CN103658501B - 一种提高模锻件表面质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高模锻件表面质量的方法，其能显著提高锻件锻后表面质量、确保锻件的磁粉探伤精度效果。其特征在于：其包括以下步骤：（1）锻模设计：将锻模按锻件厚度尺寸包络量的中差设计；（2）在热模锻设备上进行锻造，锻造时、在锻模下模型腔两侧放置碰模板，通过所述碰模板控制锻造时锻模的闭合高度，保证锻件的厚度尺寸；（3）锻造完成后采用抛丸及局部抛修的方法对锻件进行表面清理；（4）对进行表面清理后的锻件进行热模锻整形，所述热模锻整形时去除所述碰模板。

Description

一种提高模锻件表面质量的方法

技术领域

本发明涉及不锈钢叶片锻件的锻造技术领域，尤其是涉及大变形量的不锈钢模锻件的锻造技术领域，具体为一种提高模锻件表面质量的方法。

背景技术

以往在模锻过程中我们往往只关注锻件的尺寸，并未特别注意如氧化皮、褶皱等锻件的表面质量缺陷，这些缺陷既影响了锻件的磁粉探伤（MT）精度效果，又影响了锻件自身的美观。随着锻造技术的进步以及客户要求的提升，目前锻造已往小余量精密锻造方向发展，因此，这类缺陷已越来越不被客户接受。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种提高模锻件表面质量的方法，其能显著提高锻件锻后表面质量、确保锻件的磁粉探伤（MT）精度效果。

其技术方案是这样的，其特征在于：其包括以下步骤：

（1）锻模设计：将锻模按锻件厚度尺寸包络量的中差设计；

（2）在热模锻设备上进行锻造，锻造时、在锻模下模型腔两侧放置碰模板，通过所述碰模板控制锻造时锻模的闭合高度，保证锻件的厚度尺寸；

（3）锻造完成后采用抛丸及局部抛修的方法对锻件进行表面清理；

（4）对进行表面清理后的锻件进行热模锻整形，所述热模锻整形时去除所述碰模板。

其进一步特征在于：

所述碰模板厚度为2mm，所述碰模板厚度公差为±0.1mm，所述碰模板的材料为65Mn，硬度要求为HRC51-56；

在所述步骤（2）中，通过碰模板按照锻件设计厚度尺寸包络量的上差控制锻件厚度；

所述步骤（3），先采用抛丸去除锻件表面氧化皮再采用局部抛修的方法去除锻件表面褶皱、凹坑等表面缺陷；

在采用所述抛丸方法去除锻件表面氧化皮时，需使用直径1.2mm以下的合金钢丸；

所述步骤（4）热模锻整形处理中，锻件在加热炉内的保温时间根据锻造后锻件最大厚度与保温系数来确定，所述保温系数为0.6-0.8min/mm。

本发明方法的有益效果在于：

（1）将锻模按锻件厚度尺寸包络量的中差设计，并且在热模锻设备上进行锻造时、在锻模下模型腔两侧放置碰模板，其通过碰模板控制锻造时锻模的闭合高度，保证锻件的厚度尺寸，并能使锻件更容易打进公差范围内，从而减少锻造的锤次及火次，提升锻件表面质量。

（2）锻造完成后对锻件表面进行表面清理能够去除锻件表面氧化皮等缺陷，防止氧化皮等在锻件表面的堆积，进一步提升表面质量；

（3）通过锻后热整形对锻件进行小余量变形，从而使锻件余量更为一致，并消除采用打磨或抛丸进行锻件表面清理时留下的痕迹，恢复锻件自有的表面状态，更进一步提升锻件的表面质量。

采用本发明方法后，由于锻件表面质量提升，因而消除了锻件表面氧化皮、褶皱等缺陷的干扰，故能大大提高锻件磁粉探伤的精度；另外由于其能大大提高锻件表面质量，故能有效避免因局部缺陷打磨后导致的锻件机加工余量不足的情况发生，同时为后续小余量精密锻造奠定了基础。

附图说明

图1本发明方法中首次锻造时碰模板的使用示意图；

图2为实施例一中加工的叶片结构示意图；

图3为实施例二中加工的叶片结构示意图；

图4为实施例三中加工的叶片结构示意图。

图1中，1为锻模的上模，2为锻模的下模，3为碰模板，4为锻模型腔。

具体实施方式

实施例一：

加工一种长度L为900mm长叶片，其结构见图2，图2中A为叶片进气侧示意，锻造加热温度设为1130℃，保温30-60分钟，将锻模按锻件厚度尺寸包络量的中差设计，在下模型腔上垫2mm厚碰模板后，利用模锻锤进行2-3击锻造；

