一種筒形鍛件的生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】一種筒形鍛件的生產(chǎn)方法，運(yùn)用自由鍛造原理，結(jié)合環(huán)形及筒形鍛件的鍛造工藝，并通過(guò)兩棒擴(kuò)孔及拔長(zhǎng)，用鍛壓機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，鍛壓機(jī)配有上平砧、下平砧、馬架、轉(zhuǎn)盤(pán)和漏盤(pán)，將直徑為500～800mm、長(zhǎng)度為1.5～1.8m的鋼錠依次經(jīng)過(guò)反復(fù)鐓拔、鐓拋成餅、沖孔、擴(kuò)孔、以及拔長(zhǎng)脫棒，獲得長(zhǎng)度尺寸為外徑尺寸的1.3～2.0倍的通孔筒形鍛件，該筒形鍛件的外徑為750～850mm，孔徑為400～500mm，長(zhǎng)度為1.2～1.8m，內(nèi)孔平直，圓度規(guī)整，內(nèi)部材質(zhì)均勻，本發(fā)明成功實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)度尺寸大于外徑尺寸、大孔徑筒形鍛件的批量生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
_種筒形鍛件的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鍛件的生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種筒形鍛件的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 40MN快鍛機(jī)投產(chǎn)十多年來(lái)，生產(chǎn)的產(chǎn)品和品種較多，且隨需求而多變，常規(guī)筒形鍛 件一般用在民用方面，如氣體的接口上，水管的接口上，通常在尺寸上要求較低，孔徑較小， 鍛件的長(zhǎng)度較短，通常鍛件的長(zhǎng)度尺寸小于或等于鍛件的外徑尺寸，其生產(chǎn)可以通過(guò)在坯 料經(jīng)沖孔后直接插入芯棒，在上下平砧之間進(jìn)行拔長(zhǎng)即可完成。
[0003] 但是，現(xiàn)階段筒形鍛件等一些異形鍛件的需求日益增多，對(duì)于使用在航天飛機(jī)排 氣管、軍用火炮管、深水油管中等特殊要求的通孔筒形鍛件，其性能和尺寸要求都很高，如： 孔徑較大，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，如何產(chǎn)出此類(lèi)合格產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益，顯得十分緊迫。
[0004] 利用常規(guī)的筒形鍛件生產(chǎn)方法，難以制造出符合此類(lèi)要求的鍛件，在通常的筒形 鍛件生產(chǎn)過(guò)程中，孔徑要求較小時(shí)，可直接通過(guò)使用長(zhǎng)度符合最終產(chǎn)品要求的坯料，對(duì)其沖 孔，但是，進(jìn)行沖孔時(shí)，若坯料長(zhǎng)度太長(zhǎng)，即需要沖孔的厚度大，容易造成沖孔歪斜、變形不 均勻，質(zhì)量難以保證;而對(duì)于大孔徑的鋼件，雖然可以通過(guò)先生產(chǎn)出圓棒，再按照需求掏空 中心部分，但是，此工藝獲得的鋼件內(nèi)外壁質(zhì)量較差，耐腐蝕性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種筒形鍛件的生產(chǎn)方法，運(yùn)用自由鍛造原理，結(jié)合環(huán)形 及筒形鍛件的鍛造工藝，通過(guò)兩棒擴(kuò)孔拔長(zhǎng)，獲得長(zhǎng)度尺寸為外徑尺寸1.3~2.0倍的通孔 筒形鍛件，該通孔筒形鍛件的外徑為750~850mm，孔徑為400~500mm，長(zhǎng)度為1.2~1.8m，內(nèi) 孔平直，圓度規(guī)整，內(nèi)部材質(zhì)均勻，成功實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度尺寸大于外徑尺寸、大孔徑筒形鍛件的批 量生產(chǎn)。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種筒形鍛件的生產(chǎn)方法，用鍛壓機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，鍛壓機(jī)配有上平砧、下平砧、馬架、 轉(zhuǎn)盤(pán)和漏盤(pán)，包括以下步驟：
