一种套类锻件拔长方法
【专利摘要】一种套类锻件拔长方法，包括将钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔、芯棒拔长等工序制成中空套类锻件的步骤，然后进行成型加工的步骤，本发明中的方案实现了短芯棒拔长超过芯棒长度的套筒类锻件，提高了生产能力；节约了投产新芯棒的资金和原材料投入，减少生产成本；节省了投产新芯棒的生产周期，提高了生产效率；如采用“双向拔长法”还能够克服“喇叭口”缺陷的产生。
【专利说明】
一种套类锻件拔长方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种金属锻造的锻造工艺，尤其是涉及一种套类锻件拔长方法。
【背景技术】
[0002] 套筒类锻件广泛应用于管道、筒体等工业产品的制造，属于一种重要的锻件产品。 套筒类锻件的传统生产方法是利用上、下砧对置于芯棒上的金属坯料进行锤压，使得金属 坯料发生外径减小、长度增加的塑性变形。利用这种塑性变形可将长度较短的金属坯料，拔 长锻造为长度更长的套筒类锻件。然而，传统方法要求芯棒具有足够的有效工作长度，其长 度必须大于或等于所产套筒类锻件的长度。如现有芯棒长度不足，则无法生产，必须先投产 长度足够的芯棒，才能进行拔长操作。但是，芯棒的制作过程涉及锻造、机械加工、热处理等 多种工艺流程，具有生产成本高昂，生产周期漫长的问题，极大影响了锻造企业的生产效率 和成本控制。因此，必须研发一种拔长方法，用于拔长超出原有芯棒长度的套筒类锻件。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为解决决短芯棒不能拔长超长套筒类锻件的问题，提供一种套类 锻件拔长方法。
[0004] 本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是： 一种套类锻件拔长方法，包括将钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔、芯棒拔长等工序制成中空 套类锻件的步骤，还包括如下步骤:步骤1、取中空形坯料加热至始锻温度为1190-12HTC， 取通体圆柱形结构状的芯棒滑动插设在中空形坯料内，待芯棒与坯料装配完毕后，使用锻 造操作机握持芯棒握柄，将芯棒与坯料置于上砧和下砧之间； 步骤2、确定中空形还料的尺寸:长度Lp和芯棒的尺寸:长度Lx，并对比Lx和Lp ① 、当Lp< Lx时，首先使用锻压机从远离握柄的方向进行锤压。每压一锤，使用锻造操 作机将坯料旋转一定角度后(5°~10°)再压下一锤;锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和 截面积减小，坯料长度得到一定延伸；随后，将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%石占 宽的距离，然后再锤压坯料一周； ② 当l/2Lp < Lx<Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压；同样每压一锤， 坯料旋转一定角度（5°~10°)，每锤压一周后将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70% 砧宽的距离，然后再继续锤压坯料一周；将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度 的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这 一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2时为止。
[0005] ③、在①和②加工过程中坯料随着加工会逐渐变长，根据公式：
Lc为上砧、下砧轴向位移总长；II为坯料的瞬时总长度，而为坯料的外径;遂为坯料 的内径;i为压下量； 计算①和②拔长一道后的纖以及锻件目标尺寸1?，如果翻:=1^.拔长完成；如果纖： 矣_|，将计算得到结果驗?与Lx进行比较，如果满足Lp < Lx，重复①;如果满足l/2Lp < Lx< Lp时，重复②，重复步骤③直至，拔长完成。
[0006] 所述的步骤1中的始锻温度为1200°c。
[0007] 1)当Lp< Lx时，首先使用压机从远离握柄的方向进行锤压。每压一锤，使用锻造操 作机将坯料旋转一定角度后再压下一锤。锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和截面积减 小，坯料长度得到一定延伸。随后，将芯棒和上、下砧向芯棒握柄方向移动一定距离，该距离 大约为砧宽的70%，然后再锤压坯料一周。在拔长过程中，不断重复以上过程直到将坯料拔 长至所需长度、或者坯料温度低于终锻温度。该拔长方法我们称之为"单向拔长法"。
[0008] 2)当（l/2)Lp<Lx<Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压。同样每压 一锤，还料旋转一定角度。同样地，每锤压一周后将芯棒和上、下站向芯棒握柄方向移动70% 砧宽的距离，然后再继续锤压坯料一周。将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度 的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这 一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2。该拔长方法我们称之为"双向拔长法"。"双向拔长法" 不但可以锻造超长套筒类锻件，还能有效地消除端面"喇叭口"的缺陷。
