一种高合金超高强度钢大型模锻件细晶化高效锻造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于锻造技术领域，涉及一种高合金超高强度钢大型模锻件细晶化高效锻 造方法，用于飞机起落架等大型模锻件的制造。 技术背景
[0002] 类似飞机起落架的大型模锻件的重量一般在200公斤以上、1吨以下，且形状复 杂，目前已多采用高合金超高强度钢。一般地，超高强度钢大型模锻件的制造所采用的方 法有以下两种：1)锤上制坯+锤上模锻。其特点是每次压下变形量较小，需要多火次才能 够分别完成制坯和模锻，这样锻件的组织往往较为粗大，晶粒度在5-7级，锻造过程中噪音 大，最高超过100分贝，因多火次制坯和多火次模锻，各火次间需要冷却、排伤，锻件的制备 效率低；2)压力机制坯+压力机上模锻。其特点是坯料形状简单，制坯一火次完成，模锻采 用预锻和终锻方式，需用两套模具完成模锻件制造，模锻过程往往采用多火次。该方法的优 点是质量一致性好，缺点是终锻变形量较小，锻件晶粒度难以达到8级水平。目前，国内外 尚无晶粒度达到8级水平的高合金超高强度钢大型模锻件。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种高合金超高强度钢 大型模锻件细晶化高效锻造方法，其目的是能够确保高合金超高强度钢大型模锻件获得8 级以上晶粒度的同时，提高生产效率，降低锻造过程的噪声。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：
[0005] 所述高合金超高强度钢是指合金元素含量在20% (Wt)以上的航空用合金结构 钢，所述大型模锻件是指重量在200kg以上、1000 kg以下的长杆型模锻件，棒坯采用直径 Φ 200mm~Φ 300mm的高合金超高强度钢棒材，该方法的步骤为：
[0006] (1)制坯
[0007] 将棒坯在600 °C以下入炉，随加热炉升温到800 °C~900 °C，并在此温度下保温 150min~200min，之后随炉继续升温至1000°C~1050°C，保温IlOmin~150min ;
[0008] 采用快锻机一火次制坯，锻压速度在20~60mm/s，将棒坯各部位变形30 %~ 70%，停锻温度不低于800°C，锻后空冷，制坯时间不超过ISmin ;
[0009] (2)模锻
[0010] 将模锻件锻坯在600°C以下入炉，随加热炉升温到800°C~900°C，并在此温度下 保温120min~150min，之后随炉继续升温至1000°C~1050°C，保温IOOmin~120min ;
[0011] 采用液压机一火次模锻，锻压速度为5~15mm/s，变形30 %~60%，终锻温度不低 于800°C，使模锻件尺寸达到设计要求，锻后空冷，模锻时间不超过2min。
[0012] 本发明技术方案的优点是能够确保高合金超高强度钢飞机起落架等大型模锻件 的晶粒度达到8级水平，并满足力学性能和形状尺寸的设计要求，使产品的合格率提高到 100%。同时，提高生产效率5~8倍。降低生产现场的噪声30分贝以上。变形方式和变 形量是本方法的两个主要因素，快锻机制坯可以使高合金超高强度钢坯料一火次产生近 100%的变形量，大型液压机模锻一火次也具备产生50%以上的变形量，一火次较高速度下 的大变形不会破坏锻坯的连续性，锻坯内部无缺陷产生。本发明技术方案的主要特色是将 高合金超高强度钢所具有的高热塑性与快锻机、大型液压机相结合，合理分配制坯与模锻 火次变形量，形成了大型模锻件的细晶化高效锻造方法。本发明具有很好的推广应用前景。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明制坯加热示意图；
[0014] 图2是本发明模锻加热示意图；
[0015] 图3是本发明长杆模锻件示意图。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
[0017] 实施例1
[0018] ⑴制坯
[0019] 原材料：直径Φ300_的A-100钢棒材，化学成分见表1。实验以4件锻件为一个 组批。
[0020] 表1 Α-100钢棒材化学成分（％ wt)
[0021]
【主权项】
1. 一种尚合金超尚强度钢大型t旲锻件细晶化尚效锻造方法，其特征在于：所述尚合金 超高强度钢是指合金元素含量在重量百分比20%以上的航空用合金结构钢，所述大型模锻 件是指重量在200kg以上、1000 kg以下的长杆型模锻件，棒还采用直径? 200mm~? 300mm 的高合金超高强度钢棒材，该方法的步骤为： ⑴制坯 将棒坯在600 °C以下入炉，随加热炉升温到800 °C~900 °C，并在此温度下保温 150min~200min，之后随炉继续升温至1000°C~1050°C，保温IlOmin~150min ; 采用快锻机一火次制坯，锻压速度在20~60mm/s，将棒坯各部位变形30%~70%，停 锻温度不低于800°C，锻后空冷，制坯时间不超过ISmin ; (2)模锻 将模锻件锻坯在600°C以下入炉，随加热炉升温到800°C~900°C，并在此温度下保温 120min~150min，之后随炉继续升温至1000°C~1050°C，保温IOOmin~120min ; 采用液压机一火次模锻，锻压速度为5~15mm/s，变形30 %~60%，终锻温度不低于 800°C，使模锻件尺寸达到设计要求，锻后空冷，模锻时间不超过2min。
【专利摘要】本发明属于锻造技术领域，涉及一种高合金超高强度钢大型模锻件细晶化高效锻造方法，用于飞机起落架等大型模锻件的加工。锻造的步骤如下：棒坯→加热→制坯→加热→模锻。本发明首次针对高合金超高强度钢大型模锻件细晶化高效的锻造方法进行了研究，在锻件获得8级晶粒水平的同时，锻件生产效率是常规锻件生产5～8倍，同时在生产过程中降低噪声30分贝以上。本发明技术方案的主要特色是将高合金超高强度钢所具有的高热塑性与快锻机、大型液压机相结合，合理分配制坯与模锻火次变形量，形成了大型模锻件的细晶锻造方法。
【IPC分类】B21J5-02, B21J1-06, B21J1-04
【公开号】CN104874712
【申请号】CN201510212762
【发明人】李志 , 王海鹏, 古立新, 高谦, 赵振业
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空材料研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月29日