[0008] 1)鐓拔
[0009] 第一火：將直徑為500~800mm、長(zhǎng)度為1.5~1.8m的鋼錠加熱升溫至1150~1180 °C，保溫1~1.5h，出爐后對(duì)鋼錠進(jìn)行滾外圓，再沿徑向鐓粗，沿軸向拔長(zhǎng)，獲得第一火中間 坯料，將其回爐加熱升溫至1150~1180°C，保溫1.5~2h;其中，進(jìn)行鐓粗時(shí)，上平砧下鐓2~ 3次，鐓粗壓下量為鋼錠長(zhǎng)度的25~35%，拔長(zhǎng)壓下量為鋼錠直徑的25~35% ;
[0010]第二火:對(duì)出爐后的第一火中間坯料進(jìn)行鐓粗和拔長(zhǎng)，鐓粗壓下量為第一火中間 坯料長(zhǎng)度的20~30%，拔長(zhǎng)壓下量為第一火中間坯料直徑的20~30%，獲得第二火中間坯 料，再回爐升溫至1150~1180°C，保溫1.5~2h;
[0011] 2)鐓拋成餅
[0012] 第三火:將出爐后的第二火中間坯料放在下平砧上，進(jìn)行鐓粗-拋外圓2~4次，獲 得餅料，餅料的高度為起始坯料鋼錠長(zhǎng)度的20~40%，餅料回爐加熱升溫至1150~1180°C， 保溫1.5~2h;
[0013] 3)沖孔
[0014] 第四火:將出爐后的餅料鉗送至轉(zhuǎn)盤(pán)上，對(duì)餅料進(jìn)行一次沖孔操作，然后將餅料反 身，置于漏盤(pán)上，再進(jìn)行2~3次沖孔操作，沖出芯料，完成沖孔，獲得環(huán)料，環(huán)料回爐加熱升 溫至1150~1180°C，保溫1.5~2h;
[0015] 4)初步擴(kuò)孔
[0016] 第五火:環(huán)料出爐后，利用擴(kuò)孔芯棒對(duì)其進(jìn)行馬架擴(kuò)孔，同時(shí)，利用托架使擴(kuò)孔芯 棒保持平直，擴(kuò)孔完成后拔出擴(kuò)孔芯棒，獲得擴(kuò)孔坯料，初步擴(kuò)孔后的孔徑為擴(kuò)孔前孔徑的 1.5~2倍，將擴(kuò)孔坯料回爐加熱升溫至1150~1180 °C，保溫1.5~2h;
[0017] 5)拔長(zhǎng)擴(kuò)孔、脫棒
[0018] 第六火:將出爐后的擴(kuò)孔坯料鉗送至下平砧上，將拔長(zhǎng)芯棒穿入擴(kuò)孔坯料的孔中， 進(jìn)行分角拔長(zhǎng)鍛壓，坯料溫度多850°C，拔出拔長(zhǎng)芯棒，獲得其長(zhǎng)度尺寸為外徑尺寸的1.3~ 2倍的筒形鍛件。
[0019] 進(jìn)一步，所述步驟1)中第一火中間坯料的直徑控制在700~900mm，長(zhǎng)度為850~ 1100mm，第二火中間還料的直徑為900~980mm，長(zhǎng)度為700~900mm。
[0020] 又進(jìn)一步，所述步驟2)中獲得餅料的高度為400~550mm，在鐓粗-拋外圓結(jié)束后， 對(duì)餅料包裹保溫材料，保溫材料優(yōu)選石棉。
[0021] 優(yōu)選地，所述步驟3)中，獲得的環(huán)料的孔徑為200~250mm。
[0022] 又優(yōu)選地，步驟4)中所述擴(kuò)孔芯棒的直徑為190~250mm，擴(kuò)孔坯料的孔徑為300~ 400mm〇
[0023] 進(jìn)一步，步驟5)中的拔長(zhǎng)芯棒的直徑為290~390mm，進(jìn)行分角拔長(zhǎng)鍛壓時(shí)，依次進(jìn) 行六角拔長(zhǎng)、十二角拔長(zhǎng)和二十四角拔長(zhǎng)，鍛壓擴(kuò)孔坯料的兩端時(shí)，送進(jìn)量控制在200~ 300mm，鍛壓擴(kuò)孔坯料的筒身時(shí)，送進(jìn)量控制在350~450mm。
[0024] 優(yōu)選地，本發(fā)明所獲得的筒形鍛件的外徑為750~850mm，孔徑為400~500mm，長(zhǎng)度 為1 · 2~1·8m〇
[0025] 本發(fā)明結(jié)合了環(huán)形和筒形鍛件的鍛造工藝，利用直徑不大于800mm的坯料，經(jīng)過(guò)反 復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)，鐓拋成餅，正反沖孔，擴(kuò)孔、拔長(zhǎng)及脫棒，并且，在擴(kuò)孔及隨后的拔長(zhǎng)工序中， 分別使用不同規(guī)格的兩種芯棒，使內(nèi)孔孔徑逐步擴(kuò)大，同時(shí)又能避免長(zhǎng)時(shí)間的鍛造對(duì)環(huán)料 造成變形，最終獲得內(nèi)孔孔徑較大、長(zhǎng)度尺寸為外徑尺寸的1.3~2倍的筒形鍛件，該筒形鍛 件內(nèi)孔平直，圓度規(guī)整，內(nèi)部材質(zhì)均勻。
