低碳高合金鋼的鍛造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低碳高合金鋼的鍛造工藝，具體涉及一種中大型低碳高合金鋼的精密自由鍛成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]低碳高合金鋼由于以上的鍛造特性等因素，在國內(nèi)鍛造廠家都使用比較粗礦的鍛造形式來成型，舉例說明，我國最先進(jìn)的第三代AP1000核電主管道主要就是控氮型OCrlSNilOTi (屬于低碳高合金鋼)在國內(nèi)眾多的研發(fā)單位中，都是采用鍛造成圓鋼然后再經(jīng)過后續(xù)機(jī)加工成型技術(shù)，像這種粗礦的成型方式不但對整個鍛造設(shè)備要求非常高，對產(chǎn)品開發(fā)有非常大的限制性，而且原材料浪費，能源消耗巨大，加工時間很長。目前國內(nèi)外不能同時生產(chǎn)處內(nèi)外徑錐度大型高合金鋼鍛件，大型高合金鋼異形件由于成本高，原材料，利用率低，能源消耗大無法大規(guī)模運用于石油，化工，電力等行業(yè)由于低碳高合金鋼由于組織特性導(dǎo)致的細(xì)化晶粒困難導(dǎo)致的性能偏低，所以像此類項目發(fā)展存在非常大的制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，從而提供一種滿足低碳高合金鋼技術(shù)要求的低碳高合金鋼的鍛造工藝。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是這樣的:一種低碳高合金鋼的鍛造工藝，包括如下工藝步驟:
S1:胚料準(zhǔn)備，選擇低碳高合金不銹鋼鑄錠鋸口水并切除冒口廢料；
S2:將低碳高合金不銹鋼鑄錠放入加熱爐內(nèi)進(jìn)行第一次加熱和保溫，第一次加熱溫度應(yīng)小于580°C，第一次加熱速度控制在< 80°C /H，然后在850°C下保溫，保溫時間按照D0.65-D0.8Min/mm計算，D為原材料最大有效厚度；
S3:當(dāng)S2步的加熱工序結(jié)束后進(jìn)行第二次加熱，第二次加熱將低碳高合金原材料，由850°C加熱到950°C，加熱速度為60-80°C /H，加熱后不保溫；
S4:當(dāng)S3步加熱工序結(jié)束后進(jìn)行第三次加熱，第三次加熱將低碳高合金原材料由950°C加熱到1180°C下保溫，升溫速度不超過80°C /H，然后進(jìn)行保溫，保溫時間按照D0.35min/mm 計算；
S5:當(dāng)S4步加熱工序結(jié)束后進(jìn)行鍛造加工，所述的鍛造加工包括反復(fù)的鐓粗，拔長達(dá)到鍛造比> 4.5，然后再進(jìn)行沖頭沖孔、馬杠擴(kuò)孔、初模沖頭膨孔、成型模膨孔精整最后成形內(nèi)孔和外形以及高度。
[0005]S6:在S5的鍛造加工時當(dāng)鍛件溫度降低至850°C時，需要再回爐進(jìn)行加熱，加熱速度按照加熱爐最大加熱功率進(jìn)行加溫至1180°C，按照0.3min/mm保溫。
[0006]進(jìn)一步改進(jìn)的是:將低碳高合金不銹鋼鑄錠放入加熱爐內(nèi)時，墊空距離爐底板300mm以上，原材料之間間隙在300mm以上，原材料遠(yuǎn)離出火口，避免焰直接灼燒原材料表面。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)的是:所述低碳高合金不銹鋼鑄錠在爐內(nèi)加熱時，爐內(nèi)控制氣氛中的游離氧濃度不高于5%。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)的是:所述低碳高合金不銹鋼鑄錠在爐內(nèi)加熱時，爐內(nèi)應(yīng)保持足夠的正壓，不小于6Pa。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)的是:成型后的產(chǎn)品其大端外徑在Φ800mm以上，壁厚在300mm以下，小端直徑在Φ 300mm以上，高度在600mm以上。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)的是:成型后的產(chǎn)品，內(nèi)孔與外徑同方向為有錐度的孔，且保證同心度。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)的是:成型用工裝模具在鍛造之前應(yīng)進(jìn)行350°C預(yù)熱。
[0012]通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:采用該工藝技術(shù)可以降低低碳高合金鋼自由鍛的制造成本，還可以解決低碳高合金鋼由于成分，晶粒度等控制困難問題造成的使用性能偏低的問題。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
圖2采用本發(fā)明工藝鍛壓低碳高合金鋼異形大鍛件變形過程流程圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合【具體實施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0015]高合金鋼和普通鋼材鍛造難度對比合金元素對比:
普通鋼:合金元素在10%以下，正常情況在3-5% ;
高合金鋼:合金元素在10%以上，一般在實際運用中合金元素在10%-30%左右。
[0016]在實際生產(chǎn)中，本發(fā)明所指高合金鋼主要合金元素包含:Cr，Ni，Mo，T1.W，Cu，V等。
[0017]普通鋼和合金鋼鍛造溫度區(qū)別:
普通鋼通常鍛造溫度區(qū)間:780°C -1240°C ;
高合金鋼通常鍛造溫度區(qū)間:850°C -1180°C。
[0018]導(dǎo)熱系數(shù)對比:
普通鋼:45W/m.K左右；
高合金鋼:16W/m.K左右。
[0019]溫度區(qū)間的變窄導(dǎo)致可鍛時間縮短，另外高合金鋼導(dǎo)熱系數(shù)比普通鋼差的多，舉例不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)只有普通鋼的1/3，導(dǎo)熱系數(shù)小導(dǎo)致鍛造過程中原材料內(nèi)外溫差極大，鍛造要求在同一種組織下進(jìn)行，而很多高合金鋼在鍛造過程中外部組織發(fā)生變化，內(nèi)部組織還沒有變，造成應(yīng)力，組織結(jié)構(gòu)，組織體積不同產(chǎn)生極大的應(yīng)力造成開裂。
[0020]合金元素對鍛造影響:
鉻(Cr):合金鋼主要元素之一，能提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度，硬度和耐磨性，但它使鋼的塑性和韌性降低；
鎳:(Ni)具有很高的熱強(qiáng)性能，被普遍運用與耐熱鋼中，熱變形困難； Mo, Ti, V, ff (鑰，欽，fji，烏):都可以提尚鋼的強(qiáng)度等性能指標(biāo)，但是都有一個特變提尚鋼的高耐熱性，也就是說都加大了鋼的高溫變形難度。
[0021]如圖1、圖2所示，一種低碳高合金鋼的鍛造工藝，包括如下工藝步驟:
S1:胚料準(zhǔn)備，選擇低碳高合金不銹鋼鑄錠鋸口水并切除冒口廢料；
S2:將低碳高合金不銹鋼鑄錠放入加熱爐內(nèi)進(jìn)行第一次加熱和保溫，第一次加熱溫度應(yīng)小于580°C，第一次加熱速度控制在< 80°C /H，然后在850°C下保溫，保溫時間按照D0.65-D0.8Min/mm計算，D為原材料最大有效厚度；
S3:當(dāng)S2步的加熱工序結(jié)束后進(jìn)行第