一种凹槽环模压槽锻造工艺的制作方法

本发明涉及一种凹槽环模压槽锻造工艺,属于金属材料锻造领域。

背景技术：

环模形状有直柱环模和凹槽环模两种，在自由锻中，原来都锻造成直柱环模，凹槽环模的凹槽是靠机加工完成，这样不仅机加工量大，而且浪费原材料。

现有专利cn201310743584.7《一种4cr13环模锻造工艺》，主要介绍了锻造加热过程，没有凹槽环模成型过程的介绍。

现有专利cn201610447268.9《生物质燃料制粒机用4cr13环模辗环加工新工艺》，介绍了碾环机生产环模的方法，缺点是生产时还需要锻锤开坯，碾环机设备成本高。

技术实现要素：

本发明专利的目的在于提供一种凹槽环模压槽锻造工艺，使凹槽环模在自由锻时直接把凹槽锻造成型，节约了原材料，减少机加工量。

本发明专利采用了以下技术方案，工艺路线是下料---加热---锻造成型----冷却；其中锻造成型如图1，包括：拔长锻造比大于1.7；镦粗锻造比大于2；冲孔锻造比约1.2；扩孔锻造比大于1.5；凹槽环模使用压槽模具压槽成型。

凹槽环模原材料使用马氏体不锈钢或渗碳钢，锻造成型过程在两台液压锤上进行，一台放置砧板，另一台放置马架；按照工艺重量下料，将下好的料根据材料特性，按照锻造加热工艺放入锻造加热炉加热，将加热好的原材料放在液压锤的下砧板上，先经过对原材料拔长，拔长比大于1.7；然后进行镦粗锻造，镦粗比大于2；使用冲头冲通孔，直径约150~200mm，锻造比约1.2；将冲好孔的锻坯重新放入加热炉保温2小时，将转移到另一台放有马架的液压锤上，芯棒穿过锻坯孔放在马架上锻打扩孔，在凹槽环模压槽过程使用压槽模具，压槽模具包括压块，以及与其连接的操作杆，压块的宽度为凹槽的宽度，压块的厚度为凹槽的深度，压块的长度方向呈一定弧度，弧度半径大于环模半径，压块的材料选用热作模具钢。压块与操作杆焊接为一体，在环模锻造扩孔后，人工抓住压槽模具的操作杆，将压块凹面朝下放到凹槽环模需要压槽的位置，锻锤打击压块，边打击边转动芯棒带动环模转动，使环模整圈都压出凹槽，见图1。对于马氏体不锈钢环模，锻后采用先风冷，再炉冷的冷却方式；对于渗碳钢采用空冷的冷却方式。

优选地，所述压块的材料为热作模具钢，优选5crnimo。

本发明专利具有如下有益效果：本发明专利凹槽环模压槽锻造工艺路线是下料----加热----锻造成型----冷却，其中压槽采用压槽模具，包括压块，以及与其连接的操作杆。自由锻压槽时，人工抓住操作杆，将压块放到环模需要压槽的位置，锻锤打击压块，边打击边转动环模，使环模整圈都压出凹槽。从而节约了原材料，减少了机加工量，降低了成本。

说明书附图说明：

图1凹槽环模使用压槽模具压槽成型示意图

1凹槽环模，2芯棒，3马架，4压槽模具，41压块，42操作杆。

具体实施方式：

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

以宜大508型凹槽环模为例，所用材料为4cr13，化学成份为碳（c）=0.36-0.45%、硅（si）≤0.60%、锰（mn）≤0.80%、磷（p）≤0.040%、硫（s）≤0.030%、铬（cr）=12.00-14.0%、镍（ni）≤0.60%。

原材料下料重量为380kg，原材料加热在天然气炉进行，采用分段加热，装炉炉温小于600℃，预热3小时以上，以小于200℃/h的速度加热到850℃，等温1小时，以小于200℃/h的速度加热到1220℃，保温3小时后锻造。

锻造成型过程在两台液压锤上进行，将加热好的原材料放在3吨液压锤的下砧板上，先经过对原材料拔长，拔长比1.9；然后进行镦粗锻造，镦粗比2.2；使用冲头冲通孔，直径180mm；将冲好孔的锻坯重新放入加热炉保温2小时，转移到放有马架3的4吨液压锤上，芯棒2穿过锻坯孔放在马架3上锻打扩孔到490mm；在凹槽环模1压槽过程使用压槽模具4，压槽模具压块41宽度为156mm，厚度为25mm，材料为5crnimo，压块41的长度方向呈一定弧度，弧度半径大于环模半径，焊接的操作杆42是φ35钢管，压槽时，人工抓住操作杆42，将压块41放到环模1需要压槽的位置，锻锤打击压块41，边打击边转动环模1，使环模1整圈都压出凹槽。

锻后冷却方式，采用先风冷到600~700℃，然后炉冷到150℃以下出炉。

实施例2

以正昌502型凹槽环模为例，所用材料为20crmnti，化学成份为碳（c）=0.17-0.23%、硅（si）=0.17-0.37%、锰（mn）=0.80-1.10%、磷（p）≤0.020%、硫（s）≤0.020%、铬（cr）=1.00-1.30%、钛（ti）≤0.04-0.10%。

原材料下料重量为365kg，原材料加热在天然气炉进行，采用分段加热，装炉炉温小于600℃，预热3小时以上，以小于200℃/h的速度加热到1240℃，保温3小时后锻造。

锻造成型过程在两台液压锤上进行，将加热好的原材料放在3吨液压锤的下砧板上，先经过对原材料拔长，拔长比2；然后进行镦粗锻造，镦粗比2.1；使用冲头冲通孔，直径200mm；将冲好孔的锻坯重新放入加热炉保温2小时，转移到放有马架3的4吨液压锤上，芯棒2穿过锻坯孔放在马架3上锻打扩孔到480mm；在凹槽环模1压槽过程使用压槽模具4，压槽模具压块41宽度为130mm，厚度为20mm，材料为5crnimo，压块41的长度方向呈一定弧度，弧度半径大于环模半径，焊接的操作杆42是φ35钢管，压槽时，人工抓住操作杆42，将压块41放到环模1需要压槽的位置，锻锤打击压块，边打击边转动环模，使环模整圈都压出凹槽。

锻后冷却方式，采用空冷。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明专利的目的在于提供一种凹槽环模压槽锻造工艺，环模原材料使用马氏体不锈钢或渗碳钢，按照工艺重量下料，按照锻造加热工艺加热，将加热好的原材料放在液压锤的下砧板上，先经过对原材料拔长，然后进行镦粗，使用冲头冲通孔，将冲好孔的锻坯重新放入加热炉保温2小时，转移到放有马架的液压锤上，芯棒穿过锻坯孔，放在马架上锻打扩孔。在凹槽环模压槽过程使用压槽模具，压槽模具包括压块，以及与其连接的操作杆，压块的宽度为凹槽的宽度，压块的厚度为凹槽的深度，压块的长度方向呈一定弧度，弧度半径大于环模半径；人工抓住压槽模具的操作杆，将压块凹面朝下放到凹槽环模需要压槽的位置，锻锤打击压块，边打击边转动环模，使环模整圈都压出凹槽。

技术研发人员：闫来平
受保护的技术使用者：溧阳市金昆锻压有限公司
技术研发日：2017.10.16
技术公布日：2019.04.23