復(fù)按壓來完成的，反復(fù)按壓的具體過程如下:首先上平砧I以每次45mm左右的單面壓下量對靠近芯軸軸肩31的初坯4前部進(jìn)行按壓，按壓寬度為上平砧I的厚度，然后上平砧I再以每次45mm左右的單面壓下量從初坯4后部開始從后往前對未按壓段進(jìn)行逐次按壓，當(dāng)完成上述對初坯4的單遍次按壓后，芯軸3帶動初坯4旋轉(zhuǎn)一個較小的角度，然后上平砧I按照上述單面壓下量和按壓順序再對初坯4進(jìn)行一次單遍次按壓，如此不斷重復(fù)循環(huán)直至初坯4被拔長至所需長度；在拔長的過程中，上平砧I需要對初坯4軸向表面上的不同位置進(jìn)行逐次按壓，所以芯軸3需要軸向送進(jìn)來使初坯4軸向移動，芯軸3的每次送進(jìn)量根據(jù)上平砧I的厚度而定，并且在拔長過程中初還4與芯軸軸肩31的距尚保持在125mm,拔長比為2.0。完成拔長過程后把拔長后的初坯4返爐保溫1.2h，保溫溫度為1250°C ；
5)在軋環(huán)機(jī)上使用圓柱型主軋棍和圓柱型芯棍對拔長后的初還4進(jìn)行輾環(huán),最后制得所需尺寸的厚壁高筒形環(huán)鍛件，其中輾環(huán)比為2.0。
[0017]實(shí)施例3
厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，所用材料的鋼號為:13CrMo4-5，其鍛造步驟如下:
O在切割機(jī)上對六角鋼棒料進(jìn)行下料，然后把下料所得鋼坯平放于加熱爐中，此時爐內(nèi)的最高爐溫彡600°C，然后加熱爐升溫至860°C后保溫4h，再升溫至1260°C后保溫6h，在此升溫和保溫過程中保證鋼坯在爐內(nèi)的總加熱時間為16h ；
2)把加熱后的鋼坯利用油壓機(jī)進(jìn)行倒棱滾圓，然后再利用油壓機(jī)對鋼坯進(jìn)行墩粗，墩粗比為4.3，再把墩粗后的鋼坯返爐保溫1.5h，保溫溫度為1200°C ；
3)把墩粗后的鋼坯在油壓機(jī)上進(jìn)行沖通孔后制得如圖1中所示的初坯4，然后把初坯4返爐保溫1.5h，保溫溫度為1200°C ； 4)如圖1、圖2所示，在油壓機(jī)上使用上平砧1、下V型砧2對套裝在芯軸3上的初坯4進(jìn)行拔長，在實(shí)際生產(chǎn)中，上砧也可以使用上倒V型砧，芯軸3上用于拔長的區(qū)域?yàn)閳A柱型，拔長的步驟如下:進(jìn)行拔長前先將芯軸3預(yù)熱至250°C并涂抹潤滑劑，潤滑劑為碳粉和機(jī)床潤滑油(長城L-HG32液壓導(dǎo)軌油)以質(zhì)量比1.5:2.5比例混合的混合物，然后芯軸3被操作機(jī)固定并且平行于地面，再把初坯4套裝于芯軸3上，然后把芯軸3和初坯4移動至上平砧I和下V型砧2之間，并且初坯4的外表面與上平砧I和下V型砧2相接觸，通過上平砧I按壓初坯4的表面，使初坯4在上平砧I和下V型砧2之間塑形變形而被拔長，初坯4的拔長是在上平砧I以一個較小的單面壓下量對初坯4外表面循環(huán)反復(fù)按壓來完成的，反復(fù)按壓的具體過程如下:首先上平砧I以每次60_左右的單面壓下量對靠近芯軸軸肩31的初坯4前部進(jìn)行按壓，按壓寬度為上平砧I的厚度，然后上平砧I再以每次60mm左右的單面壓下量從初坯4后部開始從后往前對未按壓段進(jìn)行逐次按壓，當(dāng)完成上述對初坯4的單遍次按壓后，芯軸3帶動初坯4旋轉(zhuǎn)一個較小的角度，然后上平砧I按照上述單面壓下量和按壓順序再對初坯4進(jìn)行一次單遍次按壓，如此不斷重復(fù)循環(huán)直至初坯4被拔長至所需長度；在拔長的過程中，上平砧I需要對初坯4軸向表面上的不同位置進(jìn)行逐次按壓，所以芯軸3需要軸向送進(jìn)來使初坯4軸向移動，芯軸3的每次送進(jìn)量根據(jù)上平砧I的厚度而定，并且在拔長過程中初還4與芯軸軸肩31的距尚保持在150mm,拔長比為4.0。完成拔長過程后把拔長后的初坯4返爐保溫1.5h，保溫溫度為1200°C ；
