CN102728772A

CN102728772A - 一种大型船用曲轴的锻造方法

Info

Publication number: CN102728772A
Application number: CN2012102113594A
Authority: CN
Inventors: 葛艳明; 杨志华; 李明; 袁宇良
Original assignee: Jiangsu Jinyuan Forging Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Jinyuan High-end Equipment Co., Ltd.
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: CN102728772B

Abstract

本发明公开了一种大型船用曲轴的锻造方法，包括工序：制坯，将高强度合金钢锭经过倒棱、镦粗、拔长成截面为圆形的钢坯；将V型下模具，钢坯、上压块在水压机或油压机上对中后，利用水压机或油压机带动上压块压将钢坯向下模具的内腔产生弯曲；将钢坯卸下，在钢坯的弯曲开口部分插入舌板，然后用平砧板将钢坯弯曲开口压扁，制成曲轴半成品；对曲轴半成品进行等温正火处理；对完成等温正火处理的曲轴半成品进行精整，从而获得最终的曲轴成品。

Description

一种大型船用曲轴的锻造方法

技术领域

本发明属于锻造领域，具体地说涉及一种大型船用曲轴的弯曲锻造方法。

背景技术

船用曲轴是船用柴油发动机的关键部件之一，在工作中承受周期性变化的弯曲和扭矩力矩，同时承受惯性力和振动附加应力以及交变载荷的作用。曲轴在工作中容易产生疲劳损坏，造成曲轴断裂，直接影响船体设备的安全。所以船用曲轴的强度、刚度、耐磨性等技术参数都有很高的要求。

目前大型船用曲轴部件的制造方法一般采用采用切断纤维制造，即将钢锭压成与曲轴外形相似的扁方形，再用机械切削的加工方法，把曲轴的主轴颈和曲柄销轴颈切削加工出来，这种方法不但加工余量极大，而且切断了曲柄销轴颈和曲臂连接处的锻造纤维，降低了曲轴承受载荷的能力。钢锭的轴心缺陷(如疏松、偏析等)，切削后暴露于轴颈表面，引起应力集中，影响疲劳强度。而且这种方法因为有机械切削加工，因此不可避免产生大量的钢坯废料，造成钢坯的浪费。

随着根据大型船舶的发展情况，对大型船舶曲轴的要求也逐渐转向大型化、高强度、长寿命等方向发展。因此采用切断纤维法制造的曲轴已不能满足大型船舶的发展要求，目前国际上有弯曲锻造和模锻两种制备全纤维曲轴锻件的方法，模锻法虽然使锻件成形情况好，组织致密，锻造工序短，机加费用低，材料利用率高，但由于不同的曲轴需要不同的模具、因此其工装费用高，只能生产特定型号的曲轴锻件，并且模具的制造难度高，每次锻压前均需对模具进行预热，更换模具操作流程复杂，因此在实际生产中很少采用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提出一种制备全纤维大型船用曲轴锻件的锻造方法，具体来说，本发明采用弯曲锻造方法来锻造大型船用曲轴。

弯曲锻造方法的过程先是将钢坯压成扁坯，然后在弯曲模架上弯曲，最后修成成型，弯曲锻造方法的优点是成型容易，操作简单，金属纤维流向好，所需设备功率相对较小，

本发明提出的大型船用曲轴的锻造方法，其包括如下工序：

1.制坯，将高强度合金钢锭经过倒棱、镦粗、拔长成截面为圆形的钢坯，并使得该钢坯的直径和高度符合要求；其中，所述高强度合金钢锭的化学成分配比(重量％)是：碳：3.50％-3.80％，硅：1.8％-2.2％，锰：0.5％-0.8％，磷：不大于0.04％，硫：不大于0.04％，铬：0.04％-0.06％，铜：0.3％-0.5％，镁：不大于0.08％，钛：不大于0.02％，镍：0.25％-0.35％，余量为Fe。

2.将V型下模具，钢坯、上压块在水压机或油压机上对中后，利用水压机或油压机带动上压块压将钢坯向下模具的内腔产生弯曲，其中，上压块匀速下压，速度约为220mm/s；当钢坯与下模具的内腔底部接触时，上压块停止下压；

3.将步骤2的钢坯卸下，在钢坯的弯曲开口部分插入舌板，然后用平砧板将钢坯弯曲开口压扁，从而制成曲轴半成品；

4.对完成弯曲的曲轴半成品进行等温正火处理，将曲轴半成品载入加热设备中加热至约850℃±15℃后，保温2小时后出炉，然后经冷却至360℃后，将曲轴半成品放入保温箱中进行保温，保温时间为3小时，从而使得曲轴半成品获得贝氏体组织；

