大型饼类锻件擀碾成形方法与流程

本发明涉及锻件锻造方法技术领域，具体的说是一种大型饼类锻件擀碾成形方法。

背景技术：

大型饼类锻件是重型装备的核心零件之一，主要用于压力容器、汽轮机锅炉用管板、核反应堆压力壳平顶盖、热交换器管板及化工容器封头等设备。

大型饼类锻件的热加工手段主要是自由锻造。锻件除了成形要求以外，还要求同时打碎铸态组织和碳化物，锻合内部的疏松与孔洞，细化晶粒而获得均质致密的优质锻件。镦粗是饼类锻件最常采用的锻造方法，其常规锻造过程为：圆坯料→加热→平板镦粗（或平板镦粗+局部镦粗）→圆整至工艺尺寸。采用镦粗法生产的饼类锻件，余量大、精度低，往往会在锻件芯部形成层状夹杂缺陷，超声波探伤不合格品率高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种大型饼类锻件擀碾成形方法，以解决采用传统自由锻造方法制造大型饼类锻件时存在锻件芯部容易出现层状夹杂缺陷，产品质量合格率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种大型饼类锻件擀碾成形方法，本方法采用放置在毛坯上、下两侧的辗辊和旋转镦粗台，将圆形的毛坯热擀碾成饼状，它包括以下步骤：

步骤一、按照锻造工艺要求的重量或者尺寸下料，将毛坯放置到台车式加热炉内加热到始锻温度，出炉后采用whf锻造法，再将毛坯放到旋转镦粗台上，用0.67-0.77的大砧宽比、20%/次的大压下率进行锻造，使毛坯芯部产生较大变形，镦粗，圆整，然后从毛坯中心部位开始压实，压实深度为毛坯初始厚度的1/3，压实直径为毛坯初始直径的1/2；

步骤二、将辗辊放置在经过步骤一处理后的毛坯未被压实部分的表面，对毛坯进行擀碾，以旋转镦粗台旋转180°为一道次；在始锻温度至终锻温度+100℃范围内，每道次毛坯被擀碾压下量为20-30mm；辗辊压下后保持压下位置固定，旋转镦粗台转动带动毛坯同步转动，毛坯带动放置于其上表面的辗辊滚动，使毛坯周边未被压实部分发生塑性变形向外延展；擀碾过程中用压缩空气强吹毛坯表面，防止氧化皮嵌入毛坯中；每一道次完成后，重新开始新一道次的擀碾，直到锻件复合工艺设计尺寸为止。

优选的，所述旋转镦粗台的直径大于锻件最终直径800-1000mm。

优选的，所述毛坯与旋转镦粗台具有相同转速，旋转镦粗台的转速控制在10-12r/h。

优选的，所述步骤一中在镦粗、圆整过程中如果毛坯的温度下降到设定工艺温度之下时，需要将毛坯重新放回到加热炉中补温至始锻温度。

优选的，所述步骤二中擀碾期间如果毛坯温度降低到终锻温度时仍未完成擀碾，毛坯需要重新回炉补热，补热温度以能完成最后一道次擀碾为宜；当毛坯表面温度在终锻温度+100℃至终锻温度范围内时，该道次压下量不得大于10mm，以防止毛坯周边出现鼓裂。

优选的，所述辗辊的直径大于500mm，采用32cr3mo1v合金材料制备而成。

本发明中所述的始锻温度和终锻温度根据毛坯料的材质不同而不同，常用材料的始锻温度和终锻温度可查《锻压手册》。

本发明的有益效果为：

（1）本发明采用擀碾成形的方法，以毛坯连续的局部变形代替传统锻造工艺间隔局部变形，其擀辗压力仅是普通锻压工艺的1/10-1/15，可以用小设备擀辗压较大的锻件；本方法细化了锻件的晶粒，改善锻件内部质量，提高锻件表面质量和最终尺寸精度；减少机加工余量，降低材料消耗，提高劳动生产率；

