CN101249603B - 高强度高硬度合金的轧锻一体化工艺及其轧锻设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高强度高硬度合金的轧锻一体化工艺及其轧锻设备，其工艺步骤主要包括：主机架与安装在其上的偏心轧辊沿着坯料的轴向作水平往复运动，偏心轧辊在此往复过程中不断重复着脱离坯料表面再落下锻打，随后滚压轧制坯料直至加工完毕。本发明用于高强度高硬度合金的的轧锻设备由送料装置、主机架、出料装置和主机架驱动机构四部分配合组成。本发明的工艺简单实用高效，设备结构简单紧凑、在加工硬度HB值200以上的工具钢、轧辊钢、钨、钼、钽、铌难熔金属及其合金、钛合金等高强度、高硬度、难熔合金材料时能起到节约材料，提高成品机械性能的有益效果。

Description

高强度高硬度合金的轧锻一体化工艺及其轧锻设备

技术领域

本发明涉及金属或合金材料的轧锻一体化工艺及其设备领域，尤其是高强度、高硬度、难熔合金材料的轧锻一体化工艺及其轧锻设备。

背景技术

目前对金属或合金材料的加工工艺，尤其是将高强度、高硬度、难熔合金材料加工成断面呈工字形、十字形、方形等异形的型材或零部件的工艺方法主要有四种。第一种方法是对金属坯料在机床上进行切屑加工，由于材料强度大、硬度高，加工十分困难，且材料浪费严重；第二种方法是粉末烧结法，即先将金属粉末用油等静压机压制成型，然后在高温炉内进行烧结，使其成为金属化组织，但对于断面形状复杂或长度大的部件因烧结变形、机械性能差等原因而达不到使用要求；第三种方法是采用精密铸造法，但存在能耗大，且对钨钼等难熔金属或合金材料无法制备；第四种方法是对普通园断面的棒材采用加热锻打的方法，但存在表层与心部均质性差异大而导致机械性能较差，影响使用效果及使用范围。

由于上述现行制造工艺的限制，导致在采用高强度、高硬度、难熔金属或合金来制造断面为工字形、十字形、方形等异形型材或零部件时十分困难，存在成本高、质量低劣或材料浪费严重等缺陷，不能满足目前的使用要求及需求。

发明内容

本发明所要解决的是提供一种能将金属或合金的锻打与轧制两种工艺过程合而为一的轧锻一体化工艺及其设备。特别是对于硬度HB值200以上的工具钢、轧辊钢、钨、钼、钽、铌难熔金属及其合金、钛合金等高强度、高硬度、难熔金属及合金材料的锻打与轧制的一体化工艺及其设备，取到1+1＞2的效果，达到降低生产成本、节约材料、提高成品质量及成品率，以满足目前的使用要求及使用范围。

本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案是：

金属或合金的一体化轧锻工艺步骤为：

a)将选定的坯料9一端放置在送料装置1上，用送料夹头6夹住；

b)启动主机架驱动装置4拉动主机架2向进料侧水平移动，当主机架2移动至最左端(进料侧)时，偏心轧辊拉杆装置8推动偏心轧辊5脱离坯料9表面向上旋转70-90°；

c)主机架2向右侧(出料侧)移动，偏心轧辊5在偏心轧辊拉杆装置8的拉动下向下转动，锻打坯料9；

d)主机架2向右侧(出料侧)移动直至最右端(出料侧)，偏心轧辊5在坯料9的表面上滚压，实现轧制；

e)主机架2从最右端(出料侧)向左端空程返回时，送料装置1自动步进送进一个步距(依被加工材质而可调节)，且送料装置1上的送料夹头6也自动将坯料9转动一个角度(在10～45°内调整)；

f)当主机架2靠近送料夹头6时，送料夹头6松开，而出料夹头7立刻将坯料9夹紧，它同送料夹头6一样也有步进(向出料侧)和转动坯料9的功能；

g)反复进行上述步骤b)至步骤f)，直到将坯料9加工完毕为止；

本发明的另一目的通过下述轧锻设备来实现上述轧锻一体化工艺。设备主要由送料装置1、主机架2、出料装置3和主机架驱动机构4等四部分配合组成。

其中偏心轧辊5、偏心轧辊拉杆装置8安装于主机架上，主机架驱动装置4与主机架2通过连杆等连接装置相连接；夹头6安装在送料装置上、夹头7安装在出料装置上。

偏心轧辊5为四根，分为两组，每组由两个相对平行的偏心轧辊5组成，当落下时正好将坯料夹在中间。

本发明的有益效果：由于实现了四个偏心轧辊5从四个方向同时落下时对坯料9的锻打，随后完成对坯料9的滚压轧制，使得锻打-轧制步骤能重复进行，一体化轧锻工艺吸纳了锻打工艺变形量大的优点，又吸纳了轧制工艺使材质产生定向流动，内部结晶组织好，表层与心部机械性能均一，形状规则等优点。并且安装不同形状的轧辊，便可得到不同断面形状的规则制品，不仅使钨钼等高熔点、高强度、高硬度金属或合金材料的异形断面制品的制取成为可能，也使生产过程大为简化。

