專利名稱：超重環(huán)鍛件用材料及所述環(huán)鍛件的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到28t超重環(huán)鍛件，尤其涉及到超重環(huán)鍛件用材料及所述環(huán)鍛件的制
造工藝。
背景技術(shù)：
超重環(huán)鍛件是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)事業(yè)發(fā)展所必需的各種大型、關(guān)鍵設(shè)備、裝置中的主要基礎(chǔ)零部件，其生產(chǎn)能力與技術(shù)水平是衡量一個國家的重工業(yè)發(fā)展水平與重大、關(guān)鍵技術(shù)裝備自給能力的主要標(biāo)志之一。我國十分重視超重環(huán)鍛件制造業(yè)的發(fā)展，雖然40多年來投入了大量的資金和人力使得該產(chǎn)業(yè)由小到大，從低到高發(fā)生了重要的變化，但是到目前為止，國產(chǎn)超重環(huán)鍛件的制造能力和技術(shù)水平與國外相比還有較大差距。所以，開展大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)研究，對于提高我國重大成套裝備的制造能力有著至關(guān)重要的意義。目前所鍛造出的超重環(huán)鍛件通常存在韌性、塑性和淬透性較小、質(zhì)量不 穩(wěn)定，不能完全滿足使用要求的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種產(chǎn)品的韌性、塑性和淬透性較大、質(zhì)量穩(wěn)定可靠，能夠滿足使用要求的超重環(huán)鍛件用材料及所述環(huán)鍛件的制造工藝。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是超重環(huán)鍛件環(huán)鍛件用材料，包含的各化學(xué)元素的重量百分比組成如下c 0. 41 0. 45%, Si :0. 17 0. 37%, Mn :0. 80
I.00 %, P ^ 0. 020 %, S ^ 0. 020 %, Cr :1. 05 I. 20 %，Ni :彡 0. 30 %，Mo 0. 20
0.25%, Cu 0. 20%, Al :0. 02 0. 04%，余量為Fe，并且氧、氫元素的含量滿足如下要求
20ppm, [H] 2. Oppm。所述的材料制造超重環(huán)鍛件的制造工藝，包括如下工藝步序取由所述組份制成的鋼錠為原料，經(jīng)下料、鍛造制坯，輾環(huán)、熱處理、機(jī)加工后得到所述的超重環(huán)鍛件，所述的熱處理包括鍛后熱處理和調(diào)質(zhì)熱處理工序，a)鍛后熱處理工序為材料鍛造完以后放入加熱爐中，加熱到860°C，加熱速度不大于200°C /h，保溫一段時間，冷卻到400°C ±10°C時進(jìn)行保溫，并且隨爐緩冷，冷卻到150 200°C后出爐空冷；b)調(diào)質(zhì)熱處理工序為將工件放入爐中進(jìn)行加熱，裝爐溫度不大于250°C，開始時加熱速度不大于180°C/h，溫度升至650°C ±10°C時，進(jìn)行保溫均熱，然后繼續(xù)加熱，加熱速度不大于180°C /h，溫度升至850°C ±10°C時，保溫均熱后將工件移出爐外水冷，當(dāng)溫度降至150°C ±10°C時，工件放入加熱爐中加熱回火，回火溫度取610°C ±10°C，加熱速度不大于150°C/h，按2h/100mm回火保溫，最后將經(jīng)保溫均熱后的工件移出爐外分散空冷至常溫。本發(fā)明的有益效果是對材料中的化學(xué)成份進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計，并且根據(jù)實際情況調(diào)整了熱處理工藝，由此生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有較高機(jī)械強(qiáng)度、硬度、耐磨性、韌性和低溫性能，產(chǎn)品的理化性能檢測均好于歐標(biāo)和顧客所需的質(zhì)量指標(biāo)。所得環(huán)鍛件的重量> 28000kg,鍛造比彡6，端面平面度彡8mm,內(nèi)(外)徑圓度彡8mm,晶粒度彡6級，表面缺陷度彡8mm。


