本发明属于合金钢锻圆生产技术领域，具体为一种制取crnimo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法。
背景技术：
合金钢，特别是具有良好综合力学性能的合金钢，是装备制造业生产中急需的原材料之一，广泛应用于大型港口起重机、海上大型浮吊船、海上石油钻井平台的爬升齿轮，石油开采设备用的泥浆阀块，各种重载传动轴等，但是其制造过程中仍存在较多问题，例如crnimo合金钢锻圆，该种钢种属于裂纹敏感类高档合金钢钢种，特别是直径超过300mm以上的大直径crnimo合金钢锻圆，在对其进行最后的调质处理时，由其制造出的锻圆表面缺陷处极易产生开裂，导致材料受损甚至报废，所以通常需要在调质处理之前，对锻圆表面进行车削加工，消除表面缺陷或微小裂纹，当锻圆表面车光之后才能进行后续工序，如此作业不仅增加了锻圆的生产周期，提高了加工成本，更重要的是由于车削扒皮降低了锻圆的成材率，如果锻圆经锻造后的椭圆度较大，其因车削工艺造成的成材率将降低的更多，可能超过10％，因此严重降低了生产厂家的经济效益。
技术实现要素：
本发明目的在于要采取一种合理的生产工艺制造这种大直径的crnimo合金钢锻圆，其生产的工艺路线为钢锭加热、锻造、调质热处理等，省去车光工艺，以便获得更多的综合效益。
为了实现上述的发明目的，本项发明对于现有工艺进行改进，适应免去车光工艺的要求，发明并在此公开此项方法。具体内容如下：
一种制取crnimo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法，其特征是按照如下方法进行操作：
1)加热升温，将钢锭加热至600～750℃，保温1.5～3.5小时，然后加热至800～850℃，保温0.5～2.5小时，再加热至可锻的1180～1220℃，保温3～6.5小时，使钢锭的表面及内部温度基本一致，奥氏体达到均匀化，然后开始锻压；
2)锻造加工，将完成加热升温的钢锭吊运至锻压机后开始锻压，先将其锻为方形，后压其棱，最后压为圆形，控制锻压比在3:1～4:1，控制锻造温度在1210～800℃的范围之内；
3)去除氧化铁皮，在热锻过程中，氧化铁附着在被锻造的红热锻坯表面，呈斑块状或点片状，在锻造压力作用下会导致红钢表面出现凹坑，甚至产生微裂纹；同时，未除去的位于钢材表面的氧化铁皮，在后续热处理过程中，会降低热传导，影响热处理的均匀性。本发明利用事先设计好的锻圆氧化铁清扫机，在锻造过程中，连续清除被锻压的红热锻坯表面的氧化铁，以此大幅提高被锻的红热锻坯表面质量，为后续热处理创造合适的条件；
4)锻后缓冷，将锻造后获得的锻圆空冷20～50min后埋砂，在锻圆表面温度降至≤150℃时出砂；
5)高温淬火，为减小锻圆工件的变形和开裂倾向，以油为介质对锻圆进行淬火处理，淬火时需要先将锻圆置于加热炉中加热到850±20℃，锻圆温度充分均匀后，放入油介质中进行淬火处理，锻圆置入前油介质的温度一般控制在60℃～80℃，淬火时间t＝30～60min，然后取出锻圆，在空气中自然空冷；
6)高温回火，将锻圆置于回火炉中，控制回火炉的温度为600～660℃，回火时间t根据锻圆直径d确定，具体数值为t＝(2.0～2.5)(min/mm)×d(mm)，回火后锻圆在回火炉内冷却至300℃，再出炉空冷。
特别的，这里所说的一种crnimo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法更适于直径超过300mm以上的大直径crnimo合金钢锻圆的加工制造。
特别的，这里所说的crnimo合金钢的成分以fe为基本元素，钢中其他元素按质量百分比计c＝0.37～0.44％，si＝0.17～0.37％，mn＝0.50～0.80％，p≤0.020％，s≤0.020％，cr＝0.60～0.90％，ni＝1.25～2.00％，mo＝0.15～0.30％，v≤0.05％，al＝0.020～0.050％。
本项发明的优点在于：
(1)设计和运用了新工装，即锻圆氧化铁清扫机，在线连续清除红钢表面的氧化铁皮，来提高锻圆表面光滑度、减少表面缺陷。
