[发明专利]超大吨位高筒型环锻件的制造方法

权利要求书

1.超大吨位高筒型环锻件的制造方法，其工艺步骤如下：钢锭采购→锻造前加热→开坯→下料→锻造前加热→锻造制坯→回炉加热保温→辗环→预备热处理→粗加工→调质处理→机加工→UT超声检测，其特征在于：

（1）钢锭采购中：选用的钢料为:AISI4340H，短粗型12角钢锭，钢锭的高径比控制在1.0~1.5；钢锭表面和内部质量以棱多者为优；

（2）开坯中：整支钢锭不切除水口和冒口，对加热后的钢锭进行倒棱滚圆；

（3）下料中：对开坯后的钢锭进行复检，钢锭的化学成分的质量百分比要求如下：C：0.40～0.43% 、Si：0.25～0.35%、Mn ：0.70～0.80%、P：≤0.015%、S：≤0.008%、Cr：0.75～0.90%、Mo： 0.25～0.30%、Ni ：1.80～2.00%、Cu：≤0.20%、V：≤0.03%、Al：0.015～0.045%、Ti：≤0.005%、H：≤2ppm、O：≤20ppm；余量为Fe；然后切除水口和冒口进行下料，得到钢坯；

（4）锻造前加热中：钢料装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后保温3.5～4.5h；然后加热炉进行加热，使得炉内温度以≤150℃/h的速率升温至650℃±20℃后保温7.5～8.5h，然后继续加热使得炉内温度以≤150℃/h的速率升温至850℃±20℃后保温7.5～8.5h；接着继续加热使得炉内温度以≤150℃/h的速率升温至1100℃±20℃后保温8.5～9.5h；然后继续加热使得炉内温度以≤150℃/h的速率升温至1250℃±20℃后保温8.5～9.5h；

（5）锻造制坯中：始锻温度≤1250℃，终端温度≥850℃；首先对钢坯进行两次墩粗，然后对钢坯进行接力冲孔，使得钢坯上的通孔逐渐扩大，接着用芯棒对钢坯进行拔长，然后将钢坯上马架扩孔，接着将钢坯空冷至室温，然后对钢坯进行粗车，使钢坯四面见光，减少壁厚差，锻造制坯中的总锻造比＞4；

（6）辗环中：始锻温度≤1250℃，终端温度≥850℃；辗环分三个阶段：a.预整形咬入孔型阶段：这一阶段，将回炉加热保温后的钢坯运送至辗环机上，使辗环机上的芯辊穿过钢坯的心部，并且由主辊带动钢坯做旋转运动，同时芯棍以以0.5～0.7mm/s进给速度向主辊运动，使钢坯分别与芯辊、主辊相碰触，用时30～40s，在此过程中，主辊的旋转速度由500～550n/min逐渐增大至700～750n/min，锥辊的旋转速度由820～880n/min逐渐下降至420～480n/min，径向轧制力为4.8～5.1Mpa,轴向轧制力为0逐渐增大至7～8 MPa；b.稳定轧制阶段：这一阶段，芯辊以稳定的速度0.9～1.0mm/s进给，直至环件的径向尺寸逐渐接近所需环锻件的尺寸，这个过程持续400～520s，轧制过程中，主辊的旋转速度维持在700～750n/min，锥辊的旋转速度维持在460～500 n/min，环件增大速度为12～17mm/s，径向轧制力为4.5～5.1MPa，轴向轧制力为7～8Mpa，主辊压力为14～18MPa，轧制过程中一直用高压枪和高压水去除氧化皮；c.整形轧制阶段：这一阶段，对环件进行精整轧制，使环件壁厚均匀、形状圆整，这个过程持续100～120s，轧制过程中，主辊的旋转速度维持在200～300 n/min，锥辊的旋转速度维持在100～200 n/min，环件增大速度为0.2～0.5mm/s，径向轧制力为2.8～3.2MPa，轴向轧制力为3.8～4.2Mpa，主辊的压力为4.5～5.5MPa,芯棍的进给速度维持在0～0.2mm/s进给量；

（7）预备热处理中：将辗环得到的环件进行正火，环件装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后加热炉进行加热，使得炉内温度以≤100℃/h的速率升温至650℃±20℃后保温3.5～4.5h，然后继续加热使得炉内温度以≤100℃/h的速率升温至870℃±20℃后保温6.5～7.5h；接着空冷至室温；

（8）调质处理中：首先对环件进行淬火，然后对环件进行回火；淬火时，环件装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后加热炉进行加热，使得炉内温度以≤50℃/h的速率升温至650℃±20℃后保温3.5～4.5h，然后继续加热使得炉内温度以≤100℃/h的速率升温至870℃±20℃后保温6.5～7.5h；接着空冷2＇25＂～2＇35＂，然后水冷5＇55＂～6＇05＂，接着空冷55＂～1＇05＂，然后水冷4＇55＂～5＇05＂，接着空冷1＇55＂～2＇05＂，然后水冷3＇55＂～4＇05＂，接着空冷至室温；回火时，环件装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后加热炉进行加热，使得炉内温度以≤50℃/h的速率升温至560℃±10℃后保温7.5～8.5h，然后继续加热使得炉内温度以≤100℃/h的速率升温至600℃±10℃后保温3.5～4.5h，接着空冷至室温。