CN100431781C - 锻压设备用锤杆的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种锻压设备用锤杆的制造方法，包括选材、加热、锻造、锻后热处理、粗加工、探伤并作相应的调质处理及精加工等步骤。原材料选用经钢包精炼或电渣重熔工艺冶炼制得的钢锭、轧材或锻材。锻前加热采用阶梯加热、多段保温工艺，并采用水压机进行锻压，粗加工后增加探伤工序，并根据是否有缺陷来采用不同的调质处理工艺，确保了最终获得的锤杆金相组织和机械性能达到最佳。本发明所制得的锤杆使用寿命明显提高，在其它条件不变的情况下，平均锤击次数由原来的约2.3万次提高到现在的约30万次，提高了近15倍。

Description

锻压设备用锤杆的制造方法
技术领域
本发明属于锻压设备技术领域，具体地说，涉及锻压设备上锤杆的制造方法。
背景技术
锤杆是锻压设备的重要零件之一，特别是带有冲击性特点的模锻锤、自由锻锤及电液锤的锤杆，都必须有足够的强度、冲击韧性和表面硬度。在工作中锤杆沿轴线方向要求有均匀一致的力学性能，具备优良的内在质量和一定的热强性。锤杆在连续往复垂直运动过程中，时常发生突然折断的现象，造成生产停顿，维修费用增高。由于锤杆制造技术要求严格，生产周期长，制造成本高，锤杆的使用寿命将直接影响企业的整体经济效益，所以如何提高锤杆的使用寿命是目前国内锻压行业面临的共同课题。
锤杆在使用中产生断裂现象的综合因素很多，除锻压设备的使用环境、设备其它部分的配合尺寸误差及操作上的失误外，最为根本的是锤杆的内在质量，而选材和工艺过程的控制则是影响锤杆内在质量和机械性能的关键。传统制造锤杆的工艺流程为：钢锭-加热-自由锻拔长剁两端-粗加工-热处理-精加工。钢锭一般采用的是电炉钢，其冶金成分不容易控制，变形不充分时得到的钢坯机械性能较差，往往存在冶金缺陷；加热时无温度和时间控制，随意性较大；热处理通常是正回火加K油淬火调质。采用这种方法得到的锤杆使用寿命偏低，平均打击次数不足2.3万次。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种可显著提高锤杆使用寿命的锻压设备用锤杆的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：制作一种锻压设备用锤杆，按以下步骤进行：
(1)选材，选用经钢包精炼或电渣重熔工艺冶炼制得的钢锭、轧材或锻材作为锻件毛坯，钢锭的利用率应达75％～77％，轧材及锻材的锻比应≥5，并且其超声波探伤缺陷当量应≤φ2；
(2)加热，炉温≤600℃时将锻件毛坯放入炉中，在600℃进行第一阶段保温2小时，然后将炉子按功率升温到800℃并进行第二阶段保温5小时，最后按功率升温到1250±10℃并进行第三阶段保温4小时；
(3)锻造，在水压机上将加热后的锻件毛坯锻压成规定形状和尺寸的半成品，保证总锻造比≥5，始锻温度为1250±10℃，终锻温度≥850℃，锻后按比例切除水冒口；
(4)锻后热处理，正火加回火；
(5)粗加工，按规定形状和尺寸进行粗加工，并使锻件粗糙度在6.3～3.2之间；
(6)探伤并作相应的调质处理，如果探伤发现有缺陷，采用油淬调质，使表面硬度HRC为32～36，如果探伤没有发现缺陷，则采用水淬加K油冷却，中温回火加快冷去应力回火进行调质，使表面硬度HRC为38～43；
(7)精加工，得到规定尺寸的合格锤杆成品。
本发明中原材料的冶炼采用钢包精炼或电渣重熔工艺，使原材料成分及含量能实现精确控制，得到的钢锭、轧材或锻材作为锻件毛坯其机械性能好。锻前加热采用阶梯加热、多段保温工艺，使形成的锻造组织均匀，不会产生热应力。采用水压机进行锻压，可大大增加锻件毛坯的变形量，从而达到工艺要求的锻比。粗加工后增加探伤工序，并根据是否有缺陷来采用不同的调质处理工艺，油淬调质冷却速度慢，不容易发生淬裂，适合存在探伤缺陷的产品；水淬冷却速度快，能增加淬硬层，不容易产生淬火裂纹，适合不存在探伤缺陷的产品，因此在最后经过调质处理工艺能确保最终获得的锤杆金相组织和机械性能达到最佳。
以制造一根10吨锤杆为例，分别采用本发明与传统方法，得到的锤杆成品各项主要性能指标比较如下：
  项目   传统方法   本发明
  金相晶粒度   1～3级   5～6级
  抗拉强度σ<sub>b</sub>   938   950
  屈服强度σ<sub>s</sub>   752   879
  冲击韧性Aku2   28.3   67.5
  硬度HRC   27～28   41.5～43
  纵向拉伸指标δ(％)   17.2   16
  面缩指标Ψ(％)   47   58
从上表可看出，采用本发明方法制造出的锤杆其金相组织得以大大改善，各项机械性能指标除纵向拉伸指标δ有稍许下降外，其它均有不同程度的提高，使锤杆的使用寿命超常规发挥。
本发明取得的显著技术效果是：锤杆使用寿命明显提高，在其它条件不变的情况下，平均锤击次数由原来的约2.3万次提高到现在的约30万次，提高了近15倍。
附图说明
下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明中加热工序曲线图
图3是本发明中锻后热处理工序曲线图。
具体实施方式
以制造一根10吨的锻压设备用锤杆为例，按照如图1所示的流程，其具体制作过程如下：
(1)选材，选用经钢包精炼或电渣重熔工艺冶炼制得的钢锭、轧材或锻材作为锻件毛坯，钢锭的利用率应达75％～77％，轧材及锻材的锻比应≥5，并且其超声波探伤缺陷当量应≤φ2。选材原则是根据设备的吨位及工艺操作特点，并适当考虑制造质量和成本，在设计部门的指导下按上述要求做出最优化的选择。
(2)加热，炉温≤600℃时将锻件毛坯放入炉中，在600℃进行第一阶段保温2小时，然后将炉子按功率升温到800℃并进行第二阶段保温5小时，最后按功率升温到1250±10℃并进行第三阶段保温4小时，其加热规范按照如图2所示曲线进行。
(3)锻造，在水压机上将加热后的锻件毛坯锻压成规定形状和尺寸的半成品，保证总锻造比≥5，始锻温度为1250±10℃，终锻温度≥850℃，锻后按比例切除水冒口；
(4)锻后热处理，正火加回火，正火时于860+10℃温度条件下保温11小时；回火时于650℃温度条件下保温22小时，具体方法按图3所示曲线执行。
(5)粗加工，按规定形状和尺寸进行粗加工，并使锻件粗糙度在6.3～3.2之间；
(6)探伤并作相应的调质处理，如果探伤发现有缺陷，采用油淬调质，使表面硬度HRC为32～36，如果探伤没有发现缺陷，则采用水淬加K油冷却，中温回火加快冷去应力回火进行调质，使表面硬度HRC为38～43，当探伤没有发现缺陷时，淬火加热温度为860～870℃，淬火加热和保温时间为8小时，水冷14～15分钟后入油，然后进行回火加热450～480℃，回火加热和保温时间8小时。
(7)精加工，得到规定尺寸的合格锤杆成品。
经检验，通过上述工艺锻造所得的锤杆其金相晶粒度可达5～6级，抗拉强度σb为950，屈服强度σs为879，冲击韧性Aku2为67.5，硬度HRC为41.5～43，纵向拉伸指标δ为16％，面缩指标Ψ为58％，各项机械性能指标除δ有稍许下降外，其它均有不同程度的提高，锤杆的使用寿命有明显提高，在其它条件不变的情况下，平均锤击次数由原来的约2.3万次提高到现在的约30万次，提高了近15倍。

