[发明专利]采用空心铸坯热成形环筒件的锻造方法

说明书

技术领域

本发明属于大型环筒件热成形技术领域，具体涉及一种采用空心铸坯热成形环筒件的锻造方法。

技术背景

目前，国内外锻造大型环筒件的方法主要是采用实心毛坯，经加热、镦粗、冲孔后形成环坯，再由芯棒拔长或马杠扩孔至相应尺寸。这种锻造方法的缺点是，①工艺流程冗长、火次过多、变形不均匀、容易产生附加应力导致锻造裂纹；②实心毛坯中心材料在冲孔工序中作为废料处理，造成材料浪费、能耗增加。

发明内容

本发明目的是提出了一种采用空心铸坯热成形环筒件的锻造方法，可以有效克服现有技术的缺点。

本发明是这样实现的：其特征是将离心铸造的空心铸坯先通过机加工去除内孔表层的缺陷，再将其加热后在设定的镦粗用模具内镦粗变形达到设定高度，再回炉加热后，放在设定的扩挤用模具内进行扩挤变形，再将扩挤变形后的坯料重新加热后，放在设定的反挤压用模具内进行反挤压变形，达到锻件要求尺寸。

具体操作步骤是：

①将离心铸造的空心铸坯的内孔，通过机加工去除8-10mm的缺陷层；

②将镦粗用漏盘连同与其装配在一起的镦粗用筒模置于压机平台上，将加热后的空心铸坯放置在镦粗用筒模的内部镦粗用漏盘上，再将镦粗用“T”型砧放在空心铸坯上，开动压机通过镦粗用“T”型砧对空心铸坯施压至镦粗用“T”型砧的上表面与镦粗用筒模的上端齐平时停止施压，在镦粗用“T”型砧的上面放置垫块，再次开动压机通过垫块和镦粗用“T”型砧对空心铸坯继续施压，直至空心铸坯达到设定的高度，得到镦粗后的坯料；

③将上端装有定位杆的下定位台置于扩挤用漏盘的中心孔中，将上述装置放置于压机平台上，将镦粗后的坯料重新加热后放在下定位台上，压机轻压下，使镦粗后的坯料与下定位台充分接触，实现镦粗后的坯料的找正、定位，压机抬起，将扩挤用筒模套装于扩挤用漏盘上，将中心开有定位孔的扩挤用冲头放置在镦粗后的坯料上面，并且使下定位杆插入扩挤用冲头的定位孔内，空心垫块置于扩挤用冲头上面，开动压机，通过空心垫块和扩挤用冲头对镦粗后的坯料施压，直至扩挤用冲头的下表面达到设定的高度，再将下定位台连同其上的定位杆去除后，再启动压机通过加装的空心垫块和扩挤用冲头对镦粗后的坯料施压，完成扩挤过程，得到扩挤后的坯料，其中下定位台和扩挤用冲头的形状根据工艺设定；

④将反挤压用漏盘连同安放其上的反挤压用筒模放置在压机平台上，将扩挤后的坯料重新加热后放入反挤压筒模内反挤压漏盘上，将反挤压用冲头放置在扩挤后的坯料上面，并将垫块放在反挤压用冲头的上面，开动压机通过垫块和反挤压用冲头对扩挤后的坯料施压，完成反挤压变形全过程，获得成形的锻件，其中垫块的个数根据工艺设定。

本发明的优点及积极效果在于：

1、采用空心铸坯成形，锻造过程中无冲孔废料产生，有效提高了材料利用率。

2、与传统的自由锻工艺相比，由于采用了模内成形，变形均匀，锻件形状规整，成形过程和产品质量易于控制。变形过程中坯料大部分区域处于三向压应力状态，可有效防止锻造裂纹的产生，又能锻合铸坯内大部分原始缺陷，获得致密组织。

3、模内镦粗、扩挤复合变形过程中坯料内部均能产生剪切变形，使原始粗晶充分破碎，有利于细化晶粒，提高性能。

4、坯料内最大变形区位于铸坯的内孔处，有效弥补了离心铸坯内孔质量最差的缺点，提高了材料的均匀性。

附图说明

图1为空心铸坯在闭式镦粗模具内进行镦粗变形的结构示意图，左半部为镦粗前示意图，右半部为镦粗后示意图。

图2为坯料在扩挤模具内进行扩挤变形的示意图，左半部为扩挤变形前示意图，右半部为扩挤变形中途示意图。

图3为扩挤变形终了示意图。

图4坯料在反挤压模内进行反挤压变形的示意图，左半部为反挤压变形前的示意图，右半部为反挤压终了示意图。

具体实施方式

①将离心铸造的空心铸坯3的内孔，通过机加工去除8-10mm的缺陷层；

②如图1所示，将镦粗用漏盘1连同与其装配在一起的镦粗用筒模2置于压机平台上，将加热后的空心铸坯3放置在镦粗用筒模2的内部镦粗用漏盘1上，再将镦粗用“T”型砧4放在空心铸坯3上，开动压机通过镦粗用“T”型砧4对空心铸坯3施压至镦粗用“T”型砧4的上表面与镦粗用筒模2的上端齐平时停止施压，在镦粗用“T”型砧4的上面放置垫块5，再次开动压机通过垫块5和镦粗用“T”型砧4对空心铸坯3继续施压，直至空心铸坯3达到设定的高度H1，得到镦粗后的坯料10；