厚壁高筒形环锻件的锻造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，材料的钢号为：13CrMo4-5，锻造步骤如下：1）把下料所得钢坯倾倒平放于加热炉中加热；2）把加热后的钢坯在油压机上进行倒棱滚圆，然后再在油压机上对钢坯进行墩粗；3）把墩粗后的钢坯在油压机上进行冲通孔后制得初坯；4）在油压机上使用上砧、下V型砧对套装于芯轴上的初坯进行拔长；5）在轧环机上使用圆柱型主轧辊和圆柱型芯辊对拔长后的初坯进行辗环，最后制得所需尺寸的厚壁高筒形环锻件。上述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，能快速、准确地加工出厚壁高筒形环锻件。
【专利说明】厚壁高筒形环锻件的锻造工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及厚壁高筒形环锻件的锻造工艺。
【背景技术】
[0002]通常将壁厚大于70mm，筒高大于1.5m的环锻件称为厚壁高筒形环锻件。
[0003]普通环锻件的常规生产方法为:以坯钢为原料，经下料、墩粗、冲孔后，再在轧环机上通过芯辊和主轧辊辗环制得；但是上述生产方法无法用于制造厚壁高筒形环锻件，原因如下:1、对长度较短外径较大内径较小的坯钢进行辗环时可以通过扩大内径来增加环锻件高度，但是由于厚壁高筒形环锻件的轧制比小，使环锻件的内径扩大与环锻件高度的增加无法同步，导致厚壁高筒形环锻件无法完全成型。2、当采用与厚壁高筒形环锻件的外形相接近的坯钢进行锻造时，由于油压机上冲头的长度受到限制，所以无法对坯钢冲通孔，坯钢也就无法在轧环机上进行辗环。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:将提供一种厚壁高筒形环锻件的锻造工艺。
[0005]为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是:厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，所用材料的钢号为:13CrMo4-5，其锻造步骤如下:
O把下料所得钢坯平放于加热炉中，此时炉内的最高炉温< 600°C，然后加热炉升温至850°C ±20°C后保温2?4h，再升温至1250°C ±20°C后保温6?8h，在此升温和保温过程中保证钢坯在炉内的总加热时间> 12h ；
2)把加热后的钢坯利用油压机进行倒棱滚圆，然后再利用油压机对钢坯进行墩粗，墩粗比彡2.3，再把墩粗后的钢坯返炉保温I?2h，保温温度为1200°C?1300°C ；
3)把墩粗后的钢坯利用油压机进行冲通孔后制得初坯，然后把初坯返炉保温I?2h，保温温度为1200°C?1300°C ；
4)在油压机上使用上砧、下V型砧对套装在芯轴上的初坯进行拔长，其中拔长前芯轴需预热至150°C?250°C并涂抹润滑剂，在拔长的过程中，上砧的每次单面压下量为30?60mm,拔长比彡2.0，把完成拔长工序后的初坯返炉保温I?2h，保温温度为1200 V?1300 0C ；
5)在轧环机上使用圆柱型主轧辊和圆柱型芯辊对拔长后的初坯进行辗环，最后制得所需尺寸的厚壁高筒形环锻件，其中辗环比> 2.0。
[0006]进一步的，前述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其中:润滑剂为碳粉和机床润滑油以质量比I?1.5:2?2.5比例混合的混合物，优选比例为1:2。
[0007]进一步的，前述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其中:在拔长过程中，初坯与芯轴轴肩的距离为100?150mm。
[0008]进一步的，如述的厚壁闻筒形环锻件的锻造工艺，其中:在拔长工序中，上站'对初坯轴向各部位的按压顺序为:首先对靠近芯轴轴肩的初坯前部进行按压，按压宽度为上砧的厚度，然后从初坯后部开始从后往前对未按压段进行逐次按压。
[0009]进一步的，前述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其中:所述的上砧为上平砧。
