[实用新型]超大高径比钢坯镦粗装备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超大高径比钢坯镦粗装备，用于实现超大高径比钢坯的镫粗，属于金属塑性加工技术领域。

背景技术

镦粗是指用压力使钢坯长度减小而直径(或横向尺寸)增大的工艺，用来改善金属锻件的组织结构，提高金属锻件的力学性能。镦粗时钢坯高度减少，横截面积增大，当钢坯的高度和直径比（高径比）超过一定值，镦粗时容易失稳和弯曲，弯曲了的钢坯继续镦粗会产生折叠。因此，镦粗时除需控制每次的压缩量外，为防止镦粗产生纵向弯曲，还应控制钢坯的高度与横向尺寸的比值，即高径比，圆柱型钢坯的高径比一般不应超过2.5~3。

高品质的工模具钢等合金钢多采用电渣重熔方式生产。大型电渣锭采用固定结晶器，生产的钢坯能满足正常锻比要求，但由于钢坯直径大，芯部冷却速度不够，导致结晶组织粗大，成分均匀性差。为了使钢坯冷却好，结晶组织细，成分偏析小，也有许多电渣重熔生产采用直径相对小的结晶器，生产的钢坯直径小、高度高。这些高径比超过正常镦粗范围的钢坯，如能镦粗到常规电渣锭的规格尺寸，则其内部成分偏析及疏松的冶金缺陷将显著优于常规电渣锭钢坯产品，生产出来的锻件产品品质更好。

目前，在模锻以及冷镦生产中，当钢坯的高径比超过正常范围时，一般采用聚料方式进行制坯，但模锻以及冷镦生产钢坯很小，采用简单的锥形模具即能完成工作。自由锻的镦粗工步中钢坯吨位大，无法用简单方式实现大高径比钢坯的镦粗。因此设计出超大高径比钢坯的镦粗工艺是提升合金钢锻件品质的重要途径。同时超大高径比钢坯的镦粗工艺可用于大截面的连铸钢坯的镦粗，极大地扩展连铸钢坯在锻造行业的应用范围，实现使用钢厂连铸坯取代模铸锭用于锻件生产，使得锻件的成材率和内部质量大幅提高，并能降低成本，引起锻造行业的变革。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种超大高径比钢坯镦粗装备，通过该装备将超大高径比的钢坯分段夹持支承改变钢坯的高径比，达到钢坯镦粗的要求，解决钢坯在超大高径比状态下镦粗的问题。

一种超大高径比钢坯镦粗的装备，它由夹具、动力装置和钢坯组成，所述钢坯为超大高径比钢坯，其特征在于：夹具包含有：胎模、模套，动力装置包含：固定砧、压力砧；所述胎模设置成两半，两半胎模合并沿表面包覆并夹持钢坯；所述模套设计成开闭式，模套打开时可让夹持钢坯的胎模进出模套内腔，模套闭合时：一工步镦粗过程限定并夹持胎模的外表面，二工步镦粗过程夹持一工步钢坯镦粗的部分；所述胎模可沿模套内壁滑动；所述固定砧设置在钢坯的一端，限定并挤压钢坯，所述压力砧设置在钢坯的另一端，所述压力砧的压力端面挤压钢坯；压力砧压力端的端面形状与模套的内腔截面形状相似，所述端面的面积小于所述截面的面积；超高大高径比的钢坯被胎模分隔的每段高径比小于3；

所述胎模和模套的数量根据钢坯的高径比设定，可以为一个，可以为两个，也可以为多个；

所述胎模内腔的一端或两端为喇叭口状，且大口朝外。

进一步地，所述固定砧与钢坯之间设置垫块。

本实用新型运用胎模将超大高径比的钢坯进行分隔稳定，胎模置于模套内腔，模套内壁夹持胎模外表面，稳定胎模，并使胎模随钢坯压缩而沿模套内壁滑动，被分隔的钢坯每段的高径比小于3，符合一工步金属镦粗的要求；然后用模套直接夹持支承钢坯已镦粗的部分，需镦粗部分的钢坯高径比小于3，又符合二工步金属镦粗的要求，从而通过本装备解决了超大高径比金属钢坯的镦粗难题。本实用新型具有设计新颖、适用范围广、操作过程稳定可靠等优点。

附图说明

附图1为本实用新型用三个胎模分段装夹钢坯的状态图；

附图2为本实用新型用三个胎模装夹钢坯分段镦粗后的状态图；

附图3、7为本实用新型一工步镦粗后的钢坯装夹在模套中的状态图；

附图4、8为本实用新型钢坯装夹在模套中二工步镦粗后的状态图；

附图5为本实用新型用两个胎模分段装夹钢坯的状态图；

附图6为本实用新型用两个胎模装夹钢坯分段镦粗后的状态图。

在附图中：1为固定砧，2、2’、3、3’、4、4’为胎模，5为压力砧，6为钢坯，7、7’为模套，8为垫块。

在附图中：2和 2’各为胎模的一半，组合后为一个胎模，类似的3、3’、4、4’各组成一个胎模；7、7’ 各为模套的一半，组合后为一个模套。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释说明：