[发明专利]筒形锻件的热锻成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及锻造行业中筒形锻件锻造方法，尤其是一种筒形锻件的热锻成形方法。

背景技术

公知的：对于一些特殊材料所述特殊材料是指热裂敏感性强，锻造温度区间窄的材料，如护环钢1Mn18Cr18N，由于热裂敏感性强，锻造温度区间窄，在热锻过程中常因开裂严重而随时停锻，采用火焰或冷却后气刨清伤，造成火次多，占用压机时间长，合格率低，效率低下，甚至直接由于开裂严重而中途报废。而且由于某些材料的特性，需要通过锻造改善晶粒尺寸，但是多火次，多次停锻清伤，下工序变形量减少也给后续工序对晶粒度的改善造成一定的风险。

若其筒形锻件成形，采用传统的成形工艺，镦粗冲孔—芯棒拔长—扩孔，极易因芯棒拔长时应力分布状况差导致在芯棒拔长的过程中开裂，尤其是筒体的两端和内孔，导致筒形锻件毛坯成形的合格率低，由于在中间坯料拔长过程中，上砧下压时，坯料端部内孔由圆变成近椭圆形，椭圆长轴在径向为拉应力，随着坯料的转动，该点不断承受剪应力和附加拉应力，因此极易开裂。所述筒形锻件是指圆柱形锻件的内部具有通孔内腔；盲孔筒形锻件是指圆柱形锻件具有的内腔为盲孔。

此外，在筒形锻件的生产中，存在许多长盲孔、内外经相差不大、壁厚较小等筒形锻件，其成形无法采用传统的镦粗冲孔、芯棒拔长工艺成形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种减少筒形锻件成形热锻裂纹产生，提高筒形锻件合格率，适用于壁厚较薄的长盲孔筒形锻件成形的筒形锻件的热锻成形方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：筒形锻件的热锻成形方法，包括以下步骤：

1)根据需要制造的筒形锻件的设计尺寸制造冲头、筒模、底盘；所述筒形锻件的设计长度为L、设计外径为Φ1、设计内径为Φ2、内腔设计深度为H；当需要制造的筒形锻件为通孔筒形锻件时，还需制造漏盘；所述漏盘上漏孔具有的最小直径大于或者等于Φ2；

所述冲头具有直径Φ3、长度H4，所述Φ3＝Φ2，H4>L；所述筒模内腔具有内径Φ4、高度H5，所述Φ4＝Φ1+Δ1，H5＝L+Δ2；所述Δ1表示冲头直径的加工公差，所述Δ1表示筒模内径的加工公差，所述Δ2表示筒模的高度加工公差；

2)将钢锭或电渣锭加热到锻造温度范围内，将钢锭或电渣锭锻造成中间坯料，所述中间坯料一段为圆柱形，一段为棱柱形，圆柱形段和棱柱形段之间通过过渡段平滑过渡；所述棱柱形段的横截面的外接圆直径小于圆柱形段横截面具有的直径Φ5；所述圆柱形段具有长度H1、棱柱形段具有长度H3、过渡段具有长度H2,所述所述H1+H2+H3＝L；当成形筒形锻件为通孔筒形锻件时，所述中间坯料4具有的体积>筒形锻件设计体积；所述中间坯料4具有的体积<筒模2内腔具有的体积；当成形筒形锻件为盲孔筒形锻件时，所述中间坯料4具有的体积＝筒形锻件设计体积；

3)将筒模竖直安装在底盘上；再将中间坯料加热到锻造温度后放入筒模中，中间坯料的圆柱形段位于筒模的开口端，棱柱形段与底盘接触；所述开口端是指筒模竖直安装在底盘上后筒模的上端；再将冲头置于中间坯料的圆柱形段的端面，并且保证冲头轴线与中间坯料的轴线重合；

4)压机下压冲头，当筒形锻件中心孔为盲孔时，冲头冲压到盲孔设计深度H+Δ3，压机停止下压冲头，得到筒形锻件；当筒形锻件中心孔为通孔时，冲头压入中间坯料内，直到棱柱形段的外表面与筒模内壁之间无间隙停止冲压；将底盘更换为漏盘，压机继续下压冲头冲去芯料和连皮，得到通孔筒形锻件；所述Δ3为盲孔的加工公差。

优选的，步骤2)中将钢锭或者电渣锭制造成中间坯料4包括以下步骤：

将电渣锭或钢锭拔长滚圆至Φ5；然后拔长电渣锭或钢锭的一端，直到电渣锭或钢锭的总长度为L。

本发明的有益效果是：本发明所述的筒形锻件的热锻成形方法；可减少料筒形锻件成形热锻裂纹产生，提高筒形锻件合格率，缩短制造周期，提高了生产效率。同时本发明所述的筒形锻件的热锻成形方法能够改善锻造成形过程中的应力状况，避免了上述中传统工艺芯棒拔长过程中应力状况差的缺点，达到大幅提高锻件成品率、制造效率及合格率的目的，降低制造风险和减少制造成本。对于一些长盲孔筒形锻件，还可顺利完成热锻成形。

附图说明

图1是圆柱形锻件内部具有通孔内腔的通孔筒形锻件设计结构示意图；

图2是圆柱形锻件内部具有盲孔内腔的盲孔筒形锻件设计结构示意图；

图3是中间坯料的结构示意图；

图4是中间坯料放入到筒模内进行冲挤的示意图；