[0009] 本发明所述的"单向拔长法"和"双向拔长法"两种拔长方法不但可以单独使用， 还可以根据坯料长度情况自由组合使用，如拔长初期坯料尺寸较短，使用"单向拔长法"进 行拔长，后期坯料超出芯棒过多，可采用"双向拔长法"继续进行拔长。
[0010]最后需要指出的是：在拔长过程中，芯棒与上、下砧的移动必须同步，芯棒应始终 处于上、下砧之间，否则会造成坯料压弯。
[0011] 本发明的有益效果是:本发明中的方案实现了短芯棒拔长超过芯棒长度的套筒类 锻件，提高了生产能力;节约了投产新芯棒的资金和原材料投入，减少生产成本;节省了投 产新芯棒的生产周期，提高了生产效率;如采用"双向拔长法"还能够克服"喇叭口"缺陷的 产生。
【附图说明】
[0012] 图1为步骤一:坯料与芯棒的装配方式。
[0013] 图2为步骤二:第一火次的拔长方式。虚线为芯棒和上、下砧的拔长起始位置，实线 为芯棒和上、下砧在该火次中的最终拔长位置，黑色箭头为芯棒和上、下砧的移动方向。 [0014]图3为步骤三:第二火次的拔长方式。
[0015] 图4为步骤四：坯料180°调头。
[0016] 图5为步骤五:最终火次的拔长方式。
【具体实施方式】
[0017] 图中所示，【具体实施方式】如下： 一种套类锻件拔长方法，包括将钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔、芯棒拔长等工序制成中空 形坯料的步骤，还包括如下步骤： 步骤1、取中空形坯料加热至始锻温度为1190-12HTC，取通体圆柱形结构状的芯棒滑 动插设在中空形坯料内，待芯棒与坯料装配完毕后，使用锻造操作机握持芯棒握柄，将芯棒 与坯料置于上砧和下砧之间； 步骤2、确定中空形还料的尺寸:长度Lp和芯棒的尺寸:长度Lx，并对比Lx和Lp ① 、当Lp< Lx时，首先使用锻压机从远离握柄的方向进行锤压。每压一锤，使用锻造操 作机将坯料旋转一定角度后(5°~10°)再压下一锤;锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和 截面积减小，坯料长度得到一定延伸；随后，将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%石占 宽的距离，然后再锤压坯料一周； ② 当（l/2)Lp<Lx<Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压；同样每压一 锤，还料旋转一定角度(5°~10° )，每锤压一周后将芯棒、上站和下站向芯棒握柄方向移动 70%站宽的距离，然后再继续锤压坯料一周;将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长 度的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将 这一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2时为止。
[0018] ③、在①和②加工过程中坯料随着加工会逐渐变长，根据公式：
Lc为上砧、下砧轴向位移总长；为坯料的瞬时总长度，靡为坯料的外径;谨为坯料 的内径;为压下量； 计算①和②拔长一道后的顯以及锻件目标尺寸岛;.，如果拔长完成；如果满 矣:_备，将计算得到结果4^与Lx进行比较，如果满足Lp < Lx，重复①;如果满足（l/2)Lp < Lx < Lp时，重复②，重复步骤③直至1|^=驗§，拔长完成。
[0019] 所述的步骤1中的始锻温度为1200°C。
[0020] 1)当Lp< Lx时，首先使用压机从远离握柄的方向进行锤压。每压一锤，使用锻造操 作机将坯料旋转一定角度后再压下一锤。锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和截面积减 小，坯料长度得到一定延伸。随后，将芯棒和上、下砧向芯棒握柄方向移动一定距离，该距离 大约为砧宽的70%，然后再锤压坯料一周。在拔长过程中，不断重复以上过程直到将坯料拔 长至所需长度、或者坯料温度低于终锻温度。该拔长方法我们称之为"单向拔长法"。
[0021] 2)当（l/2)Lp<Lx<Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压。同样每压 一锤，还料旋转一定角度。同样地，每锤压一周后将芯棒和上、下站向芯棒握柄方向移动70% 砧宽的距离，然后再继续锤压坯料一周。将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度 的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这 一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2。该拔长方法我们称之为"双向拔长法"。"双向拔长法" 不但可以锻造超长套筒类锻件，还能有效地消除端面"喇叭口"的缺陷。
