[发明专利]大型船舶柴油机气缸盖及成型方法

说明书

本发明涉及一种不仅要起到压实锻件芯部组织的目的，而且又能降低锻件的自身重量，减少加工余量，同时机械强度、耐高温性的大型船舶柴油机气缸盖及成型方法，质量分数%：C0.15～0.20、Si0.15～0.35、Mn0.50～0.80、Cr1.05～1.20、Ni≤0.40、Mo0.40～0.50、P≤0.025、S≤0.025，余下是铁。优点：不仅使锻造出的碗形孔不会产生很大的偏移量而导致加工报废，而且通过成型漏盘、碗形冲子以及锻造砧子三向应力的相互挤压下，达到了锻透气缸盖燃烧室的目的，从而提高了产品的内在质量。

技术领域

本发明涉及一种不仅要起到压实锻件芯部组织的目的，而且又能降低锻件的自身重量，减少加工余量，同时机械强度、耐高温性的大型船舶柴油机气缸盖及成型方法，属柴油机气缸盖制造领域。

背景技术

1. 大型船舶柴油机气缸盖锻件为带台阶的饼类锻件，产品主要交货尺寸为法兰直径￠1110mm，台阶直径￠870mm，锻件总高度505mm，中间带碗形孔直径￠592mm，直孔直径￠350mm。（具体尺寸如下图所示）锻件毛坯重达3.02t，材料锭重8t，一锭锻两件，锻造比要求≥4.0。

2.大型船舶柴油机气缸盖锻件的材质为瓦锡兰规范材料16CrMo44,其化学成分要求（质量分数，%），如下表：

3. 大型船舶柴油机气缸盖锻件的机械性能要求,如下表：

4. 大型船舶柴油机气缸盖锻件的内在质量必须满足船级社及瓦锡兰超声波探伤规范要求。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种不仅要起到压实锻件芯部组织的目的，而且又能降低锻件的自身重量，减少加工余量，同时机械强度、耐高温性的大型船舶柴油机气缸盖及成型方法。

本发明的技术难点在于：1.由于大型船舶柴油机气缸盖锻件是船用柴油机运动部件中的核心部件。它的质量好坏直接影响着船用柴油机性能的优劣。因此，船舶柴油机气缸盖锻件不仅需要有足够的机械强度、耐高温性，而且其燃烧室还必须无任何缺陷。传统的锻造成型工艺，其燃烧室区域位置的探伤合格率仅为60%左右，给企业造成了较大的经济损失。2.为了提高船舶柴油机气缸盖锻件的内在质量，必须找到一条能实现锻出碗形孔的途径，不仅要起到压实锻件芯部组织的目的，而且又能降低锻件的自身重量，减少加工余量。3.在碗形孔锻出前，对钢锭进行反复锻造，必须保证下料后的坯料有足够大的初始锻造比，为之后的成型做准备。4.要锻出气缸盖锻件的碗形孔就必须设计专用的冲子来加以实现，但同时要兼顾冲子在冲孔后能顺利取出。

为了解决本发明的技术难点，本发明在现有技术的基础上，创新如下

1.为了保证大型船舶柴油机气缸盖锻件的有足够的机械强度、耐高温性16CrMo44材料对应的国标材料为15CrMo,在满足16CrMo44标准基础上通过成分对比，进行了材料成分的内控。内控后的化学成分如下表：

2.为了保证产品的内在质量要求，本发明摒弃了原有的采用9t钢锭一次镦粗后拔长下两个料，滚圆坯料后在漏盘内成型的工艺方案；创新的采用了8t钢锭在下料前对钢锭进行两次镦拔，镦粗时在钢锭的水口端带上球面镦粗板镦粗，使水口端的有害杂质往外挤到球形面，有利于下料时将其切除干净，不至于锻入产品内影响质量。

3.在满足了初始锻造比后，对气缸盖锻件的碗形孔进行直接锻造成型。根据碗形孔的尺寸，设计了碗形冲子，设计冲子的出模斜度在5°～7°，有利于在碗形孔成型后能顺利的从锻件中脱离，防止锻件和冲子有咬死现象。