专利名称：一种防止Mn18Cr18N钢护环热锻产生裂纹的锻造方法
技术领域：
本发明属于合金钢热锻成形技术领域，具体涉及一种防止MnlSCrlSN钢护环热锻产生裂纹的锻造方法。
背景技术：
护环是火力发电设备中的大型关键零件之一，它在高速旋转中不但承受巨大的离心力，同时还要承受热装应力、交变应力、弯曲应力，要求有足够的强度、良好的韧性、均勻的力学性能、最小的残余应力，而且护环在强磁场、腐蚀性气氛中工作，因此，还要求无磁性和具有高的抗应力腐蚀能力。目前国内外锻造护环零件的方法，普遍采用由钢锭经加热锻造成环形坯料、再经固溶处理和冷变形强化的工艺制成锻件。现有技术沿用的护环热锻方法是自由锻冲孔和模内冲孔两大类方法。自由锻冲孔由于其成形力较小得到广泛应用，但是，自由锻冲孔时坯料缺乏约束常使锻件“走样”，而且由于材料塑性有限，锻造过程中很容易产生裂纹，废品率高达60%以上；相对自由锻冲孔， 模内冲挤在防止坯料产生裂纹和“走样”方面有较大优势，但其成形力却较自由冲孔增加较多，生产所需锻压设备吨位比较大，制约了大型锻件的生产。因此，护环热锻制坯成为制约生产发展的关键因素。如ZL200510012565. 2《一种制作发电机护环热锻环坯的方法及模具》中虽然较自由锻方法有许多突出优点，但是此方法所需设备吨位很大，工艺方法及所用模具也很繁杂，使用不方便。
发明内容
本发明目的是提供一种防止MnlSCrlSN钢护环热锻产生裂纹的锻造方法，可有效地克服现有技术存在的缺点。本发明是这样实现的，使用的装置如图1、2所示，包括有管状的筒模4、柱状的冲头1、盘状的中部有圆锥孔的底模5、锥形的凸台6及中部有圆孔的漏盘7，模底5中部圆锥孔的直径=漏盘7的孔径>冲头1的直径，特征在于其工艺步骤及操作方法是(1)将凸台6放置在底模5中部的圆锥孔内相互配合贴紧，并将其一起放置在筒模 4内底部；(2)将一管状的用软钢材料制作的包套3紧套在圆柱状坯料2外面，并一起加热至 950 0C -1200 0C ；(3)将加热了的坯料2和包套3 —起放置在筒模4内，包套3的外表面与筒模4的内表面之间留有间隙δ =0.03D 0. 10D，用装有定位器的冲头1对坯料2从其顶部进行冲挤达到设计要求的深度，控制坯料2外侧表面的应变量小于0. 32 0. 50，D为坯料2的
直径；(4)将筒模4底部的凸台6去除，再将漏盘7放置在筒模4的底部，漏盘7中间的圆孔的直径要大于冲头1的直径；(5)冲头1继续对坯料2进行冲压，冲掉坯料2底部的连皮8，即完成冲孔工作；
(6)将冲头1退出，取出环状锻件2’。本发明优点及积极效果是(1)采用有包套的模内挤压成形，并在筒模内壁与包套之间留间隙，既有效地防止自由冲孔中坯料变形与开裂，又通过坯料和模具之间预留间隙减小了所需成形力；( 可细化锻件内部组织，提高力学性能，还可避免产生裂纹。
图1为本发明用冲挤装置简2为冲挤过程简中1-冲头 2-坯料 2，-环状锻件 3-包套 4-筒模5-底模 6-凸台 7-漏盘8-连皮
具体实施例方式现以生产一材料为Mnl8Crl8N钢，尺寸为Φ 990X Φ 640X990mm的护环锻件为例， 设置冲头直径d = 430mm,模底5锥孔小端直径(I1 = 460mm,漏盘7孔径d2 = 460mm,坯料直径D = 1030mm，其锻造工艺方法是(1)将凸台6放置在底模5中部的圆锥孔内，并将其一起放置在一管状的筒模4内底部；(2)将一管状的用20钢制作的包套3紧套在直径D = 1030mm的坯料2外面，并一起加热至1150°C，包套3的壁厚为36mm ；(3)将加热了的坯料2和包套3 —起放置在筒模4内，包套3的外表面与筒模4的内表面之间的间隙δ = 50mm，用装有定位器的冲头1对坯料2从其顶部进行冲挤达到剩余深度为70mm，控制坯料2外侧表面的应变不大于0. 41 ；(4)将筒模4底部的凸台6去除，再将中心制有圆孔的漏盘7放置在筒模4的底部；(5)冲头1继续对坯料2进行冲压，冲掉坯料2底部的连皮8，即完成冲孔工作；(6)将冲头1退出，取出环状锻件2’。
权利要求
1. 一种防止MnlSCrlSN钢护环热锻产生裂纹的锻造方法，使用的装置包括有筒模、 柱状的冲头(1)、盘状的中部有圆锥孔的底模(5)、锥形凸台(6)及中部有圆孔的漏盘(7)， 其特征在于锻造方法是(1)将凸台(6)放置在底模(5)中部的圆锥孔内，并将其一起放置在筒模⑷内底部；(2)将一管状的金属包套⑶紧套在圆柱状坯料⑵外面，并一起加热至 950 0C -1200 0C ；(3)将加热了的坯料(2)和包套(3)—起放置在筒模⑷内，包套(3)的外径与筒模 (4)的内径差为δ = 0.03D 0. 10D，用装有定位器的冲头(1)对坯料(2)从其顶部进行冲击，达到设计要求的深度，坯料(2)外侧表面应变量要小于0. 32-0. 50，D为坯料(2)的直径；(4)将筒模(4)底部的凸台(6)去除，再将中心制有圆孔的漏盘(7)放在筒模(4)的底部，漏盘(7)中间的圆孔的直径应大于冲头(1)的直径；(5)冲头⑴继续对坯料(2)进行冲压，冲去坯料(2)底部的连皮⑶；(6)退出冲头(1)，取出环状锻件(2，)。
全文摘要
一种防止Mn18Cr18N钢护环热锻产生裂纹的锻造方法，属于合金钢热锻成形技术领域，使用的装置包括有凸台、底模、筒模、冲头及漏盘，其特征在于锻造方法是(1)将凸台置于底模的圆锥孔内一起放在筒模内底部；(2)将包套紧套在坯料外面一起加热至950℃-1200℃；(3)将加热了的坯料与包套放置在筒模内，包套外径与筒模内径之差为δ＝0.03D～0.10D，用冲头对坯料从顶部进行冲挤达到设计的深度；(4)将凸台去除，换上漏盘；(5)用冲头继续对坯料进行冲压，冲掉坯料底部的连皮；(6)退出冲头，取出环状锻件，即完成冲孔成形工作。本发明优点是①包套与筒模间留有间隙，既可防止锻件表面产生裂纹，又可减小所需设备的吨位；②可细化锻件内部晶粒。
文档编号B21J5/10GK102294424SQ20111022491
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者何文武, 刘建生, 张秀芝, 段兴旺 申请人:太原科技大学