[发明专利]结构钢厚壁环锻件的轧制成形方法

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，特别是涉及了结构钢厚壁环锻件的轧制成形方法。

背景技术

环件的轧制成形是指在主辊和芯辊轧制力的作用下，壁厚减小，内外径增大的塑性成形方式。这种成形方式在生产厚壁环锻件时，靠近环件内壁和外壁的金属材料的流动速度要高于中间部位金属材料的流动速度，而且壁厚越大，两者之间的差异也越大，如果采用矩形环坯轧制成形时，会导致成形后的厚壁环锻件的上端面出现凹槽，即靠近外壁部分和靠近内壁部分的高度要大于中间部分的高度。

目前，这类环件缺陷的解决方法通常有两种：一是放大锻件高度方向尺寸，然后机加车除端面凹槽或者折叠的方法；二是加大锥辊的下压速度，防止靠近内壁和外壁两侧的高度增长过快。第一种方法会破坏锻件端面的金属流线，降低环件的强度，而且浪费材料。第二种方法虽然内壁和外壁两侧的高度增长得到了抑制，却也容易使过量的金属材料流向内壁和外壁两侧上端，并在此处积压形成折叠；而且如果锥辊的下压速度过快，还会使锻件端面出现严重的温升现象，严重影响锻件质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用靠近内壁处具有凸台的异形环坯成形为厚壁环锻件的方法，该方法能够避免锻件端面出现凹槽或折叠等缺陷，并且提高环件的性能和材料利用率。

为解决上述技术问题，本发明所述结构钢厚壁环锻件的轧制成形方法，其技术方案包括以下步骤：

把按规格下料的结构钢棒材在锻造加热炉内加热到1100℃～1200℃的变形温度，镦粗、冲孔、预轧成矩形环坯；

把矩形环坯放在压力机的砧板上，再将专用模具均匀放在矩形环坯上，以F＝420KN～4000KN的下压力驱动压锤向下移动，并将矩形环坯压成所需异形环坯，其中，异形环坯的外壁高度h₁小于厚壁环锻件的高度h，异形环坯的内壁高度h₂要大于厚壁环锻件的高度h；异形环坯的凸台上端面厚度d₂是异形环坯总厚度d₁的0.25～0.35倍，下端面厚度d₃要大于或等于0.4倍异形环坯的总厚度d₁；

将异形环坯重新加热到1100℃～1200℃的变形温度后装入环轧机，设定主辊转速为1.0rad/s、锥辊转速为0.9rad/s，当异形环坯被咬入进行轧制后，控制径向轧制力为320KN～3000KN、轴向轧制力为240KN～2800KN，分别驱动主辊以v₁＝2.00mm/s～4.00mm/s径向进给速度、锥辊以v₂＝1.10mm/s～2.20mm/s的轴向进给速度进行轧制成形；

当异形部分的空腔被全部充满时，刚好达到了厚壁环锻件所需尺寸；控制锥辊不再向下作进给运动，调整径向进给速度为0.40mm/s并逐步减小，对其进行校圆、整形，最终成形为矩形的厚壁环锻件。

所述主辊的径向进给速度v₁和锥辊的轴向进给速度v₂满足关系如下：

v1=d1-dh2-hv2]]>

式中：d₁异形环坯的总厚度、h₂为异形环坯内壁的高度、d为厚壁环锻件的厚度、h厚壁环锻件的高度。

所述专用模具的上、下两端分别设计了形状相同、尺寸不同的两个模具型腔。

所述结构钢为38CrA合金。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：