5)在軋環(huán)機(jī)上使用圓柱型主軋輥和圓柱型芯輥對拔長后的初坯4進(jìn)行輾環(huán)，最后制得所需尺寸的厚壁高筒形環(huán)鍛件，其中輾環(huán)比為4.0。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:在本發(fā)明所述工藝中鋼坯是平放于加熱爐中，這樣可以防止鋼坯過燒，使加熱均勻，有利于后續(xù)的鍛造；在墩粗后，首先對初坯進(jìn)行拔長，可以使初坯的外形與所需的厚壁高筒形環(huán)鍛件的外形接近，這樣有利于輾環(huán)時厚壁高筒形環(huán)鍛件的成形，并且在拔長前在芯軸上涂抹潤滑劑，可以減少拔長時初坯與芯軸的摩擦阻力，使拔長更加的順暢；拔長時，限制初坯和芯軸軸肩之間的距離，可以使初坯拔長后初坯前部不碰到芯軸軸肩，并且還可以防止因?yàn)槌跖骱托据S軸肩之間的距離過大而導(dǎo)致芯軸在拔長過程中產(chǎn)生過大的撓度，芯軸過大的撓度會使初坯的拔長效果不佳；對每次單面壓下量進(jìn)行限定，可以使拔長后鋼坯的圓度更好，有利于接下來輾環(huán)的進(jìn)行；上砧先分別對初坯的前、后部進(jìn)行按壓，可以使初坯兩端表面的鋼料先被壓實(shí)，當(dāng)初坯中部被按壓時，初坯中部表面的鋼料會與兩邊已經(jīng)被壓實(shí)的鋼料進(jìn)行充分?jǐn)D壓，這樣就能使鋼坯被鍛透，從而達(dá)到細(xì)化初坯中內(nèi)部組織的目的。綜上所述，本發(fā)明提供的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，能快速、準(zhǔn)確地加工出厚壁高筒形環(huán)鍛件。
【權(quán)利要求】
1.厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，所用材料的鋼號為:130104-5,其特征在于:其鍛造步驟如下: (1)把下料所得鋼坯平放于加熱爐中，此時爐內(nèi)的最高爐溫?6001，然后加熱爐升溫至8501 ±201后保溫2?處，再升溫至12501 ±201后保溫6?8卜，在此升溫和保溫過程中保證鋼坯在爐內(nèi)的總加熱時間? 1211 ； (2)把加熱后的鋼坯利用油壓機(jī)進(jìn)行倒棱滾圓，然后再利用油壓機(jī)對鋼坯進(jìn)行墩粗，墩粗比彡2.3，再把墩粗后的鋼坯返爐保溫1?2匕保溫溫度為12001?13001 ； (3)把墩粗后的鋼坯利用油壓機(jī)上進(jìn)行沖通孔后制得初坯，然后把初坯返爐保溫1?2匕，保溫溫度為12001?13001 ； (4)在油壓機(jī)上使用上砧、下V型砧對套裝在芯軸上的初坯進(jìn)行拔長，其中拔長前芯軸需預(yù)熱至1501?2501并涂抹潤滑劑，在拔長的過程中，上砧的每次單面壓下量為30?60臟，拔長比彡2.0，把完成拔長工序后的初坯返爐保溫1?2匕保溫溫度為12001?1300。。； (5)在軋環(huán)機(jī)上使用圓柱型主軋輥和圓柱型芯輥對拔長后的初坯進(jìn)行輾環(huán)，最后制得所需尺寸的厚壁高筒形環(huán)鍛件，其中輾環(huán)比? 2.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其特征在于:潤滑劑為碳粉和機(jī)床潤滑油以質(zhì)量比1?1.5:2?2.5比例混合的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其特征在于:潤滑劑為碳粉和機(jī)床潤滑油以質(zhì)量比1:2比例混合的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其特征在于:在拔長過程中，初還與芯軸軸肩的距離為100?150臟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其特征在于:在拔長工序中，上砧對初坯軸向各部位的按壓順序?yàn)?首先對靠近芯軸軸肩的初坯前部進(jìn)行按壓，按壓寬度為上砧的厚度，然后從初坯后部開始從后往前對未按壓段進(jìn)行逐次按壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其特征在于:所述的上石占為上平石占。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厚壁高筒形環(huán)鍛件的鍛造工藝，其特征在于:所述的上砧為上倒V型砧。
【文檔編號】B21J3/00GK104384430SQ201410684020
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】吳劍, 戴玉同, 徐鋒, 葉科, 蘇曉芳 申請人:張家港海陸環(huán)形鍛件有限公司