CN101722406B - 通过锻造制造的销轴及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锻造技术领域，尤其是涉及一种通过锻造制造销轴的方法，该方法具有如下步骤：选择合适的钢锭，在1180℃-850℃的温度范围内，所述钢锭反复镦粗-拔长使锻造比不小于4；之后依次进行性能热处理、及热处理后机加工，以获得所述销轴，本发明的有益效果是：采用本发明制造的销轴的各项性能指标均满足RCC-M的标准要求，保证了核电站用销轴的使用要求，使其安全性、可靠性大为提升，满足了该类产品的技术需求。

Description

通过锻造制造的销轴及其制作方法

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，尤其是涉及一种通过锻造制造销轴的方法。

背景技术

近年来，电力紧缺已成为制约中国经济持续高速发展的瓶颈，作为节约能源和调整能源结构的重要举措，核电已纳入了国家电力发展规划。我国核电事业的发展已有三十余年的历史，一直以较小规模核电装备研究与试制为主，没有形成成熟的制造技术和生产装备能力。因此，我国的核电发展正朝向大功率方向发展。

目前，百万千瓦级核电建设项目所使用的铸锻件，如销轴，由于其特殊的服役环境，对销轴的性能要求非常高，一般的热处理方法处理不能达到标准。而目前上述核电用销轴还不能实现国产化，多向国外定购。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种通过锻造制造销轴的方法，该方法通过准确设定锻造及热处理的时间、温度来制造满足核电站使用需求的销轴。

为了解决上述技术问题，本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种通过锻造制造销轴的方法，其特征在于具有如下步骤：

a)制备和铸造具有如下重量百分比的钢锭：0.37％≤C≤0.44％，痕量≤Si≤0.35％，0.70％≤Mn≤0.90％，痕量≤P≤0.025％，痕量≤S≤0.025％，0.70％≤Cr≤0.95％，0.30％≤Mo≤0.40％，1.60％≤Ni≤2.00％，痕量≤Cu≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质；

b)在1180℃-850℃的温度范围内，将步骤a)中所述钢锭反复镦粗-拔长使锻造比大于4，以锻造用于所述销轴的坯体；

c)在步骤b)中生成的所述坯体表面温度降至350℃前，将所述坯体加热至650℃-660℃的温度范围并保温6h，之后炉冷至280℃-320℃的温度范围并保温4h，之后加热至650℃-660℃的温度范围并保温50h，以少于或等于50℃/h的冷却速度炉冷至400℃后再以少于或等于20℃/h速度炉冷至120℃出炉；

d)对步骤c)中生成的所述坯体进行粗加工；

e)对步骤d)中生成的所述坯体加热至850℃-870℃的温度范围并保温3-5h，油冷至不高于70℃后出油，之后重新加热至560℃-570℃的温度范围并保温6-7h，之后空冷；

f)对步骤e)中所生成坯体进行机加工以制作所述销轴。

步骤b)的具体步骤是：

1)将所述钢锭加热至800℃，保温2h，之后加热3h使其温度达到1180℃，保温1.5h并拔长出坯；

2)将步骤1)中所生成工件加热至1180℃，并进行拔长-镦粗，之后滚圆、校直、修正尺寸使锻造比不小于4，以锻造用于所述销轴的坯体；

3)将步骤2)中所生成工件采用热装炉扩氢方式冷却。

步骤c)中第一次炉冷方式为打开烟道炉门任所述坯体在炉内自然冷却。

步骤e)中所述坯体出炉后，运送至冷却介质时间不超过55s。

步骤e)中油冷的具体方法是：所述坯体浸入油槽内，浸入深度不少于1.5M并做上下运动。

一种销轴，其特征在于它是根据以上方法中任何一项制作而成。

所述销轴为一直径205mm、长度560mm圆柱体，其一端部于轴心处开设有直径16mm、深度60mm的螺孔，其另一端部于轴心处开设有直径8.4mm、深度277.6mm的长孔，所述销轴长度方向的中心处穿设有直径8.4mm的长孔。

本发明的有益效果是：采用本发明制造的销轴的各项性能指标均满足RCC-M的标准要求，保证了核电站用销轴的使用要求，使其安全性、可靠性大为提升，满足了该类产品的技术需求。

附图说明

图1是本发明实施例1销轴剖视图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1所示，本发明所制造之销轴为一直径205mm、长度560mm圆柱体，其一端部于轴心处开设有直径16mm、深度60mm的螺孔，其另一端部于轴心处开设有直径8.4mm、深度277.6mm的长孔，所述销轴长度方向的中心处穿设有直径8.4mm的长孔。