[0010]进一步的，前述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其中:所述的上砧为上倒V型石占O
[0011]本发明的优点是:本发明提供的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，能快速、准确地加工出厚壁高筒形环锻件。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明所述厚壁高筒形环锻件的锻造工艺中拔长工序的原理结构示意图。
[0013]图2为图1的右视方向的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。
[0015]实施例1
厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，所用材料的钢号为:13CrMo4-5，其锻造步骤如下:
O在切割机上对六角钢棒料进行下料，然后把下料所得钢坯平放于加热炉中，此时炉内的最高炉温彡600°C，然后加热炉升温至850°C后保温2h，再升温至1250°C后保温6h，在此升温和保温过程中保证钢坯在炉内的总加热时间为13h ；
2)把加热后的钢坯利用油压机进行倒棱滚圆，然后再利用油压机对钢坯进行墩粗，墩粗比为3.3，再把墩粗后的钢坯返炉保温lh，保温温度为1300°C ；
3)把墩粗后的钢坯在油压机上进行冲通孔后制得如图1中所示的初坯4，然后把初坯4返炉保温lh，保温温度为1300°C ；
4)如图1、图2所示，在油压机上使用上平砧1、下V型砧2对套装在芯轴3上的初坯4进行拔长，在实际生产中，上砧也可以使用上倒V型砧，芯轴3上用于拔长的区域为圆柱型，拔长的步骤如下:进行拔长前先将芯轴3预热至150°C并涂抹润滑剂，润滑剂为碳粉和机床润滑油(美孚威达系列导轨油)以质量比1.2:2.3比例混合的混合物，然后芯轴3被操作机固定并且平行于地面，再把初坯4套装于芯轴3上，然后把芯轴3和初坯4移动至上平砧I和下V型砧2之间，并且初坯4的外表面与上平砧I和下V型砧2相接触，通过上平砧I按压初坯4的表面，使初坯4在上平砧I和下V型砧2之间塑形变形而被拔长，初坯4的拔长是在上平砧I以一个较小的单面压下量对初坯4外表面循环反复按压来完成的，反复按压的具体过程如下:首先上平砧I以每次30mm左右的单面压下量对靠近芯轴轴肩31的初坯4前部进行按压，按压宽度为上平砧I的厚度，然后上平砧I再以每次30mm左右的单面压下量从初坯4后部开始从后往前对未按压段进行逐次按压，当完成上述对初坯4的单遍次按压后，芯轴3带动初坯4旋转一个较小的角度，然后上平砧I按照上述单面压下量和按压顺序再对初坯4进行一次单遍次按压，如此不断重复循环直至初坯4被拔长至所需长度；在拔长的过程中，上平砧I需要对初坯4轴向表面上的不同位置进行逐次按压，所以芯轴3需要轴向送进来使初坯4轴向移动，芯轴3的每次送进量根据上平砧I的厚度而定，并且在拔长过程中初还4与芯轴轴肩31的距尚保持在100mm,拔长比为3.0。完成拔长过程后把拔长后的初坯4返炉保温lh，保温温度为1300°C ； 5)在轧环机上使用圆柱型主轧棍和圆柱型芯棍对拔长后的初还4进行辗环,最后制得所需尺寸的厚壁高筒形环锻件，其中辗环比为3.0。
[0016]实施例2
厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，所用材料的钢号为:13CrMo4-5，其锻造步骤如下:
O在切割机上对六角钢棒料进行下料，然后把下料所得钢坯平放于加热炉中，此时炉内的最高炉温彡600°C，然后加热炉升温至870°C后保温3h，再升温至1270°C后保温7h，在此升温和保温过程中保证钢坯在炉内的总加热时间为15h ；
2)把加热后的钢坯利用油压机进行倒棱滚圆，然后再利用油压机对钢坯进行墩粗，墩粗比为2.3，再把墩粗后的钢坯返炉保温1.2h，保温温度为1250°C ；
3)把墩粗后的钢坯在油压机上进行冲通孔后制得如图1中所示的初坯4，然后把初坯4返炉保温1.2h，保温温度为1250°C ；