圖I為鋼錠加熱工藝曲線圖；圖2為鍛后熱處理工藝曲線圖；圖3為調(diào)質(zhì)熱處理工藝曲線圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明超重環(huán)鍛件用材料及所述環(huán)鍛件的制造工藝作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
所述的超重環(huán)鍛件環(huán)鍛件用材料，包含的各化學(xué)元素的重量百分比組成如下C
0.41 0. 45%, Si :0. 17 0. 37%,Mn :0. 80 I. 00%, P :彡 0. 020%, S :彡 0. 020%, Cr
1.05 I. 20%, Ni :彡 0. 30%, Mo :0. 20 0. 25%, Cu :彡 0. 20%, Al :0. 02 0. 04%，余量為Fe,并且氧、氫元素的含量滿足如下要求
20ppm, [H] 2. Oppm。上述28t超重環(huán)鍛件可采用“電爐+爐外精煉+真空脫氣”工藝進(jìn)行冶煉，采用模鑄方式制造來得到鋼錠。由上述的材料制造超重環(huán)鍛件的工藝步驟包括下料、鍛造制坯、輾環(huán)、熱處理和機(jī)加工。取由所述各組份制成的鋼錠，牌號為42CrMo4V，取料進(jìn)行切割下料，重量為28300kg，按照圖I規(guī)范進(jìn)行加熱。在鍛造制坯輾環(huán)過程中，控制始鍛溫度為1150°C，終鍛溫度為850°C，鍛造加熱保溫溫度為1230°C至1270°C，鍛造比彡6 ;第一火鋼錠鐓粗至1300mm，滾鍛外圓，拔長至1800mm,鍛造比為3. 5，再返爐加熱至1270°C，保溫2小時；第二火鐓粗至850mm，鍛造比為
2.5，然后用0440mm的沖頭沖孔，沖孔偏心彡5mm，返爐加熱至1230°C，保溫2小時；第三火在軋環(huán)機(jī)上預(yù)軋制至O2650mmX 01100mmX650mm，再回爐加熱至1230°C，保溫2小時；第四火在軋環(huán)機(jī)上軋至成品尺寸。輾環(huán)后的環(huán)鍛件表面缺陷深度< 8mm;內(nèi)(外)徑圓度^ 8mm ;端面平面度< 8mm。對鍛造制坯輾環(huán)后得到的工件進(jìn)行粗車加工，粗車加工后工件的尺寸按環(huán)圈大小放余量為10 16毫米，并去除環(huán)鍛件表面氧化物，保持平整度。熱處理工序包括鍛后熱處理和調(diào)質(zhì)熱處理工序。將工件放入爐中進(jìn)行加熱，并且每個工件按周長800 1200mm間須墊高度為50mm等高墊塊，隔3個工件中間墊高度為60mm墊塊，以便于爐氣流動；如圖2所示，鍛后熱處理工序為材料鍛造完以后放入加熱爐中，加熱到860°C，力口熱速度不大于200°C/h，保溫一段時間，冷卻到400°C ±10°C時進(jìn)行保溫，并且隨爐緩冷，冷卻到150 200°C后出爐空冷；如圖3所示，調(diào)質(zhì)熱處理工序為將工件放入爐中進(jìn)行加熱，裝爐溫度不大于250°C，開始時加熱速度不大于180°C /h，溫度升至650°C ± 10°C時，進(jìn)行保溫均熱，然后繼續(xù)加熱，加熱速度不大于180°C /h，溫度升至850°C ±10°C時，保溫均熱后將工件移出爐外水冷，當(dāng)溫度降至150°C ±10°C時，工件放入加熱爐中加熱回火，回火溫度取610°C ±10°C，加熱速度不大于150°C /h，按2h/100mm回火保溫，最后將經(jīng)保溫均熱后的工件移出爐外分
散空冷至常溫。然后根據(jù)產(chǎn)品尺寸進(jìn)行金加工，并且作產(chǎn)品加工過程的標(biāo)識移植、檢查尺寸和表
