[发明专利]不锈钢异形环锻件的辗轧成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环形锻件的轧制成形方法，特别是涉及了不锈钢异形环锻件的辗轧成形方法。

背景技术

采用不锈钢(如英国10Cr-6Co-0.8Mo等材料牌号)制造的航空发动机异形环锻件，如机匣等零部件由于长期在恶劣的环境下工作，要求锻件具有较好的性能及组织稳定性。

2005年3月2日公开的中国发明专利说明书CN 1586754A公开了一种外台阶截面环件轧制成形的方法，所述环件的纵向截面是一种非矩形的外台阶形状，即所述环件属于异形环锻件的一种特殊形状。该方法包括下料、制坯、轧制及后续加工，采用该方法轧制的异形环件是由轧环机的主辊(即驱动辊)和芯辊直接形成的孔型来实现异形环件的变形成形。采用该工艺轧制不同形状的异形环件时，需要重新更换辊型，而频繁更换辊型将会增加制造成本、延长生产周期和不利于设备的维护保养。

上述环件轧制成形方法并未公开轧制不锈钢异形环锻件的具体工艺步骤，轧制不锈钢异形环锻件时，从合金棒料到最终轧制成异形环锻件，合金的变形量对环锻件的组织和性能影响很大，其变形量选择不准，将会造成环锻件晶粒粗大、轧伤、轧裂、折叠、夹层等缺陷，从而影响锻件的交付和使用。

有鉴于此，本发明提供了一种不锈钢异形环锻件的辗轧成形方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种准确的变形量来实现不锈钢异形环锻件在辗轧模具内成形的方法，采用该方法精确轧制的环件具有优良的组织和性能。

为解决上述技术问题，本发明所述不锈钢异形环锻件的辗轧成形方法，其技术方案包括以下步骤：

把按规格下料的不锈钢棒料加热到1130℃～1150℃的变形温度，经镦粗使其变形50％～55％得到实心圆饼；把所述实心圆饼冲孔使其孔径尺寸是其外径尺寸的30％～35％后得到空心圆饼；

加热所述空心圆饼到上述变形温度后使其被轧环变形40％～45％后得到矩形预轧坯；

加热所述预轧坯到上述变形温度，把所述预轧坯装进轧环机辗轧模具，所述预轧坯的纵向截面在辗轧模具的异形孔型内被轧环机辗轧并按所述孔型产生连续局部塑性变形，所述预轧坯壁厚减小并沿径向展宽被辗轧变形50％～55％后成为异形环锻件。

当采用上述方法辗轧成形不同形状的异形环锻件时，只需把辗轧模具的孔型按环锻件的截面形状来调整，更换相应的模具模块便可。

辗轧时，上述预轧坯沿径向的展宽速度是2mm/s～15mm/s，受到的径向轧制力是20000kg～120000kg。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明把按规格下料的不锈钢棒料从镦粗、冲孔、制矩形预轧坯、到辗轧成异形环锻件的整个工艺过程，通过选用准确的变形量和使用辗轧模具来使异形环锻件成形，获得了组织均匀和性能优良的异形环锻件。英国材料牌号为10Cr-6Co-0.8Mo的变形不锈钢为例，经检测该合金异形环锻件不同部位的金相低倍组织，未发现有粗晶、裂纹、伤痕、折叠、夹层等缺陷。

经检测该合金异形环锻件的室温拉伸性能，其抗拉强度为1110MPa～1120MPa(大于使用要求的1000MPa)，其伸长率为0.2％时的屈服强度为970MPa～990MPa(大于使用要求的880MPa)，其断后伸长率为16％～17％。(大于使用要求的12％)。

经检测该合金异形环锻件的冲击性能，其冲击功为63J～64J(大于使用要求的55J)。

经检测该合金异形环锻件的布氏硬度为335，满足了使用要求。

从该合金异形环锻件的理化检测结果可知，采用上述方法辗轧成形的该合金异形环锻件取得了预料不到的技术效果，大大满足了其使用要求。

本发明还通过在轧环机上安装辗轧模具来实现不锈钢异形环锻件的辗轧成形，即在轧环机的芯辊上安装芯辊模，在其主辊上安装主辊模，芯辊模与主辊模合模后能够形成用于辗轧异形环锻件的异形孔型，从而把异形环锻件的成形方式由主辊、芯辊和锥辊辗轧成形改进为主要由模具辗轧成形，当辗轧不同截面形状的异形环锻件时，只需更换辗轧模具上形成所述异形孔型的模块即可，而不必更换轧环机的主辊、芯辊等部件，从而可以降低异形环锻件的制造成本、缩短生产周期并有利于设备的维护保养。并且，采用本方法辗轧不锈钢异形环锻件，可以获得沿零件外形呈流线分布的异形环锻件，提高了异形环锻件的尺寸精度，从而可以实现精确轧制，减少异形环锻件的机械加工余量和贵重不锈钢材料的浪费。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是矩形预轧坯的制坯工艺流程图。

图2是预轧坯装进辗轧模具的结构图。