[发明专利]采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形件的锻造工艺

说明书

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形件的锻造工艺。

背景技术

大型的环形件和筒形件主要应用于电力、工程机械、军工等重要的领域，因其使用条件通常较为苛刻，对产品的性能要求极高。通常，大型的环形件和筒形件为锻制成型，之后采用机加工形成最终产品。目前，国内外锻造大型环筒件的方法主要是采用实心坯料，经加热、镦粗、冲孔后形成空心坯，再通过拔长或扩孔至相应尺寸。这种锻造方法的缺点是，①所需坯料较多，工艺流程冗长、火次过多，能耗较多；②实心毛坯中心材料在冲孔工序中作为废料处理，材料收得率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形件的锻造工艺，较之现有工艺，有效提高材料收得率，降低能耗。

本发明是这样实现的：经过内外表面扒皮和探伤的铸造空心锭→加热→在特殊设计的型砧上进行空心体镦粗→加热→芯棒拔长→加热→在特殊设计的型砧上进行空心体镦粗→加热→芯棒上拔长至所需尺寸(或扩孔至所需尺寸)。具体工艺步骤如下：

(1)对经炉外精炼钢水浇铸而成的低径壁比离心铸造空心锭进行成分控制与分析，并对其内外表面进行车削扒皮和探伤，其中内表面扒皮厚度8～10mm，外表面扒皮5～10mm，对空心锭的两端面进行机加工，形成80°～85°的倒角；

(2)在清除炉内残留氧化物后对上述钢锭在维持炉内正压的弱氧化气氛中(弱氧化气氛的组成为：CO₂＝3～5％，CO＝20～40％，H₂＝28～35％，CH₄＝1～3％，H₂O＝10～20％，N₂＝15～30％)进行加热；

(3)对所述加热后的离心铸造空心锭在带一定锥度的型砧上(锥顶夹角160°～170°)进行能杜绝严重失稳(如镦粗鼓形直径超过原直径的2倍以上，或镦粗过程中坯料发生歪曲)的空心锭镦粗成形；

(4)将(3)所述空心锭镦粗成形的坯料回炉加热和保温，加热温度900～1250℃，保温时间0.5～2h；

(5)坯料出炉，进行芯棒拔长，拔长中上下砧均选用V型砧，有效防止端部裂纹的产生于扩展；

(6)将(5)的拔长坯料回炉加热和保温，加热温度900～1250℃，保温时间0.5～2h；

(7)将(6)的拔长坯料出炉，进行第二次型砧镦粗；

(8)将(7)的镦粗后坯料回炉加热和保温，加热温度900～1250℃，保温时间0.5～2h(；

(9)将(8)的镦粗后坯料出炉，进行芯棒拔长(拔长中上下砧均选用V型砧，有效防止端部裂纹的产生于扩展)至要求尺寸(或扩孔至要求尺寸)。

(10)锻件空冷至室温进行机加工。

所述的离心铸造空心锭是具有低径壁比(外径/壁厚＝2.5～5)且内外表面经过机加工和探伤的空心坯。

相对于通常采用锻制实心件的工艺方法以及采用实心锭锻制空心体的方法，采用离心铸造空心坯锻制环形件和筒形件，主要有以下优点：

1.避免或减少了采用实心锭通过冲孔、扩孔锻制大型环、筒形件的相关难题(如冲裂、冲偏、折叠)，更能保证产成品的质量；

2.材料的收得率显著提高，节约了大量的材料；

3.减少能源消耗：由于所需材料更少，所以冶炼、铸造、锻造前的加热等环节能源消耗减少；

4.由于坯料重量的下降，较之实心坯料，对锻压机的能力要求更低。

附图说明

图1为本发明工艺流程框图。

图2为本发明中型砧镦粗的示意图。其中，镦粗下型砧1、离心铸造空心锭2、镦粗上型砧3。

具体实施方式

实施例1：下面以某核电用316LN材质不锈钢筒体的锻制试验为例对本发明做进一步说明。

如图1所示，为本发明及其实施一例的工艺流程框图，具体包括以下工艺步骤：

第一步，将经过化学成分分析以及管体内外表面按要求扒皮、管端锥度加工并探伤后，将重量约1045kg、尺寸为Φ480×115×1000mm的低径壁比离心铸造空心锭，送入经过清除残留氧化物的炉中按照六段式加热曲线(各段保温时间递减、加热速度递增)进行加热。入炉温度为700℃，最高加热温度为1180℃。