(2)本发明实现了大直径锻圆锻后不车光，黑皮状态下直接进行调质处理的新工艺，可实现钢坯不开裂的目的，且工艺过程缩短，操作简化，可控性强，成品钢的成材率明显提高。
(3)依据本项发明，直径达到300～600mm的大规格合金钢锻圆，可实现黑皮调质处理，并能完全满足客户技术性能要求。
具体实施方式
实施例之一
以典型crnimo钢美国牌号sae4340为例，该钢以fe为基本元素，钢中其他元素按质量百分比计c＝0.38～0.43％，si＝0.20～0.35％，mn＝0.65～0.80％，p≤0.020％，s≤0.020％，cr＝0.70～0.90％，ni＝1.65～2.00％，mo＝0.20～0.30％，v≤0.05％，al＝0.020～0.050％。
钢锭重量为20吨，钢锭截面平均当量直径为1110mm，对于上述钢种，采用本项发明进行锻造和热处理，生产直径600mm的锻圆。
1)加热升温。将钢锭加热至750℃，保温3.5小时，然后加热至850℃，保温2.5小时，再加热至1220℃，然后保温6.5小时，使钢锭的表面及内部温度基本一致，然后开始锻压；
2)锻压。钢锭吊运至锻压机后开始锻压，先将其锻为方形，后压其棱，最后压为圆形，控制锻压比在3.4：1，控制锻造温度在1210～800℃的范围之内；
3)去除氧化铁。采用事先设计好的锻圆氧化铁清扫机，在锻造过程，连续清除红热锻坯表面的氧化铁，以此大幅提高被锻的红热锻坯表面质量，锻圆表面呈光滑形状。
4)锻后缓冷。锻后空冷35min后埋砂，在135℃时出砂。
5)高温淬火。为减小了工件的变形和开裂倾向，以油为介质对锻圆进行淬火处理，淬火时先将锻圆的整体温度提高到850℃，然后出炉，将锻圆放入油池中，油温70℃，在油中淬火时间t＝55min，然后自然空冷。
6)高温回火。回火平均温度为640℃，时间为22小时，回火后炉内冷至300℃以下时，出炉空冷。
大直径sae4340锻圆黑皮调质后，最终性能满足抗拉强度为950mpa，屈服强度为780mpa，延伸率达到17％，面缩率为49％，+20℃时冲击功iso-v为47j。
而本发明实现了sae4340大直径锻圆的黑皮调质，锻圆产品不会开裂，免切削，从而提高了成材率10％，节约能耗13％，缩短了生产周期。
实施例之二
中国牌号40crnimo钢，该钢以fe为基本元素，钢中其他元素按质量百分比计c＝0.37～0.44％，si＝0.17～0.37％，mn＝0.50～0.80％，p≤0.020％，s≤0.020％，cr＝0.60～0.90％，ni＝1.25～1.65％，mo＝0.15～0.25％，al＝0.020～0.050％。钢锭重量为：13.4吨/支，钢锭截面平均当量直径为935mm，对于上述钢种，采用本项发明进行锻造和热处理，生产直径500mm的锻圆。即：
1)加热升温。将钢锭加热至700℃，保温2.5小时，然后加热至850℃，保温2小时，再加热至1220℃，然后保温5.5小时，使钢锭的表面及内部温度基本一致，然后开始锻压。
2)锻压成型。钢锭吊运至锻压机后开始锻压，先将其锻为方形，后压其棱，最后压为圆形，控制锻压比在3.49：1，控制锻造温度在1210～800℃的范围之内；
3)去除氧化铁。采用事先设计好的锻圆氧化铁清扫机，在锻造过程，连续清除红热锻坯表面的氧化铁，以此大幅提高被锻的红热锻坯表面质量，锻圆表面呈光滑形状。
4)锻后缓冷。锻后空冷30min后埋砂，在130℃时出砂。
5)高温淬火。为减小了工件的变形和开裂倾向，现将淬火介质以油代水，淬火温度850℃，油温为65℃，淬火时间t＝45min，然后自然空冷。
6)高温回火。回火温度为650℃，时间为20小时，回火后炉冷至300℃以下，出炉空冷。
大直径40crnimo锻圆黑皮调质后，最终性能满足抗拉强度为980mpa，屈服强度为790mpa，延伸率为17％，面缩率为47％，+20℃时冲击功iso-v为49j。
实现了大直径40crnimo锻圆的黑皮调质，锻圆产品不会开裂，免切削，从而提高了成材率8％，节约能耗15％，缩短了生产周期。