用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺方法，所述的工艺即是用空心冲头锻压去除连铸坯中心缺陷和对通过锻件尺寸、鐓粗比、扩孔比、环厚限制条件，提供合格的环件毛坯料来保证供碾环机轧制后使大轴承、大齿轮圈的合格的操作工艺；本发明所用同材料连铸坯比钢锭价格低，每吨价格要低600～1000元；同时本发明选用的连铸坯比钢锭成材或锻件利用率高，连铸坯成材或锻件的利用率约90%～92%；钢锭成材或锻件的利用率约72%～75%，在生产工艺过程中减少一火次能源费和工费；提高了产品的尺寸精度和企业的生产效率。
【专利说明】用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢的塑性成形工艺，具体涉及一种用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺方法。
【背景技术】
[0002]近年来随着冶炼技术的发展和市场竞争激烈的程度，连铸坯的应用也越来越广，连铸坯与钢锭比较，连铸坯材料利用率高，碾环机轧制的环件的工件截面形状更接近成品，比自由锻提闻20%左右。
[0003]但连铸坯比钢锭具有较发达的柱状晶组织，并有较小的树枝晶间距，柱状晶组织其晶体具有明显的方向性，加工性能差，易导致中心偏析、中心疏松和中心裂纹等缺陷，所以在连铸坯凝固过程中，应尽可能遏制柱状晶区的发展，促使等轴晶区的扩大。国内于1999年开始生产轴承钢、碳素工具钢等高碳的特殊钢和齿轮钢。虽然连铸钢的表面质量较模铸钢有了很大改善，但随其截面越做越大，中心缺陷绝对值也越大，因高碳钢固液二箱区较其它钢种宽，在连铸坯的凝固过程中由于选分结晶和凝固收缩导致富集溶质的钢液向中心的宏观流动而引起中心偏析，同时由于枝晶“搭桥”，下部钢液在凝固收缩过程中得不到上部钢液的补充，形成残余缩孔和中心疏松等缺陷，试验0 500低倍轴承钢GCrl5SiMn，中心疏松、中心缩孔、中心裂纹基本必有一到二个缺陷指标较高，如图5、6、7所示，最高达到4级。图5测得数据:.俯雜丨.宇?漏^Ii^?中石_纹+I Ψ间舊故皮卞_致^皮f气龜I
【权利要求】
1.一种用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺，其特征在于，所述的用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺即是用空芯冲头锻压去除连铸坯中心缺陷和对通过锻件尺寸、镦粗比、扩孔比、环厚限制条件，提供合格的环件毛坯料来保证供碾环机轧制后使大轴承、大齿轮圈的合格的操作工艺，所述的工艺包括按需要环件的重量由锯床下料一加热一压机镦粗一冲孔一压机平整一加热一碾环机轧环--第一热处理一粗加工一质量检查一调质一精加工，所述的具体的工艺步骤如下: 1)按订货图放调质余量图，如果订货图已经是调质图或无调质需求可不放调制余量图； 2)在调质图上放锻造余量图； 3)根据锻造余量图计算出锻件重量；G锻重=(D2-d2)*6.165相高； 4)通过计算得出毛坯重量=(锻件重量+芯料重量)/(0.96~0.98);按两火次操作完成; 5)按毛还重量由锯床下料,做好还料缺陷大的一端标记； 6)由缺陷标记的面朝上装炉，坯料加热，按钢种加热温度取上限； 7)坯料直接从加热炉取出，标记面朝上，压机镦粗，镦粗比=HcZH1≥2.5； 8)选择空心冲头进行冲孔操作，有缺陷标记的面朝上，使冲孔时缺陷芯料挤进孔中去除； 9)通过压机平整冲孔坯料表面； 10)对冲孔坯料进行加热； 11)碾环机轧制，轧制过程中，满足扩孔比=(Dc1-Clci)AD-Cl)≥2； 12)碾环机的操作过程中，通过人工机械操作，保证产品的参数满足限定的性能参数: 13)碾环后的热处理；正火+回火； 14)上立车，进行产品的粗加工； 15)质量检查:外观检查、尺寸检查、超声波检测； 16)调质； 17)精加工后表面PT或MT检测。
2.根据权利要求1所述的用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺，其特征在于，所述的用空芯冲头冲孔的步骤中，根据镦粗截面面积的实际大小选择不同大小的空芯冲头，所述空芯冲头的截面直径与镦粗截面面积的大小成正比，一般按截面的1/3取。
3.根据权利要求2所述的用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺，其特征在于，所述的工艺过程中:在针对材料为轴承钢、齿轮钢大圆连铸坯≥C 380mm易产生中心裂纹、缩孔1-2.5级的钢种，锻造环坯选择使用≥C 300mm的空芯冲头。
4.根据权利要求1所述的用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺，其特征在于，所述的碾环机压制过程中，其锻件尺寸、高径比、镦粗比、扩孔比的规定的性能参数如下表所示:在保证产品满足超声波探伤合格的同时，又可以减少产品的拔长火次数。
5.根据权利要求4所述的用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺，其特征在于，所述的碾环机压制过程中，当轴承、齿轮圈等环类件锻件壁厚尺寸(D,-dy/2 > 180，且产品需要超声波探伤的，标准相当按GB/T6402=2008 III级以上和JB/T5000.15-2007 II JII级探伤标准的，则需要采取多次镦拔工艺，还需要在压机上上马架扩孔再转碾环机轧制。
6.根据权利要求4所述的用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺，其特征在于，所述的碾环机压制过程中，当轴承、齿轮圈等环类件锻件壁厚尺寸(D#-c^)/2 > 180，内壁需要做JB/T5000.15-2007 <111级磁粉、着色的，下料尺寸需保证高径比< 2.5，用空芯冲头冲孔，冲去缺陷料，减少连铸坯中心缺陷残留。
7.根据权利要求1所述的用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺，其特征在于，所述的在对冲孔坯料进行加热碾环工艺步骤中，为防止锻件粗晶加热温度可为1050°C~1150。。。
8.根据权利要求1所述的用连铸坯塑性成形大尺寸轴承、齿轮钢的工艺，其特征在于，所述的空芯冲头内为圆 锥形的空心槽，所述空心槽的截面长度自上而下依次减小。
【文档编号】B23P15/14GK103990938SQ201410139411
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】许民, 高辉 申请人:江苏联峰能源装备有限公司