[0026] 本發(fā)明對(duì)坯料及中間坯料在進(jìn)行鐓粗時(shí)，為了防止坯料歪斜，在鐓粗過(guò)程中，分2 ~3次鐓下，使坯料的長(zhǎng)度逐步減小，避免料溫不均，坯料過(guò)高，能減少坯料歪斜程度，保證 形狀規(guī)整。
[0027] 本發(fā)明在得到第二火中間坯料后，通過(guò)2~4次鐓粗-拋外圓，將其鐓拋成餅，提高 鋼錠內(nèi)部的質(zhì)量，同時(shí)，進(jìn)一步降低鋼錠高度，為下一步?jīng)_孔做準(zhǔn)備，餅料高度控制在400~ 550mm時(shí)，適于進(jìn)行正反沖孔操作。本發(fā)明進(jìn)行沖孔時(shí)，對(duì)餅料進(jìn)行一次沖孔操作后，然后將 餅料反身，置于在漏盤(pán)上，再進(jìn)行2~3次沖孔操作，沖出芯料，利用3~4個(gè)沖頭，完成沖孔， 對(duì)餅料進(jìn)行正反沖孔，易于操作，使環(huán)料的孔徑又直又圓，不產(chǎn)生歪斜，芯料脫落后，環(huán)料的 孔邊部均勾，質(zhì)量得到進(jìn)一步保證。
[0028] 本發(fā)明在完成沖孔后，對(duì)環(huán)料進(jìn)行擴(kuò)孔，利用了兩根不同直徑的芯棒，逐步使鍛件 的孔徑變大，先用直徑較小的擴(kuò)孔芯棒對(duì)環(huán)料在馬架上進(jìn)行初步擴(kuò)孔，初步擴(kuò)孔時(shí)，利用馬 架作依靠，根據(jù)環(huán)料高度(也即餅料的高度)設(shè)置馬架間距，以防止擴(kuò)孔時(shí)孔形產(chǎn)生偏斜，比 如，當(dāng)環(huán)料高度在400~550mm時(shí)，馬架間距可設(shè)為400~550mm，同時(shí)，由于操作溫度在850°C 以上，擴(kuò)孔芯棒容易變形，而擴(kuò)孔芯棒的變形會(huì)引起內(nèi)孔形狀、尺寸的波動(dòng)，因此，本發(fā)明在 擴(kuò)孔時(shí)配合使用了托架，托起擴(kuò)孔芯棒的一端，使擴(kuò)孔芯棒保持平直，使擴(kuò)孔芯棒在擴(kuò)孔的 過(guò)程中保持在一條直線上，避免因加熱及受到的鍛壓壓力而造成的變形，確保環(huán)料的內(nèi)孔 尺寸精確以及圓度規(guī)整。
[0029] 本發(fā)明在初步擴(kuò)孔完成后，利用直徑較大的拔長(zhǎng)芯棒進(jìn)一步拔長(zhǎng)擴(kuò)孔，采用分角 拔長(zhǎng)鍛壓的方式，在拔長(zhǎng)擴(kuò)孔坯料的同時(shí)，孔徑也在擴(kuò)大，使筒形鍛件的長(zhǎng)度、外徑以及內(nèi) 徑的尺寸均達(dá)到鍛造要求。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：
[0031] 1)本發(fā)明結(jié)合環(huán)形和筒形鍛件的生產(chǎn)工藝，并對(duì)擴(kuò)孔工藝進(jìn)行了改進(jìn)，使用兩根 不同直徑的芯棒先后進(jìn)行擴(kuò)孔，并拔長(zhǎng)鍛件，打破了現(xiàn)有工藝中筒形鍛件的長(zhǎng)度尺寸不大 于外徑尺寸的限制，成功實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度尺寸大于外徑尺寸、大孔徑筒形鍛件的批量生產(chǎn)。
[0032] 2)本發(fā)明的工藝中，各工序之間嚴(yán)密配合，在擴(kuò)孔及隨后的拔長(zhǎng)工序進(jìn)行搶溫操 作，保證坯料的鍛打溫度不低于850°C，獲得的鍛件內(nèi)孔平直，圓度規(guī)整，內(nèi)部材質(zhì)均勻。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中在正反沖孔后獲得的環(huán)料。
[0034] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)行馬架擴(kuò)孔的示意圖，其中，1為托架，2為馬架，3為擴(kuò)孔 芯棒。
[0035]圖3為本發(fā)明的分角鍛壓示意圖。
