[发明专利]超大吨位高筒型环锻件的制造方法

摘要

本发明公开了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。采用本发明所述的超大吨位高筒型环锻件的制造方法生产的环锻件的硬度能达到265～305HB，并且能达到GB/T6402‑2008 V级的UT检测标准，芯部和表面性能差别很小。

主权项

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。