实现一体化轧锻工艺的设备结构简单紧凑，占地少，有效降低了设备投资，工艺流程简单实用高效、节能节材明显、成品的品质优良且成品率高。

附图说明：

图1轧锻设备结构示意图

图2偏心轧辊工作行程示意图

图3主机架实施例结构示意图

图4主机架实施例结构A向剖面图

图中1.送料装置、2.主机架、3.出料装置、4.主机架驱动装置、5.偏心轧辊、6.送料夹头、7.出料夹头、8.偏心轧辊拉杆装置、9.坏料；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述：

如图1、图2所示，主动架驱动装置4可通过连杆等连接机构与主机架2相连接，主动架驱动装置4通过连杆等连接机构拉动主动架2以30～60次/分的频率做水平往返运动，安装于主动架2上的偏心轧辊5除随主机架2做水平往返运动外，还做左右摇摆转动。当主机架2位于最左侧(进料侧)时，偏心轧辊拉杆装置8会推动偏心轧辊5离开坯料9表面，随着主机架2向右侧(出料侧)移动，偏心轧辊5在偏心轧辊拉杆装置8的拉动下向下转动，直接实现锻打坯料9，紧接着通过滚压坯料9来实现轧制，这是由偏心轧辊5的偏心和变径特殊辊型所实现的。当主机架2移动到最右端时工作行程结束，然后空行程返回到最左端，开始下一个工作行程。

当主机架向左端空程返回时，送料装置1自动步进式送进一个步距(依被加工材质而可调节)，且送料装置1上的送料夹头6也自动将坯料9转动一个角度(在10～45°内调整)。

当主机架2靠近送料夹头6时，送料夹头6松开，而出料夹头7立刻将坯料夹紧，它同送料夹头6一样也有步进(向出料侧)和转动坯料9的功能，直到将坯料9全部加工完毕为止。

在将坯料轧锻成方形、工字型、十字型、米字型等不同断面的异形材料时，可更换不同偏心位置或变径尺寸的偏心轧辊5。

图3、图4所示的是将坯料9为棒料，将其轧锻为断面为方形型材的主机架结构实施例示意图。偏心轧辊5为外形尺寸相同、与坯料径向一致、呈十字型布置的4个偏心凸轮，4个偏心轧辊同时落在坯料9表面时就会将坯料夹在正中间。当偏心轧辊一起转动落下时，4个偏心轧辊5会从坯料的4个面锻打坯料，随后就会在坯料的4个面上进行滚压轧制。锻打及滚压轧制步骤会重复进行，直至将坯料轧制锻打成所需要的断面为方形的成品。

Claims (2)

1.一种高强度高硬度合金的轧锻一体化工艺，其特征在于，轧锻一体化工艺包括下述步骤：

a)将选定的坯料一端放置在送料装置上，用送料夹头夹住；

b)启动主机架驱动装置拉动主机架(2)向进料侧水平移动，当主机架移动至进料侧最左端时，偏心轧辊拉杆装置推动偏心轧辊脱离坯料表面向上旋转70-90°；

c)主机架向出料侧一边移动，偏心轧辊在偏心轧辊拉杆装置的拉动下向下转动，锻打坯料；

d)主机架向出料侧移动直至出料侧的最右端，偏心轧辊在坯料(9)的表面上滚压，实现轧制；

e)主机架从出料侧的最右端向左端空程返回时，送料装置自动步进送进一个依被加工材质而可调节的步距，且送料装置上的送料夹头也自动将坯料转动一个在10～45°内调整的角度；

f)当主机架靠近送料夹头时，送料夹头松开，而出料夹头立刻将坯料夹紧，它同送料夹头一样也有向出料侧的步进和转动坯料的功能；

反复进行上述步骤b)至步骤f)，直到将坯料加工完毕为止。

2.一种用于高强度高硬度难熔合金的专用轧锻一体机，其特征在于，锻轧一体机由送料装置、主机架、出料装置和主机架驱动机构四部分构成，其中安装在主机架上的轧辊系4个偏心轧辊、主机架驱动装置安装在主机架上、送料装置上安装有送料夹头、出料装置上安装有出料夹头。

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