[0036] 圖4為本發(fā)明的筒形鍛件產(chǎn)品尺寸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下結(jié)合具體實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0038] 實(shí)施例
[0039] -種筒形鍛件的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0040] 1)鐓拔
[0041] 第一火:將坯料加熱升溫至1150~1180°C，保溫1~1.5h，出爐后進(jìn)行鋼錠滾外圓， 再豎起坯料，進(jìn)行沿徑向鐓粗和沿軸向拔長(zhǎng)，獲得第一火中間坯料，回爐升溫、保溫;其中， 進(jìn)行鐓粗時(shí)，上平砧下鐓2~3次，鐓粗壓下量為鋼錠長(zhǎng)度的25~35%，拔長(zhǎng)壓下量為鋼錠直 徑的25~35%;
[0042] 第二火:對(duì)獲得的第一火中間坯料再次進(jìn)行鐓粗和拔長(zhǎng)，鐓粗壓下量為第一火中 間坯料長(zhǎng)度的20~30%，拔長(zhǎng)壓下量為第一火中間坯料直徑的20~30%，獲得第二火中間 坯料，回爐升溫、保溫；
[0043] 其中，進(jìn)行鐓粗時(shí)，分2~3次鐓下，拔長(zhǎng)時(shí)，坯料尺寸平滑過(guò)度且保持平直；
[0044] 2)徵拋成餅
[0045] 第三火:將第二火中間坯料居中擺放在下平砧上，進(jìn)行鐓粗、拋外圓，鐓粗2~4次， 拋外圓2~4次，獲得餅料，餅料的高度為起始坯料鋼錠長(zhǎng)度的20~40%，餅料回爐升溫、保 溫；
[0046] 3)正反沖孔
[0047] 第四火:將步驟2)獲得的餅料鉗送至轉(zhuǎn)盤(pán)上，居中擺放，用沖頭對(duì)餅料進(jìn)行一次沖 孔操作，然后將餅料反身，置于漏盤(pán)上，再進(jìn)行2~3次沖孔操作，沖出芯料，完成沖孔，獲得 環(huán)料，參見(jiàn)圖1，環(huán)料回爐升溫、保溫；
[0048] 4)擴(kuò)孔
[0049] 第五火:環(huán)料出爐后，利用擴(kuò)孔芯棒對(duì)其進(jìn)行馬架擴(kuò)孔，參見(jiàn)圖2,獲得擴(kuò)孔坯料， 經(jīng)初步擴(kuò)孔后的孔徑為擴(kuò)孔前孔徑的1.5~2倍，將擴(kuò)孔坯料回爐升溫、保溫;所述擴(kuò)孔芯棒 的直徑為210~250mm。
[0050] 5)拔長(zhǎng)、脫棒
[0051]第六火:將獲得的擴(kuò)孔坯料鉗送至下平砧上，居中擺放，將直徑在340~370mm的拔 長(zhǎng)芯棒穿入擴(kuò)孔坯料的孔內(nèi)，進(jìn)行六角拔長(zhǎng)鍛壓(參見(jiàn)圖3)，再進(jìn)行十二角拔長(zhǎng)鍛壓和二十 四角拔長(zhǎng)鍛壓，控制其外徑尺寸，鍛壓擴(kuò)孔坯料的兩端時(shí)，鍛壓擴(kuò)孔坯料的兩端時(shí)，送進(jìn)量 控制在200~300mm，鍛壓擴(kuò)孔坯料的筒身時(shí)，送進(jìn)量控制在350~450mm，完成拔長(zhǎng)鍛壓后拔 出拔長(zhǎng)芯棒，獲得筒形鍛件(參見(jiàn)圖4)。
[0052]本發(fā)明各步驟中，進(jìn)行回爐加熱升溫的溫度在1150~1180°C，保溫時(shí)間為1.5~ 2h，各工序操作時(shí)坯料的溫度在850°C以上。
[0053]其中，坯料尺寸、各步驟工藝參數(shù)控制及獲得的筒形鍛件參數(shù)見(jiàn)表1~表2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種筒形鍛件的生產(chǎn)方法，用鍛壓機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，鍛壓機(jī)配有上平砧、下平砧、馬架、轉(zhuǎn) 盤(pán)和漏盤(pán)，其特征在于，包括以下步驟： 1) 鐓拔 第一火:將直徑為500~800mm、長(zhǎng)度為1.5~1.8m的鋼錠加熱升溫至1150~1180°C，保 溫1~1.5h，出爐后對(duì)鋼錠進(jìn)行滾外圓，再沿徑向鐓粗，沿軸向拔長(zhǎng)，獲得第一火中間坯料， 將其回爐加熱升溫至1150~1180°C，保溫1.5~2h;其中，進(jìn)行鐓粗時(shí)，上平砧下鐓2~3次， 