面質(zhì)量。對金加工后的環(huán)鍛件進(jìn)行檢測超聲波探傷，環(huán)件按DINEN10223-3-1998探傷檢測標(biāo)準(zhǔn)，及HDJY-T2008-003超聲波檢測工藝實施，進(jìn)行100%全探。理化性能檢驗，按機(jī)加工圖檢查尺寸和表面質(zhì)量，檢查原材料牌號和鍛批號、零件號；按風(fēng)塔法蘭檢測規(guī)范HDJY-Y2008-002，取樣做硬度測試；熱處理后環(huán)件的機(jī)械性能、晶粒度、非金屬夾雜物檢測，環(huán)件本體的晶粒度應(yīng)在GB/T6394-2002中規(guī)定的5級及以上。環(huán)鍛件的顯微組織符合GB/T 13320-91中1-3級的要求。最后經(jīng)產(chǎn)品標(biāo)志后就可包裝交付 。僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用于限制本發(fā)明；應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.超重環(huán)鍛件環(huán)鍛件用材料，其特征在于包含的各化學(xué)元素的重量百分比組成如下C 0. 41 0. 45 %，Si :0. 17 0. 37 %，Mn :0. 80 I. 00 %，P :彡 0. 020 %，S :(0. 020 %，Cr : I. 05 I. 20 %，Ni :彡 0. 30 %，Mo :0. 20 0. 25 %，Cu ^ 0. 20 %, Al .0.02 0. 04 余量為Fe,并且氧、氫元素的含量滿足如下要求
: < 20ppm, [H]^ 2. Oppm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的材料制造超重環(huán)鍛件的制造工藝，包括如下工藝步序取由所述組份制成的鋼錠為原料，經(jīng)下料、鍛造制坯，輾環(huán)、熱處理、機(jī)加工后得到所述的超重環(huán)鍛件，其特征在于所述的熱處理包括鍛后熱處理和調(diào)質(zhì)熱處理工序， a)鍛后熱處理工序為材料鍛造完以后放入加熱爐中，加熱到860°C，加熱速度不大于.2000C /h，保溫一段時間，冷卻到400°C ±10°C時進(jìn)行保溫，并且隨爐緩冷，冷卻到150 .200°C后出爐空冷； b)調(diào)質(zhì)熱處理工序為將工件放入爐中進(jìn)行加熱，裝爐溫度不大于250°C，開始時加熱速度不大于180°C /h，溫度升至650°C ±10°C時，進(jìn)行保溫均熱，然后繼續(xù)加熱，加熱速度不大于180°C /h，溫度升至850°C ±10°C時，保溫均熱后將工件移出爐外水冷，當(dāng)溫度降至.1500C ±10°C時，工件放入加熱爐中加熱回火，回火溫度取610°C ±10°C，加熱速度不大于.150°C /h，按2h/100mm回火保溫，最后將經(jīng)保溫均熱后的工件移出爐外分散空冷至常溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了超重環(huán)鍛件用材料，包含的各化學(xué)元素的重量百分比組成如下C0.41～0.45％，Si0.17～0.37％，Mn0.80～1.00％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr1.05～1.20％，Ni≤0.30％，Mo0.20～0.25％，Cu≤0.20％，Al0.02～0.04％，余量為Fe，并且氧、氫元素的含量滿足如下要求[O]≤20ppm，[H]≤2.0ppm。其制造方法包括如下工藝步序取由所述組份制成的鋼錠為原料，經(jīng)下料、鍛造制坯、輾環(huán)、熱處理、機(jī)加工后得到所述的風(fēng)塔法蘭環(huán)鍛件，其特點是對鍛造制坯輾環(huán)后得到的工件進(jìn)行粗車加工，然后再進(jìn)行熱處理；并且熱處理過程包括鍛后熱處理+調(diào)質(zhì)熱處理。本發(fā)明適用于28t超重環(huán)鍛件的制造。
文檔編號C21D8/00GK102703818SQ20121018912
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者吳劍, 戴玉同, 潘正華, 范禹, 陳洪 申請人:張家港海陸環(huán)形鍛件有限公司