（2）在擀辗过程中无锻打和冲击，振动、噪音很小,可改善工人的劳动强度和工作环境。

附图说明

图1是毛坯放置到旋转镦粗台擀碾的示意图；

图中：1、旋转镦粗台，2、毛坯，3、辗辊。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明。

一种大型饼类锻件擀碾成形方法，本方法采用放置在毛坯上、下两侧的辗辊和旋转镦粗台，将圆形的毛坯热擀碾成饼状，它包括以下步骤：

步骤一、按照锻造工艺要求的重量或者尺寸下料，将毛坯放置到台车式加热炉内加热到始锻温度，出炉后采用whf锻造法，再将毛坯放到旋转镦粗台上，用0.67-0.77的大砧宽比、20%/次的大压下率进行锻造，使毛坯芯部产生较大变形，镦粗，圆整，然后从毛坯中心部位开始压实，压实深度为毛坯初始厚度的1/3，压实直径为毛坯初始直径的1/2；

步骤二、将辗辊放置在经过步骤一处理后的毛坯未被压实部分的表面，对毛坯进行擀碾，以旋转镦粗台旋转180°为一道次；在始锻温度至终锻温度+100℃范围内，每道次毛坯被擀碾压下量为20-30mm；辗辊压下后保持压下位置固定，旋转镦粗台转动带动毛坯同步转动，毛坯带动放置于其上表面的辗辊滚动，使毛坯周边未被压实部分发生塑性变形向外延展；擀碾过程中用压缩空气强吹毛坯表面，防止氧化皮嵌入毛坯中；每一道次完成后，重新开始新一道次的擀碾，直到锻件复合工艺设计尺寸为止。

旋转镦粗台的直径大于锻件最终直径800-1000mm。毛坯与旋转镦粗台具有相同转速，旋转镦粗台的转速控制在10-12r/h。

步骤一中在镦粗、圆整过程中如果毛坯的温度下降到设定工艺温度之下时，需要将毛坯重新放回到加热炉中补温至始锻温度。

步骤二中擀碾期间如果毛坯温度降低到终锻温度时仍未完成擀碾，毛坯需要重新回炉补热，补热温度以能完成最后一道次擀碾为宜；当毛坯表面温度在终锻温度+100℃至终锻温度范围内时，该道次压下量不得大于10mm，以防止毛坯周边出现鼓裂。

辗辊的直径大于500mm，采用32cr3mo1v合金材料制备而成。

本发明采用擀碾成形的方法，以毛坯连续的局部变形代替传统锻造工艺间隔局部变形，其擀辗压力仅是普通锻压工艺的1/10-1/15，可以用小设备擀辗压较大的锻件；本方法细化了锻件的晶粒，改善锻件内部质量，提高锻件表面质量和最终尺寸精度；减少机加工余量，降低材料消耗，提高劳动生产率。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种大型饼类锻件擀碾成形方法，其锻造工序为：下料→加热→镦粗→圆整→中心压实（如需要可回炉补温）→换上辗辊→擀辗（如需要可回炉补温）→擀辗到工艺尺寸。擀辗时，辗辊压在毛坯未被压实部分的表面，每道次擀辗压下量为20‑30mm，辗辊压下后保持压下位置固定，旋转镦粗台转动带动毛坯转动，毛坯又带动辗辊滚动，使毛坯周边发生塑性变形向外延展。本发明采用擀碾成形的方法，以毛坯连续的局部变形代替传统锻造工艺间隔局部变形，其擀辗压力仅是普通锻压工艺的1/10‑1/15，可以用小设备擀辗压较大的锻件；本方法细化了锻件的晶粒，改善锻件内部质量，提高锻件表面质量和最终尺寸精度；减少机加工余量，降低材料消耗，提高劳动生产率。

技术研发人员：王亚安;祁庆花;张英波;李七平;李慧
受保护的技术使用者：兰州兰石集团有限公司;兰州兰石能源装备工程研究院有限公司
技术研发日：2018.05.03
技术公布日：2018.11.23