一种超大直径铝合金整体环的轧制生产方法与流程

文档序号:15025516发布日期:2018-07-27 17:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种超大直径铝合金整体环的轧制生产方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)环轧坯料制备:通过自由锻造方法制备所需规格的环轧坯料,进行车加工及超声波探伤检测,保证获得合格的环轧坯料;

锻造加工:自由锻方式获得外径为3500~4500mm、内径为3000~3500mm、高度为500~650mm的环轧坯料;

车加工:对环轧坯料上、下端面及内、外圆面进行车加工,去除表面黑皮及折叠伤,表面粗糙度达到Ra3.2以上,圆度控制在1mm以内;

超声波探伤:对坯料上端面进行100%超声波探伤,按GJB2057标准A级验收,排除超标缺陷;

(2)环轧坯料加热:将环轧坯料在电炉中进行加热、保温;

(3)环轧成形:对环轧坯料进行二火次环轧成形;包括:

(3.1)转运:将加热后的环轧坯料转运到环轧机上,转运时间小于290s,坯料表面温降控制在40℃以内;

(3.2)第一火轧制:采用直径为400~600mm的芯辊对环轧坯料进行辗轧,辗轧至环轧坯料的外径为5000~6000mm、高度为450~600mm,轧制比为1.2~2.0,径轴向压下量之比为2.0~3.0;

轧制过程分咬入阶段、快速轧制阶段、稳定轧制阶段、减速轧制阶段及成形整圆阶段共5个阶段进行:

咬入阶段:环轧坯料咬入辊缝,开始建立轧制过程,该阶段只进行径向轧制,轴向轧辊无进给,轴向仅轧制由于径向轧制引起的宽展,咬入阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的5%;在此阶段的直径初增大率为1~3mm/s、直径终增大率为3~5mm/s、径向进给速率为0.02~0.06mm/s、轴向进给速率为0~0.02mm/s;

快速轧制阶段:轧辊径向进给速度加快,环轧坯料随之快速长大,轴向进给按与径向进给成比例的进给,快速轧制阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的15%;在此阶段的直径初增大率为3~5mm/s、直径终增大率为5~12mm/s、径向进给速率为0.06~0.3mm/s、轴向进给速率为0.02~0.15mm/s;

稳定轧制阶段:控制芯辊与锥辊的进给速度,使其与环轧坯料的直径增长速度相匹配,使轧制过程快速、稳定进行,稳定轧制阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的60%;在此阶段的直径初增大率为5~12mm/s、直径终增大率为5~12mm/s、径向进给速率为0.15~0.4mm/s、轴向进给速率为0.04~0.2mm/s;

减速轧制阶段:径向和轴向进给速度减小,环轧坯料长大速率随之降低,减速轧制阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的10%;在此阶段的直径初增大率为5~12mm/s、直径终增大率为1~5mm/s、径向进给速率为0.05~0.4mm/s、轴向进给速率为0.02~0.15mm/s;

成形整圆阶段:仅进行径向轧制,轴向仅轧制由于径向轧制引起的宽展,在仅有径向轧制的过程中进行整圆,同时消除因回弹引起的尺寸误差,成形整圆阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的10%;在此阶段的直径初增大率为1~3mm/s、直径终增大率为1~3mm/s、径向进给速率为0.02~0.05mm/s、轴向进给速率为0~0.02mm/s;

(3.3)进行回炉保温2~4h,保温温度为420~460℃;

(3.4)第二火轧制:换直径为700~900mm的芯辊对环轧坯料进行辗轧,辗轧至外径为8000~10000mm、高度为400~550mm,轧制比为1.2~1.8,径轴向压下量之比为2.0~3.0;

轧制过程同步骤(3.2)相同,分咬入阶段、快速轧制阶段、稳定轧制阶段、减速轧制阶段及成形整圆阶段共5个阶段进行:

咬入阶段:环轧坯料咬入辊缝,开始建立轧制过程,该阶段只进行径向轧制,轴向轧辊无进给,轴向仅轧制由于径向轧制引起的宽展,咬入阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的5%;在此阶段的直径初增大率为1~3mm/s、直径终增大率为3~8mm/s、径向进给速率为0.02~0.08mm/s、轴向进给速率为0~0.02mm/s;

快速轧制阶段:轧辊径向进给速度加快,环轧坯料随之快速长大,轴向进给按与径向进给成比例的进给,快速轧制阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的15%;在此阶段的直径初增大率为3~8mm/s、直径终增大率为8~15mm/s、径向进给速率为0.08~0.35mm/s、轴向进给速率为0.04~0.15mm/s;

稳定轧制阶段:控制芯辊与锥辊的进给速度,使其与环轧坯料的直径增长速度相匹配,使轧制过程快速、稳定进行,稳定轧制阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的60%;在此阶段的直径初增大率为8~15mm/s、直径终增大率为8~15mm/s、径向进给速率为0.15~0.5mm/s、轴向进给速率为0.08~0.3mm/s;

减速轧制阶段:径向和轴向进给速度减小,环轧坯料长大速率随之降低,减速轧制阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的10%;在此阶段的直径初增大率为8~15mm/s、直径终增大率为1~5mm/s、径向进给速率为0.05~0.5mm/s、轴向进给速率为0.02~0.2mm/s;

成形整圆阶段:仅进行径向轧制,轴向仅轧制由于径向轧制引起的宽展,在仅有径向轧制的过程中进行整圆,同时消除因回弹引起的尺寸误差,成形整圆阶段轧制厚度值为整个轧制厚度变化量的10%;在此阶段的直径初增大率为1~3mm/s、直径终增大率为1~3mm/s、径向进给速率为0.02~0.05mm/s、轴向进给速率为0~0.02mm/s;

(3.5)环件轧制结束后在封闭环境中进行冷却,冷却过程中控制各个部位冷却速率一致;

(4)尺寸检测:对环轧成形的环件进行尺寸检测,获得满足质量要求的环件。

2.如权利要求1所述的一种超大直径铝合金整体环的轧制生产方法,其特征在于:步骤(2)中,将环轧坯料放入电炉中,采用随炉升温方式,加热温度为420~460℃,保温时间为12~12.5h。

3.如权利要求1所述的一种超大直径铝合金整体环的轧制生产方法,其特征在于:步骤(3)中,轧制过程对主轧辊、芯辊、上锥辊、下锥辊、环轧坯料的4个边角部位进行润滑,控制各个部位润滑均匀一致,控制环轧坯料的表面温度在360~460℃。

4.如权利要求1所述的一种超大直径铝合金整体环的轧制生产方法,其特征在于:步骤(4)中,对车加工后的环形件进行尺寸检测的质量要求是环形件圆度≤5‰。

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