鐓粗壓下量為鋼錠長(zhǎng)度的25~35%，拔長(zhǎng)壓下量為鋼錠直徑的25~35% ; 第二火:對(duì)出爐后的第一火中間坯料進(jìn)行鐓粗和拔長(zhǎng)，鐓粗壓下量為第一火中間坯料 長(zhǎng)度的20~30%，拔長(zhǎng)壓下量為第一火中間坯料直徑的20~30%，獲得第二火中間坯料，再 回爐升溫至1150~1180°C，保溫1.5~2h; 2) 鐓拋成餅 第三火:將出爐后的第二火中間坯料放在下平砧上，進(jìn)行鐓粗-拋外圓2~4次，獲得餅 料，餅料的高度為起始坯料鋼錠長(zhǎng)度的20~40 %，餅料回爐加熱升溫至1150~1180 °C，保溫 1.5~2h; 3) 沖孔 第四火:將出爐后的餅料鉗送至轉(zhuǎn)盤(pán)上，對(duì)餅料進(jìn)行一次沖孔操作，然后將餅料反身， 置于漏盤(pán)上，再進(jìn)行2~3次沖孔操作，沖出芯料，完成沖孔，獲得環(huán)料，環(huán)料回爐加熱升溫至 1150~1180°C，保溫 1.5~2h; 4) 初步擴(kuò)孔 第五火:環(huán)料出爐后，利用擴(kuò)孔芯棒對(duì)其進(jìn)行馬架擴(kuò)孔，同時(shí)，利用托架使擴(kuò)孔芯棒保 持平直，擴(kuò)孔完成后拔出擴(kuò)孔芯棒，獲得擴(kuò)孔坯料，初步擴(kuò)孔后的孔徑為擴(kuò)孔前孔徑的1.5 ~2倍，將擴(kuò)孔坯料回爐加熱升溫至1150~1180 °C，保溫1.5~2h; 5) 拔長(zhǎng)擴(kuò)孔、脫棒 第六火:將出爐后的擴(kuò)孔坯料鉗送至下平砧上，將拔長(zhǎng)芯棒穿入擴(kuò)孔坯料的孔中，進(jìn)行 分角拔長(zhǎng)鍛壓，還料溫度多850°C，拔出拔長(zhǎng)芯棒，獲得其長(zhǎng)度尺寸為外徑尺寸的1.3~2倍 的筒形鍛件。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟1)中第一火中間坯料 的直徑為700~900mm，長(zhǎng)度為850~1100mm，第二火中間還料的直徑為900~980mm，長(zhǎng)度為 700~900mm〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟2)中獲得餅料的高度 為400~550mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟2)中在鐓粗-拋外圓 結(jié)束后，對(duì)餅料包裹保溫材料，保溫材料優(yōu)選石棉。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中，獲得的環(huán)料的 孔徑為200~250mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟4)中所述擴(kuò)孔芯棒的 直徑為190~250mm。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟4)中擴(kuò)孔坯料的孔徑 為300~400mm。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟5)中的拔長(zhǎng)芯棒的直 徑為290~390mm。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟5)中進(jìn)行分角拔長(zhǎng)鍛 壓時(shí)，依次進(jìn)行六角拔長(zhǎng)、十二角拔長(zhǎng)和二十四角拔長(zhǎng)，鍛壓擴(kuò)孔坯料的兩端時(shí)，送進(jìn)量控 制在200~300mm，鍛壓擴(kuò)孔坯料的筒身時(shí)，送進(jìn)量控制在350~450mm。10. 根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的筒形鍛件的生產(chǎn)方法，其特征在于，所獲得的筒形 鍛件的外徑為750~850mm，孔徑為400~500mm，長(zhǎng)度為1.2~1.8m。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK106041427SQ201610489804
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】楊磊, 肖偉軍, 錢(qián)杰, 符軻
【申請(qǐng)人】寶鋼特鋼有限公司