[发明专利]大型环件的径轴向轧制应变诱发法的半固态制造工艺

摘要

大型环件的径轴向轧制应变诱发法的半固态制造工艺，首先在完成合金熔炼的基础上，采用离心铸造工艺制备出大型环件的铸态环体；其次采用径轴向轧制工艺对该铸态环体进行大变形量的塑性变形和整形处理以得到大型环件畸变态坯料；接着对该畸变态坯料进行二次重熔，以获得细小非枝晶组织的大型环件半固态坯料；然后对该半固态坯料进行半固态整体模锻成形；最后进行锻后热处理完成大型环件的制造，通过本发明能够制备出具有非枝晶细小均匀球状微观组织的大型环件，具有工艺过程简单，材料利用率高以及产品力学性能好的特点。

主权项

大型环件的径轴向轧制应变诱发法的半固态制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)离心铸造制坯：首先，将准备好的45#钢材料放入中频感应熔炼炉进行熔炼，其熔炼温度为1600℃以上，且保温10～20min；接着将得到的钢液温度稳定控制在1500～1550℃浇入离心铸造设备，采用离心铸造工艺制备出大型环件的铸态环体；2)利用离心铸造余热进行径轴向轧制塑性变形：2.1)待步骤1)中制备的大型环件的铸态环体的温度降低到始轧温度时，采用径轴向轧制工艺对该大型环件余热态环体(1‑2)进行轧制变形，在进行径轴向轧制变形时，该大型环件余热态环体(1‑2)将产生径向壁厚减小、轴向高度减小、内外直径扩大、截面轮廓成形的连续局部塑性变形，当该大型环件余热态环体(1‑2)经反复多转轧制使得其径向断面收缩率达到预定值，即环件的直径达到预定值时，则停止芯辊(1‑3)的径向进给运动、上锥辊(1‑5)以及下锥辊(1‑6)的轴向进给运动，完成该大型环件余热态环体(1‑2)的径轴向轧制变形，进而得到大型环件轧制态环体，其中，始轧温度为1100～1150℃，终轧温度为800～850℃，且保证经过轧制变形得到的大型环件轧制态环件的径向断面收缩率达到40％以上；2.2)对经步骤2.1)轧制变形处理得到的大型环件轧制态环体进行整形处理：待步骤2.1)轧制变形处理得到的大型环件轧制态环体达到设定的径向断面收缩率后，给径轴向轧制设备的芯辊(1‑3)、上锥辊(1‑5)以及下锥辊(1‑6)辊设定微量的进给，从而完成对大型环件轧制态环体的整形处理，待整形处理后的大型环件轧制态环体冷却后即得到经过整形冷却的大型环件畸变态坯料；3)二次重熔：将步骤2.2)中得到的经过整形冷却的产生大变形量的大型环件畸变态坯料放入电炉或者中频感应加热炉中进行加热及保温处理，且控制加热温度为1350～1495℃，保温时间选为5～30min，从而获得具有细小、均匀、球状微观组织的大型环件半固态坯料；4)半固态整体模锻成形：将步骤3)中完成二次重熔得到的大型环件半固态坯料快速取出并放入用于成形大型环件的模锻机的模锻型腔，通过模锻机对该大型环件半固态坯料进行半固态整体模锻；5)锻后热处理：首先，当完成步骤4)半固态整体模锻成形的大型环件温度降到860～900℃时，对其进行淬火处理，接着将淬火后的大型环件再加热到180～220℃进行回火处理，从而完成大型环件的制造。