Claims (2)

1、一种锻压设备用锤杆的制造方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)选材，选用经钢包精炼或电渣重熔工艺冶炼制得的钢锭、轧材或锻材作为锻件毛坯，钢锭的利用率应达75％～77％，轧材及锻材的锻比应≥5，并且轧材或锻材的超声波探伤缺陷当量应≤φ2；
(2)加热，炉温≤600℃时将锻件毛坯放入炉中，在600℃进行第一阶段保温2小时，然后将炉子按功率升温到800℃并进行第二阶段保温5小时，最后按功率升温到1250±10℃并进行第三阶段保温4小时；
(3)锻造，在水压机上将加热后的锻件毛坯锻压成规定形状和尺寸的半成品，保证总锻造比≥5，始锻温度为1250±10℃，终锻温度≥850℃，锻后按比例切除水冒口；
(4)锻后热处理，正火加回火；
(5)粗加工，按规定形状和尺寸进行粗加工，并使锻件粗糙度在6.3～3.2之间；
(6)探伤并作相应的调质处理，如果探伤发现有缺陷，采用油淬调质，使表面硬度HRC为32～36，如果探伤没有发现缺陷，则采用水淬加K油冷却，中温回火加快冷去应力回火进行调质，使表面硬度HRC为38～43；
(7)精加工，得到规定尺寸的合格锤杆成品。
2、根据权利要求1所述的锻压设备用锤杆的制造方法，其特征在于步骤(6)中当探伤没有发现缺陷时，淬火加热温度为860～870℃，淬火加热和保温时间为8小时，水冷14～15分钟后入油，然后进行回火加热450～490℃，回火加热和保温时间8小时。
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