[0022] 本发明所述的"单向拔长法"和"双向拔长法"两种拔长方法不但可以单独使用， 还可以根据坯料长度情况自由组合使用，如拔长初期坯料尺寸较短，使用"单向拔长法"进 行拔长，后期坯料超出芯棒过多，可采用"双向拔长法"继续进行拔长。
[0023] 最后需要指出的是：在拔长过程中，芯棒与上、下砧的移动必须同步，芯棒应始终 处于上、下砧之间，否则会造成坯料压弯。
[0024] 以某型钢制套筒锻件为例进行描述。该套筒锻件成品尺寸为：外径1790mm、内孔 1500mm、长度8100mm。而现有芯棒长度仅为5500mm，因此，必须采用本发明所述的拔长方法 进行锻造生产。在该套筒锻件的锻造生产过程中，根据坯料在拔长过程中的实时长度，分别 采用了 "单向拔长法"和"双向拔长法"，将两种拔长方法有机地结合在一起，成功利用短芯 棒拔长该锻件。具体如下： 钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔等工序后，制成锻造坯料。该坯料尺寸分别为:长度5000mm、 外径2050mm、内径1500mm。图中箭头所指方向为芯棒和上、下站移动的方向，虚线部分为芯 棒和上、下砧的起始位置，实线部分为芯棒和上、下砧的最终移动位置。
[0025] 步骤一:还料加热至1210°C后，将其套上芯棒，如图1所示。
[0026] 步骤二:在第一火次的拔长过程中，坯料起始长度小于芯棒长度，但是随着拔长过 程的进行，坯料长度将超越芯棒长度造成拔长无法继续进行，因此需采用本发明的"单向拔 长法"进行拔长。使用上砧从远离握柄的方向开始锤压坯料。每锤压下量大致为100mm，每压 一锤使用锻造操作机将坯料旋转一定角度后再压下一锤。当锤压坯料外圆一周后，将芯棒 和上、下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离。不断重复以上过程直到将坯料拔长从 5000mm拔长至6660mm，如图2所示。该步骤完成后，坯料外径减小至Φ 1870mm，坯料内径不 变。
[0027]步骤三：由于坯料长度已超过芯棒长度，因此必须采用"双向拔长法"继续拔长。再 次加热还料后，将6660mm长的还料划分为两部分，先拔长靠近芯棒握柄方向的一半还料。使 用步骤2的方法将这一半还料长度从3330mm拔长至4092mm，还料外径从Φ 1870mm减少至Φ 1790mm，如图3所示。
[0028] 步骤四：将坯料调转方向，把未拔长的一半朝向芯棒握柄方向，如图4所示。
[0029] 步骤五:将坯料套上芯棒后，拔长靠近芯棒握柄方向的一半坯料，拔长方法同步骤 3,如图5所示。待该步骤拔长完毕后，既完成整支套筒锻件的拔长锻造过程。
【主权项】
1. 一种套类锻件拔长方法，包括将钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔等工序制成中空形坯料的 步骤，其特征在于:还包括如下步骤： 步骤1、取中空形坯料加热至始锻温度为1190-12HTC，取通体圆柱形结构状的芯棒滑 动插设在中空形坯料内，待芯棒与坯料装配完毕后，使用锻造操作机握持芯棒握柄，将芯棒 与坯料置于上砧和下砧之间； 步骤2、确定中空形还料的尺寸:长度Lp和芯棒的尺寸:长度Lx，并对比Lx和Lp ① 、当Lp< Lx时，首先使用锻压机从远离握柄的方向进行锤压； 每压一锤，使用锻造操作机将坯料旋转5°~10°后再压下一锤;锤压一周后，锤压范围 内的坯料外圆和截面积减小，坯料长度得到一定延伸；随后，将芯棒、上砧和下砧向芯棒握 柄方向移动70%站宽的距离，然后再锤压坯料一周； ② 当l/2Lp<Lx<Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压；同样每压一锤， 坯料旋转5°~10°后，每锤压一周后将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距 离，然后再继续锤压坯料一周;将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2后， 再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这一半坯料 拔长至坯料目标长度的1/2时为止； ③ 、在①和②加工过程中坯料随着加工会逐渐变长，根据公式：Lc为上砧、下砧轴向位移总长；驗:为坯料的瞬时总长度，遍为坯料的外径;逾为坯料的 内径邊为压下量； 计算①和②拔长一道后的縣i:以及锻件目标尺寸勸5:，如果_产_:拔长完成；如果1? 矣，将计算得到结果為|与Lx进行比较，如果满足Lp < Lx，重复①并重复步骤③直至翻!:= 分:.；如果满足（1 /2 )Lp < Lx < Lp时，重复②并重复步骤③直至為^=_|:，拔长完成。2. 根据权利要求1所述的一种套类锻件拔长方法，其特征在于:所述的步骤1中的始锻 温度为1200 °C。
【文档编号】B21J5/06GK105855441SQ201610291729
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】宋玉冰, 姬立功, 杨明, 赵利锋, 张素芳, 郭锐涛, 胡振志, 赵俊伟
【申请人】中信重工机械股份有限公司