5.对完成等温正火处理的曲轴半成品进行精整，从而获得最终的曲轴成品。

具体实施方式

为了更加清楚地说明本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述。

实施例

本发明提出的大型船用曲轴的锻造方法，其包括如下工序：

首先，制坯，即将高强度合金钢锭经过倒棱、镦粗、拔长成截面为圆形的钢坯，并使得该钢坯的直径和高度符合要求；倒棱、镦粗、拔长等都可以采用现有技术中的常规工艺，因此本发明并没有特别对此予以说明。为了增加本发明的大型船用曲轴的强度和韧性，在本发明中，所述的高强度合金钢锭采用发明人特别配置的合金钢锭，其化学成分配比(重量％)是：碳：3.50％-3.80％，硅：1.8％-2.2％，锰：0.5％-0.8％，磷：不大于0.04％，硫：不大于0.04％，铬：0.04％-0.06％，铜：0.3％-0.5％，镁：不大于0.08％，钛：不大于0.02％，镍：0.25％-0.35％，余量为Fe。

然后，将V型下模具，钢坯、上压块在水压机或油压机上对中后，利用水压机或油压机带动上压块压将钢坯向下模具的内腔产生弯曲，其中，上压块匀速下压，速度为220mm/s；当钢坯与下模具的内腔底部接触时，上压块停止下压；

接着，将完成下压的钢坯卸下，在钢坯的弯曲开口部分插入舌板，然后用平砧板将钢坯弯曲开口压扁，从而制成曲轴半成品；

此后，对完成弯曲的曲轴半成品进行等温正火处理，将曲轴半成品载入加热设备中加热至850℃±15℃后，保温2小时后出炉，然后经冷却至360℃后，将曲轴半成品放入保温箱中进行保温，保温时间为3小时，从而使得曲轴半成品获得贝氏体组织；

最后，对完成等温正火处理的曲轴半成品进行精整，从而获得最终的曲轴成品。

本发明的大型船用曲轴的锻造方法，采用全纤维弯曲锻造方法来进行锻造，由于锻造过程中，金属纤维不被切断，坯料心部偏析、夹杂等缺陷也不外露，因此明显提高了曲轴的力学性能和安全性。并且采用高强度合金钢锭作为原料，并经过等温正火处理，因此可进一步提高曲轴成品的强度和韧性。同时，采用全纤维的弯曲锻造法相对于其他锻造方法来说，还可以节约钢锭原材料，减少废品的产生，因此可节约制造成本。

虽然已经描述了本发明的一些具体实施例，但是其并非用于限定本发明，本发明的保护范围由所附的权利要求来限定，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求保护范围的情况下，可以对本发明做出各种修改。

Claims

1.一种大型船用曲轴的锻造方法，其包括如下工序：

(1).制坯，将高强度合金钢锭经过倒棱、镦粗、拔长成截面为圆形的钢坯，并使得该钢坯的直径和高度符合要求；

(2).将V型下模具，钢坯、上压块在水压机或油压机上对中后，利用水压机或油压机带动上压块压将钢坯向下模具的内腔产生弯曲；

(3).将步骤2的钢坯卸下，在钢坯的弯曲开口部分插入舌板，然后用平砧板将钢坯弯曲开口压扁，从而制成曲轴半成品；

(4).对完成弯曲的曲轴半成品进行等温正火处理，将曲轴半成品载入加热设备中加热至约850℃±15℃后，保温2小时后出炉，然后经冷却至360℃后，将曲轴半成品放入保温箱中进行保温，保温时间为3小时，从而使得曲轴半成品获得贝氏体组织；

(5).对完成等温正火处理的曲轴半成品进行精整，从而获得最终的曲轴成品。

2.如权利要求1所述的大型船用曲轴的锻造方法，其特征在于：其中，所述高强度合金钢锭的化学成分配比(重量％)是：碳：3.50％-3.80％，硅：1.8％-2.2％，锰：0.5％-0.8％，磷：不大于0.04％，硫：不大于0.04％，铬：0.04％-0.06％，铜：0.3％-0.5％，镁：不大于0.08％，钛：不大于0.02％，镍：0.25％-0.35％，余量为Fe。

3.如权利要求1所述的大型船用曲轴的锻造方法，其特征在于：

其中，步骤(2)中的上压块匀速下压，速度约为220mm/s；当钢坯与下模具的内腔底部接触时，上压块停止下压。