[发明专利]大型筒形锻件锻造轧制复合生产工艺

说明书

本发明公开了一种大型筒形锻件锻造轧制复合生产工艺，首先将钢锭在自由锻设备上充分变形完成制坯后，大型筒形锻件毛坯从筒形锻件轧制设备上轧辊、下轧辊间装入，在上轧辊、下轧辊的连续轧制下变形，壁厚变小、直径变大；同时，轧制设备上的导向辊在磨擦力作用下发生自转，随着筒形锻件直径扩大向外运动，通过对筒形锻件施加一定的导向力来控制筒形锻件的圆度和轧制稳定性，最终完成大型筒形锻件的轧制。该技术是一种新型圆形件回转轧制成形技术，与传统的自由锻造工艺相比，具有机加工余量少、材料利用率高，产品尺寸精度高，生产效率高，节约能源和综合成本低等优点，因而具有很好的实用推广价值。

技术领域

本发明涉及压力容器制造技术领域，具体的说是一种大型筒形锻件锻造轧制复合生产工艺。

背景技术

筒形锻件是指轴向长度大于其外径的轴对称空心锻件，大型筒形锻件锻件通常是指锻件重量大于5吨的筒形锻件，包括大型核电筒形锻件锻件、大型加氢反应器筒形锻件锻件和煤液化反应器筒形锻件锻件，分别属于核电装备、石化装备和煤液化装备领域所需的关键部件。目前我国大型筒形锻件的生产制造，基本采用自由锻造工艺生产，其工艺流程如下：钢锭加热→倒棱→拔长→去冒口、底部→加热→镦拔→加热→冲孔→扩孔至工艺尺寸。

自由锻造工艺生产的大型筒形锻件尺寸受锻造设备行程制约，且自由锻造工序繁杂、火次多、工装更换频繁，操作间断，导致生产效率低，能源消耗大，筒体表面质量差、加工余量大、材料利用率低、后续加工困难，综合成本高，无法实现批量化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型筒形锻件锻造轧制复合生产工艺，以解决现有的生产大型筒形锻件的自由锻造工艺工序繁杂、火次多、生产效率低、能耗大的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种大型筒形锻件锻造轧制复合生产工艺，它包括以下制备步骤：

步骤一、按照设计要求将钢锭加热后放置于自由锻造设备上进行镦粗、拔长和冲孔，当钢锭的锻造比≥4.6后制备成为筒形锻件毛坯，测量毛坯的表面温度，当毛坯的表面温度小于终锻温度+100℃时，将毛坯进行加热，直到毛坯的表面温度大于等于终锻温度+100℃；将符合温度要求的毛坯吊运至轧制设备上方，使毛坯的筒壁装入上轧辊和下轧辊之间，设置于上轧辊和下轧辊两侧的两个导向辊均与毛坯的外壁相接触；

步骤二、调整轧制设备的轧制量为3-5mm，对毛坯进行第一次轧制，上轧辊和下轧辊的转速为2r/min ，轧制一个道次，去除毛坯表面的氧化皮；

步骤三、将轧制设备的轧制量调整为40mm～60mm，上轧辊和下轧辊的转速保持不变，对毛坯再次进行轧制，在轧制过程中，毛坯的壁厚变小、直径变大，毛坯侧壁所承受的机械能转换为热能，表面散热时间增加，毛坯的表面温度变化较小，毛坯接近于等温锻造；导向辊随着毛坯直径扩大向外运动，与毛坯外壁摩擦进行自转，为毛坯提供导向力，控制毛坯的圆度和轧制稳定性；

步骤四、当毛坯的尺寸接近设计尺寸时，最后一个道次轧制以≤10mm的轧制量进行，完成大型筒形锻件的制备。

优选的，所述步骤一中，筒形锻件装入轧制设备之前，毛坯的中心孔径大于等于上轧辊的直径+50mm，以确保毛坯的顺利装入。

优选的，所述步骤三毛坯轧制过程中轧制设备的轧制力保持一致，轧制力的大小根据筒形锻件的材质进行调整。

其中：低碳钢和低碳合金钢材料的轧制力取16MPa；高碳钢、高合金钢和部分不锈钢的轧制力取24MPa；其他不锈钢和高温合金材料的轧制力取35MPa。

优选的，所述步骤三中导向辊与毛坯外壁的摩擦系数为0.1。

本发明的有益效果为：