CN102294424A - 一种防止Mn18Cr18N钢护环热锻产生裂纹的锻造方法 - Google Patents

Abstract

一种防止Mn18Cr18N钢护环热锻产生裂纹的锻造方法，属于合金钢热锻成形技术领域，使用的装置包括有凸台、底模、筒模、冲头及漏盘，其特征在于锻造方法是(1)将凸台置于底模的圆锥孔内一起放在筒模内底部；(2)将包套紧套在坯料外面一起加热至950℃-1200℃；(3)将加热了的坯料与包套放置在筒模内，包套外径与筒模内径之差为δ＝0.03D～0.10D，用冲头对坯料从顶部进行冲挤达到设计的深度；(4)将凸台去除，换上漏盘；(5)用冲头继续对坯料进行冲压，冲掉坯料底部的连皮；(6)退出冲头，取出环状锻件，即完成冲孔成形工作。本发明优点是①包套与筒模间留有间隙，既可防止锻件表面产生裂纹，又可减小所需设备的吨位；②可细化锻件内部晶粒。

Description

一种防止Mn18Cr18N钢护环热锻产生裂纹的锻造方法

技术领域

本发明属于合金钢热锻成形技术领域，具体涉及一种防止Mn18Cr18N钢护环热锻产生裂纹的锻造方法。

背景技术

护环是火力发电设备中的大型关键零件之一，它在高速旋转中不但承受巨大的离心力，同时还要承受热装应力、交变应力、弯曲应力，要求有足够的强度、良好的韧性、均匀的力学性能、最小的残余应力，而且护环在强磁场、腐蚀性气氛中工作，因此，还要求无磁性和具有高的抗应力腐蚀能力。目前国内外锻造护环零件的方法，普遍采用由钢锭经加热锻造成环形坯料、再经固溶处理和冷变形强化的工艺制成锻件。

现有技术沿用的护环热锻方法是自由锻冲孔和模内冲孔两大类方法。自由锻冲孔由于其成形力较小得到广泛应用，但是，自由锻冲孔时坯料缺乏约束常使锻件“走样”，而且由于材料塑性有限，锻造过程中很容易产生裂纹，废品率高达60％以上；相对自由锻冲孔，模内冲挤在防止坯料产生裂纹和“走样”方面有较大优势，但其成形力却较自由冲孔增加较多，生产所需锻压设备吨位比较大，制约了大型锻件的生产。因此，护环热锻制坯成为制约生产发展的关键因素。如ZL200510012565.2《一种制作发电机护环热锻环坯的方法及模具》中虽然较自由锻方法有许多突出优点，但是此方法所需设备吨位很大，工艺方法及所用模具也很繁杂，使用不方便。

发明内容

本发明目的是提供一种防止Mn18Cr18N钢护环热锻产生裂纹的锻造方法，可有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，使用的装置如图1、2所示，包括有管状的筒模4、柱状的冲头1、盘状的中部有圆锥孔的底模5、锥形的凸台6及中部有圆孔的漏盘7，模底5中部圆锥孔的直径＝漏盘7的孔径＞冲头1的直径，特征在于其工艺步骤及操作方法是：

(1)将凸台6放置在底模5中部的圆锥孔内相互配合贴紧，并将其一起放置在筒模4内底部；

(2)将一管状的用软钢材料制作的包套3紧套在圆柱状坯料2外面，并一起加热至950℃-1200℃；

(3)将加热了的坯料2和包套3一起放置在筒模4内，包套3的外表面与筒模4的内表面之间留有间隙δ＝0.03D～0.10D，用装有定位器的冲头1对坯料2从其顶部进行冲挤达到设计要求的深度，控制坯料2外侧表面的应变量小于0.32～0.50，D为坯料2的直径；

(4)将筒模4底部的凸台6去除，再将漏盘7放置在筒模4的底部，漏盘7中间的圆孔的直径要大于冲头1的直径；

(5)冲头1继续对坯料2进行冲压，冲掉坯料2底部的连皮8，即完成冲孔工作；

(6)将冲头1退出，取出环状锻件2’。

本发明优点及积极效果是：(1)采用有包套的模内挤压成形，并在筒模内壁与包套之间留间隙，既有效地防止自由冲孔中坯料变形与开裂，又通过坯料和模具之间预留间隙减小了所需成形力；(2)可细化锻件内部组织，提高力学性能，还可避免产生裂纹。

附图说明

图1为本发明用冲挤装置简图

图2为冲挤过程简图

图中：1-冲头    2-坯料    2’-环状锻件    3-包套    4-筒模

      5-底模    6-凸台    7-漏盘          8-连皮

具体实施方式

现以生产一材料为Mn18Cr18N钢，尺寸为φ990×φ640×990mm的护环锻件为例，设置冲头直径d＝430mm，模底5锥孔小端直径d₁＝460mm，漏盘7孔径d₂＝460mm，坯料直径D＝1030mm，其锻造工艺方法是：

(1)将凸台6放置在底模5中部的圆锥孔内，并将其一起放置在一管状的筒模4内底部；

(2)将一管状的用20钢制作的包套3紧套在直径D＝1030mm的坯料2外面，并一起加热至1150℃，包套3的壁厚为36mm；

(3)将加热了的坯料2和包套3一起放置在筒模4内，包套3的外表面与筒模4的内表面之间的间隙δ＝50mm，用装有定位器的冲头1对坯料2从其顶部进行冲挤达到剩余深度为70mm，控制坯料2外侧表面的应变不大于0.41；

(4)将筒模4底部的凸台6去除，再将中心制有圆孔的漏盘7放置在筒模4的底部；

(5)冲头1继续对坯料2进行冲压，冲掉坯料2底部的连皮8，即完成冲孔工作；

(6)将冲头1退出，取出环状锻件2’。

Claims (1)

1.一种防止Mn18Cr18N钢护环热锻产生裂纹的锻造方法，使用的装置包括有筒模(4)、柱状的冲头(1)、盘状的中部有圆锥孔的底模(5)、锥形凸台(6)及中部有圆孔的漏盘(7)，其特征在于锻造方法是：

(1)将凸台(6)放置在底模(5)中部的圆锥孔内，并将其一起放置在筒模(4)内底部；

(2)将一管状的金属包套(3)紧套在圆柱状坯料(2)外面，并一起加热至950℃-1200℃；

(3)将加热了的坯料(2)和包套(3)一起放置在筒模(4)内，包套(3)的外径与筒模(4)的内径差为δ＝0.03D～0.10D，用装有定位器的冲头(1)对坯料(2)从其顶部进行冲击，达到设计要求的深度，坯料(2)外侧表面应变量要小于0.32-0.50，D为坯料(2)的直径；

(4)将筒模(4)底部的凸台(6)去除，再将中心制有圆孔的漏盘(7)放在筒模(4)的底部，漏盘(7)中间的圆孔的直径应大于冲头(1)的直径；

(5)冲头(1)继续对坯料(2)进行冲压，冲去坯料(2)底部的连皮(8)；

(6)退出冲头(1)，取出环状锻件(2’)。

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