由于锻件的尺寸、重量及其选用的材料决定着锻造工艺各个参数的选择，所以针对上述的销轴，以下实施例对于该销轴的制造工艺进行详细描述。

实施例1：本实施例中制造工艺的要求为：

1.材料选择：

选择12″方锭，该12″方锭的化学成分应符合以下的规定：0.37％≤C≤0.44％，痕量≤Si≤0.35％，0.70％≤Mn≤0.90％，痕量≤P≤0.025％，痕量≤S≤0.025％，0.70％≤Cr≤0.95％，0.30％≤Mo≤0.40％，1.60％≤Ni≤2.00％，痕量≤Cu≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.锻造：

锭头、锭尾切除百分比：钢锭切头13％，切尾5％。

1)将所述钢锭加热至800℃，保温2h，之后加热3h使其温度达到1180℃，保温1.5h并拔长出坯；

2)将工件加热至1180℃，并进行拔长-镦粗，之后滚圆、校直、修正尺寸使锻造比不小于4，以锻造用于所述销轴的坯体；

3)将工件采用热装炉扩氢方式冷却。

3.锻后热处理：坯体表面温度降至350℃前，将坯体加热至650℃的温度范围并保温6h，之后炉冷至280℃的温度范围并保温4h，之后加热至650℃的温度范围并保温50h，以少于或等于50℃/h的冷却速度炉冷至400℃后再以少于或等于20℃/h速度炉冷至120℃出炉。

操作要点：

a.锻件锻后在热态下送到热处理，并在锻件表面温度不低于350℃前装炉后加热。

b.第一次炉冷时，容许打开烟道炉门任工件在炉内自然冷却。

4.热处理前粗加工：锻后热处理结束后粗加工至热处理前粗加工尺寸。

5.性能热处理：坯体加热至850℃的温度范围并保温3h，油冷至不高于70℃后出油，之后重新加热至560℃的温度范围并保温6h，之后空冷；

操作要点：

1.工件出炉后，将工件吊运至冷却介质时间不超过55秒。

2.将工件浸入油槽，浸入深度≥1.5M并上下运动。

6.热处理后机加工：坯体进行机加工以制作所述销轴，对于缺陷区域的去除，在不影响锻件力学性能的要求下允许用打磨法清除缺陷，不允许进行任何焊补。

实施例2：本实施例中制造工艺的要求为：

1.材料选择：

选择12″方锭，该12″方锭的化学成分应符合以下的规定：

0.37％≤C≤0.44％，痕量≤Si≤0.35％，0.70％≤Mn≤0.90％，痕量≤P≤0.025％，痕量≤S≤0.025％，0.70％≤Cr≤0.95％，0.30％≤Mo≤0.40％，1.60％≤Ni≤2.00％，痕量≤Cu≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.锻造：

锭头、锭尾切除百分比：钢锭切头13％，切尾5％。

1)将所述钢锭加热至800℃，保温2h，之后加热3h使其温度达到1180℃，保温1.5h并拔长出坯；

2)将工件加热至1180℃，并进行拔长-镦粗，之后滚圆、校直、修正尺寸使锻造比不小于4，以锻造用于所述销轴的坯体；

3)将工件采用热装炉扩氢方式冷却。

3.锻后热处理：坯体表面温度降至350℃前，将坯体加热至655℃的温度范围并保温6h，之后炉冷至300℃的温度范围并保温4h，之后加热至655℃的温度范围并保温50h，以少于或等于50℃/h的冷却速度炉冷至400℃后再以少于或等于20℃/h速度炉冷至120℃出炉。

操作要点：

a.锻件锻后在热态下送到热处理，并在锻件表面温度不低于350℃前装炉后加热。

b.第一次炉冷时，容许打开烟道炉门任工件在炉内自然冷却。

4.热处理前粗加工：锻后热处理结束后粗加工至热处理前粗加工尺寸。

5.性能热处理：坯体加热至860℃的温度范围并保温4h，油冷至不高于70℃后出油，之后重新加热至565℃的温度范围并保温6.5h，之后空冷。

操作要点：

1.工件出炉后，将工件吊运至冷却介质时间不超过55秒。

2.将工件浸入油槽，浸入深度≥1.5M并上下运动

6.热处理后机加工：坯体进行机加工以制作所述销轴，对于缺陷区域的去除，在不影响锻件力学性能的要求下允许用打磨法清除缺陷，不允许进行任何焊补。

实施例3：本实施例中制造工艺的要求为：

1.材料选择：

选择12″方锭，该12″方锭的化学成分应符合以下的规定：

0.37％≤C≤0.44％，痕量≤Si≤0.35％，0.70％≤Mn≤0.90％，痕量≤P≤0.025％，痕量≤S≤0.025％，0.70％≤Cr≤0.95％，0.30％≤Mo≤0.40％，1.60％≤Ni≤2.00％，痕量≤Cu≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.锻造：

