[发明专利]一种制取CrNiMo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法

说明书

一种制取CrNiMo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法，属于合金钢锻圆生产技术领域，其特征是将钢坯分段升温加热至1180～1220℃，在1210～800℃的范围内锻造加工，锻后埋砂缓冷，在升温至850±20℃温度下油中淬火，600～660℃温度下回火，然后炉内冷却至300℃，再出炉空冷。本发明实现了直径300mm以上锻圆锻后不车光，黑皮状态下直接进行调质处理的新工艺，可保证钢坯不开裂，使得合金钢锻圆的成材率明显提高。

技术领域

本发明属于合金钢锻圆生产技术领域，具体为一种制取CrNiMo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法。

背景技术

合金钢，特别是具有良好综合力学性能的合金钢，是装备制造业生产中急需的原材料之一，广泛应用于大型港口起重机、海上大型浮吊船、海上石油钻井平台的爬升齿轮，石油开采设备用的泥浆阀块，各种重载传动轴等，但是其制造过程中仍存在较多问题，例如CrNiMo合金钢锻圆，该种钢种属于裂纹敏感类高档合金钢钢种，特别是直径超过300mm以上的大直径CrNiMo合金钢锻圆，在对其进行最后的调质处理时，由其制造出的锻圆表面缺陷处极易产生开裂，导致材料受损甚至报废，所以通常需要在调质处理之前，对锻圆表面进行车削加工，消除表面缺陷或微小裂纹，当锻圆表面车光之后才能进行后续工序，如此作业不仅增加了锻圆的生产周期，提高了加工成本，更重要的是由于车削扒皮降低了锻圆的成材率，如果锻圆经锻造后的椭圆度较大，其因车削工艺造成的成材率将降低的更多，可能超过10％，因此严重降低了生产厂家的经济效益。

发明内容

本发明目的在于要采取一种合理的生产工艺制造这种大直径的CrNiMo合金钢锻圆，其生产的工艺路线为钢锭加热、锻造、调质热处理等，省去车光工艺，以便获得更多的综合效益。

为了实现上述的发明目的，本项发明对于现有工艺进行改进，适应免去车光工艺的要求，发明并在此公开此项方法。具体内容如下：

一种制取CrNiMo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法，其特征是按照如下方法进行操作：

1)加热升温，将钢锭加热至600～750℃，保温1.5～3.5小时，然后加热至800～850℃，保温0.5～2.5小时，再加热至可锻的1180～1220℃，保温3～6.5小时，使钢锭的表面及内部温度基本一致，奥氏体达到均匀化，然后开始锻压；

2)锻造加工，将完成加热升温的钢锭吊运至锻压机后开始锻压，先将其锻为方形，后压其棱，最后压为圆形，控制锻压比在3:1～4:1，控制锻造温度在1210～800℃的范围之内；

3)去除氧化铁皮，在热锻过程中，氧化铁附着在被锻造的红热锻坯表面，呈斑块状或点片状，在锻造压力作用下会导致红钢表面出现凹坑，甚至产生微裂纹；同时，未除去的位于钢材表面的氧化铁皮，在后续热处理过程中，会降低热传导，影响热处理的均匀性。本发明利用事先设计好的锻圆氧化铁清扫机，在锻造过程中，连续清除被锻压的红热锻坯表面的氧化铁，以此大幅提高被锻的红热锻坯表面质量，为后续热处理创造合适的条件；

4)锻后缓冷，将锻造后获得的锻圆空冷20～50min后埋砂，在锻圆表面温度降至≤150℃时出砂；

5)高温淬火，为减小锻圆工件的变形和开裂倾向，以油为介质对锻圆进行淬火处理，淬火时需要先将锻圆置于加热炉中加热到850±20℃，锻圆温度充分均匀后，放入油介质中进行淬火处理，锻圆置入前油介质的温度一般控制在60℃～80℃，淬火时间t＝30～60min，然后取出锻圆，在空气中自然空冷；

6)高温回火，将锻圆置于回火炉中，控制回火炉的温度为600～660℃，回火时间t根据锻圆直径D确定，具体数值为t＝(2.0～2.5)(min/mm)×D(mm)，回火后锻圆在回火炉内冷却至300℃，再出炉空冷。

特别的，这里所说的一种CrNiMo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法更适于直径超过300mm以上的大直径CrNiMo合金钢锻圆的加工制造。