4)如图1、图2所示，在油压机上使用上平砧1、下V型砧2对套装在芯轴3上的初坯4进行拔长，在实际生产中，上砧也可以使用上倒V型砧，芯轴3上用于拔长的区域为圆柱型，拔长的步骤如下:进行拔长前先将芯轴3预热至200°C并涂抹润滑剂，润滑剂为碳粉和机床润滑油(哈斯太68号导轨油)以质量比1:2比例混合的混合物，然后芯轴3被操作机固定并且平行于地面，再把初坯4套装于芯轴3上，然后把芯轴3和初坯4移动至上平砧I和下V型砧2之间，并且初坯4的外表面与上平砧I和下V型砧2相接触，通过上平砧I按压初坯4的表面，使初坯4在上平砧I和下V型砧2之间塑形变形而被拔长，初坯4的拔长是在上平砧I以一个较小的单面压下量对初坯4外表面循环反复按压来完成的，反复按压的具体过程如下:首先上平砧I以每次45mm左右的单面压下量对靠近芯轴轴肩31的初坯4前部进行按压，按压宽度为上平砧I的厚度，然后上平砧I再以每次45mm左右的单面压下量从初坯4后部开始从后往前对未按压段进行逐次按压，当完成上述对初坯4的单遍次按压后，芯轴3带动初坯4旋转一个较小的角度，然后上平砧I按照上述单面压下量和按压顺序再对初坯4进行一次单遍次按压，如此不断重复循环直至初坯4被拔长至所需长度；在拔长的过程中，上平砧I需要对初坯4轴向表面上的不同位置进行逐次按压，所以芯轴3需要轴向送进来使初坯4轴向移动，芯轴3的每次送进量根据上平砧I的厚度而定，并且在拔长过程中初还4与芯轴轴肩31的距尚保持在125mm,拔长比为2.0。完成拔长过程后把拔长后的初坯4返炉保温1.2h，保温温度为1250°C ；
5)在轧环机上使用圆柱型主轧棍和圆柱型芯棍对拔长后的初还4进行辗环,最后制得所需尺寸的厚壁高筒形环锻件，其中辗环比为2.0。
[0017]实施例3
厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，所用材料的钢号为:13CrMo4-5，其锻造步骤如下:
O在切割机上对六角钢棒料进行下料，然后把下料所得钢坯平放于加热炉中，此时炉内的最高炉温彡600°C，然后加热炉升温至860°C后保温4h，再升温至1260°C后保温6h，在此升温和保温过程中保证钢坯在炉内的总加热时间为16h ；
2)把加热后的钢坯利用油压机进行倒棱滚圆，然后再利用油压机对钢坯进行墩粗，墩粗比为4.3，再把墩粗后的钢坯返炉保温1.5h，保温温度为1200°C ；
3)把墩粗后的钢坯在油压机上进行冲通孔后制得如图1中所示的初坯4，然后把初坯4返炉保温1.5h，保温温度为1200°C ； 4)如图1、图2所示，在油压机上使用上平砧1、下V型砧2对套装在芯轴3上的初坯4进行拔长，在实际生产中，上砧也可以使用上倒V型砧，芯轴3上用于拔长的区域为圆柱型，拔长的步骤如下:进行拔长前先将芯轴3预热至250°C并涂抹润滑剂，润滑剂为碳粉和机床润滑油(长城L-HG32液压导轨油)以质量比1.5:2.5比例混合的混合物，然后芯轴3被操作机固定并且平行于地面，再把初坯4套装于芯轴3上，然后把芯轴3和初坯4移动至上平砧I和下V型砧2之间，并且初坯4的外表面与上平砧I和下V型砧2相接触，通过上平砧I按压初坯4的表面，使初坯4在上平砧I和下V型砧2之间塑形变形而被拔长，初坯4的拔长是在上平砧I以一个较小的单面压下量对初坯4外表面循环反复按压来完成的，反复按压的具体过程如下:首先上平砧I以每次60_左右的单面压下量对靠近芯轴轴肩31的初坯4前部进行按压，按压宽度为上平砧I的厚度，然后上平砧I再以每次60mm左右的单面压下量从初坯4后部开始从后往前对未按压段进行逐次按压，当完成上述对初坯4的单遍次按压后，芯轴3带动初坯4旋转一个较小的角度，然后上平砧I按照上述单面压下量和按压顺序再对初坯4进行一次单遍次按压，如此不断重复循环直至初坯4被拔长至所需长度；在拔长的过程中，上平砧I需要对初坯4轴向表面上的不同位置进行逐次按压，所以芯轴3需要轴向送进来使初坯4轴向移动，芯轴3的每次送进量根据上平砧I的厚度而定，并且在拔长过程中初还4与芯轴轴肩31的距尚保持在150mm,拔长比为4.0。完成拔长过程后把拔长后的初坯4返炉保温1.5h，保温温度为1200°C ；