锭头、锭尾切除百分比：钢锭切头13％，切尾5％。

1)将所述钢锭加热至800℃，保温2h，之后加热3h使其温度达到1180℃，保温1.5h并拔长出坯；

2)将工件加热至1180℃，并进行拔长-镦粗，之后滚圆、校直、修正尺寸使锻造比不小于4，以锻造用于所述销轴的坯体；

3)将工件采用热装炉扩氢方式冷却。

3.锻后热处理：坯体表面温度降至350℃前，将坯体加热至660℃的温度范围并保温6h，之后炉冷至320℃的温度范围并保温4h，之后加热至660℃的温度范围并保温50h，以少于或等于50℃/h的冷却速度炉冷至400℃后再以少于或等于20℃/h速度炉冷至120℃出炉。

操作要点：

a.锻件锻后在热态下送到热处理，并在锻件表面温度不低于350℃前装炉后加热。

b.第一次炉冷时，容许打开烟道炉门任工件在炉内自然冷却。

4.热处理前粗加工：锻后热处理结束后粗加工至热处理前粗加工尺寸。

5.性能热处理：坯体加热至870℃的温度范围并保温5h，油冷至不高于70℃后出油，之后重新加热至570℃的温度范围并保温7h，之后空冷。

操作要点：

1.工件出炉后，将工件吊运至冷却介质时间不超过55秒。

2.将工件浸入油槽，浸入深度≥1.5M并上下运动。

6.热处理后机加工：坯体进行机加工以制作所述销轴，对于缺陷区域的去除，在不影响锻件力学性能的要求下允许用打磨法清除缺陷，不允许进行任何焊补。

采用上述3个实施例中的技术方案制作完成后，对于锻件进行测试，以上实施例所制得销轴的各项性能指标均满足RCC-M的标准要求，保证了核电站用销轴的使用要求，使其安全性、可靠性大为提升，满足了该类产品的技术需求。

Claims (6)

1.一种通过锻造制造销轴的方法，其特征在于具有如下步骤：

a)制备和铸造具有如下重量百分比的钢锭：0.37％≤C≤0.44％，痕量≤Si≤0.35％，0.70％≤Mn≤0.90％，痕量≤P≤0.025％，痕量≤S≤0.025％，0.70％≤Cr≤0.95％，0.30％≤Mo≤0.40％，1.60％≤Ni≤2.00％，痕量≤Cu≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质；

b)在1180℃-850℃的温度范围内，将步骤a)中所述钢锭反复镦粗-拔长使锻造比大于4，以锻造用于所述销轴的坯体；

c)在步骤b)中生成的所述坯体表面温度降至350℃前，将所述坯体加热至650℃-660℃的温度范围并保温6h，之后炉冷至280℃-320℃的温度范围并保温4h，之后加热至650℃-660℃的温度范围并保温50h，以少于或等于50℃/h的冷却速度炉冷至400℃后再以少于或等于20℃/h速度炉冷至120℃出炉；

d)对步骤c)中生成的坯体进行粗加工；

e)对步骤d)中生成的坯体加热至850℃-870℃的温度范围并保温3-5h，油冷至不高于70℃后出油，之后重新加热至560℃-570℃的温度范围并保温6-7h，之后空冷；

f)对步骤e)中生成坯体进行机加工以制作所述销轴。

2.根据权利要求1所述的一种通过锻造制造销轴的方法，其特征在于步骤b)的具体步骤是：

1)将所述钢锭加热至800℃，保温2h，之后加热3h使其温度达到1180℃，保温1.5h并拔长出坯；

2)将步骤1)中所生成工件加热至1180℃，并进行拔长-镦粗，之后滚圆、校直、修正尺寸使锻造比不小于4，以锻造用于所述销轴的坯体；

3)将步骤2)中所生成工件采用热装炉扩氢方式冷却。

3.根据权利要求1所述的一种通过锻造制造销轴的方法，其特征在于步骤c)中第一次炉冷方式为打开烟道炉门任所述坯体在炉内自然冷却。

4.根据权利要求1所述的一种通过锻造制造销轴的方法，其特征在于步骤e)中油冷的具体方法是：坯体浸入油槽内，浸入深度不少于1.5M并做上下运动。

5.一种销轴，其特征在于它是根据权利要求1至5中任何一项所述的方法制作而成。

6.如权利要求5所述的一种销轴，其特征在于所述销轴为一直径205mm、长度560mm圆柱体，其一端部于轴心处开设有直径16mm、深度60mm的螺孔，其另一端部于轴心处开设有直径8.4mm、深度277.6mm的长孔，所述销轴长度方向的中心处穿设有直径8.4mm的长孔。

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