5)在轧环机上使用圆柱型主轧辊和圆柱型芯辊对拔长后的初坯4进行辗环，最后制得所需尺寸的厚壁高筒形环锻件，其中辗环比为4.0。
[0018]本发明的有益效果为:在本发明所述工艺中钢坯是平放于加热炉中，这样可以防止钢坯过烧，使加热均匀，有利于后续的锻造；在墩粗后，首先对初坯进行拔长，可以使初坯的外形与所需的厚壁高筒形环锻件的外形接近，这样有利于辗环时厚壁高筒形环锻件的成形，并且在拔长前在芯轴上涂抹润滑剂，可以减少拔长时初坯与芯轴的摩擦阻力，使拔长更加的顺畅；拔长时，限制初坯和芯轴轴肩之间的距离，可以使初坯拔长后初坯前部不碰到芯轴轴肩，并且还可以防止因为初坯和芯轴轴肩之间的距离过大而导致芯轴在拔长过程中产生过大的挠度，芯轴过大的挠度会使初坯的拔长效果不佳；对每次单面压下量进行限定，可以使拔长后钢坯的圆度更好，有利于接下来辗环的进行；上砧先分别对初坯的前、后部进行按压，可以使初坯两端表面的钢料先被压实，当初坯中部被按压时，初坯中部表面的钢料会与两边已经被压实的钢料进行充分挤压，这样就能使钢坯被锻透，从而达到细化初坯中内部组织的目的。综上所述，本发明提供的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，能快速、准确地加工出厚壁高筒形环锻件。
【权利要求】
1.厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，所用材料的钢号为:130104-5,其特征在于:其锻造步骤如下: (1)把下料所得钢坯平放于加热炉中，此时炉内的最高炉温?6001，然后加热炉升温至8501 ±201后保温2?处，再升温至12501 ±201后保温6?8卜，在此升温和保温过程中保证钢坯在炉内的总加热时间? 1211 ； (2)把加热后的钢坯利用油压机进行倒棱滚圆，然后再利用油压机对钢坯进行墩粗，墩粗比彡2.3，再把墩粗后的钢坯返炉保温1?2匕保温温度为12001?13001 ； (3)把墩粗后的钢坯利用油压机上进行冲通孔后制得初坯，然后把初坯返炉保温1?2匕，保温温度为12001?13001 ； (4)在油压机上使用上砧、下V型砧对套装在芯轴上的初坯进行拔长，其中拔长前芯轴需预热至1501?2501并涂抹润滑剂，在拔长的过程中，上砧的每次单面压下量为30?60臟，拔长比彡2.0，把完成拔长工序后的初坯返炉保温1?2匕保温温度为12001?1300。。； (5)在轧环机上使用圆柱型主轧辊和圆柱型芯辊对拔长后的初坯进行辗环，最后制得所需尺寸的厚壁高筒形环锻件，其中辗环比? 2.0。
2.根据权利要求1所述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其特征在于:润滑剂为碳粉和机床润滑油以质量比1?1.5:2?2.5比例混合的混合物。
3.根据权利要求2所述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其特征在于:润滑剂为碳粉和机床润滑油以质量比1:2比例混合的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其特征在于:在拔长过程中，初还与芯轴轴肩的距离为100?150臟。
5.根据权利要求1或2所述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其特征在于:在拔长工序中，上砧对初坯轴向各部位的按压顺序为:首先对靠近芯轴轴肩的初坯前部进行按压，按压宽度为上砧的厚度，然后从初坯后部开始从后往前对未按压段进行逐次按压。
6.根据权利要求1或2所述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其特征在于:所述的上石占为上平石占。
7.根据权利要求1或2所述的厚壁高筒形环锻件的锻造工艺，其特征在于:所述的上砧为上倒V型砧。
【文档编号】B21J3/00GK104384430SQ201410684020
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】吴剑, 戴玉同, 徐锋, 叶科, 苏晓芳 申请人:张家港海陆环形锻件有限公司