锻造结束对锻件进行表面清理，先采用1.2mm直径合金钢丸对叶片进行抛丸处理，之后对叶片缺陷部位进行抛修处理，要求将棱角、折叠、毛刺等缺陷全部抛磨消除干净。

抛修结束进行热整形，热整形温度为1130°C，保温时间为15-30分钟（原先时间的一半），热整形时去除2mm厚碰模板，1击成型。

热整形结束后对叶片再次用合金钢丸进行抛丸处理，抛丸结束进行目视检测，锻件表面未发现任何氧化皮、折叠等缺陷；用手指甲以与锻件表面呈90°角度（垂直）滑过检测，未有任何的不稳或停止；之后进行磁粉探伤，探伤未有任何缺陷显示，表面质量达到预期效果。

若采用原有一次加热成型方法锻造，锻造结束抛丸后，目视检测发现锻件表面有明显氧化皮残留；同时表面褶皱严重，手指甲以与锻件表面呈90°角度（垂直）滑过检测，有明显停顿感；磁粉探伤时，褶皱部位有缺陷显示，同时部分区域由于有氧化皮覆盖，无法进行磁粉探伤检测，严重影响探伤精度。

实施例二：

加工一种长度L为600mm长叶片，其结构见图3，锻造加热温度设为1145℃，保温20-40分钟，锻模按锻件厚度尺寸包络量的中差设计，在下模型腔上垫2mm厚碰模板后，利用模锻锤进行2-3击锻造；

锻造结束对锻件进行表面清理，先采用1.2mm直径合金钢丸对叶片进行抛丸处理，之后对叶片缺陷部位进行抛修处理，要求将棱角、折叠、毛刺等缺陷全部抛磨消除干净。

抛修结束进行热整形，热整形温度为1145°C，保温时间为10-20分钟（原先时间的一半），热整形时去除2mm厚碰模板，1击成型。

热整形结束后对叶片再次用合金钢丸进行抛丸处理，抛丸结束进行目视检测，锻件表面未发现任何氧化皮、折叠等缺陷；用手指甲以与锻件表面呈90°角度（垂直）滑过检测，未有任何的不稳或停止；之后进行磁粉探伤，探伤未有任何缺陷显示，表面质量达到预期效果。

若采用原有一次加热成型方法锻造，锻造结束抛丸后，目视检测发现锻件表面有明显氧化皮残留；同时表面褶皱严重，手指甲以与锻件表面呈90°角度（垂直）滑过检测，有明显停顿感；磁粉探伤时，褶皱部位有缺陷显示，同时部分区域由于有氧化皮覆盖，无法进行磁粉探伤检测，严重影响探伤精度。

实施例三：

加工一种长度L为1400mm长叶片，其结构见图4，图4中B为叶片进气侧示意；锻造加热温度设为1135℃，保温40-80分钟，锻模按锻件厚度尺寸包络量的中差设计，在下模型腔上垫2mm厚碰模板后，利用模锻锤进行2-3击锻造；

锻造结束对锻件进行表面清理，先采用1.2mm直径合金钢丸对叶片进行抛丸处理，之后对叶片缺陷部位进行抛修处理，要求将棱角、折叠、毛刺等缺陷全部抛磨消除干净。

抛修结束进行热整形，热整形温度为1135°C，保温时间为20-40分钟（原先时间的一半），热整形时去除2mm厚碰模板，1击成型。

热整形结束后对叶片再次用合金钢丸进行抛丸处理，抛丸结束进行目视检测，锻件表面未发现任何氧化皮、折叠等缺陷；用手指甲以与锻件表面呈90°角度（垂直）滑过检测，未有任何的不稳或停止；之后进行磁粉探伤，探伤未有任何缺陷显示，表面质量达到预期效果。

若采用原有一次加热成型方法锻造，锻造结束抛丸后，目视检测发现锻件表面有明显氧化皮残留；同时表面褶皱严重，手指甲以与锻件表面呈90°角度（垂直）滑过检测，有明显停顿感；磁粉探伤时，褶皱部位有缺陷显示，同时部分区域由于有氧化皮覆盖，无法进行磁粉探伤检测，严重影响探伤精度。

Claims (4)

1.一种提高模锻件表面质量的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

（1）锻模设计：将锻模按锻件厚度尺寸包络量的中差设计；

（2）在热模锻设备上进行锻造，锻造时、在锻模下模型腔两侧放置碰模板，通过所述碰模板控制锻造时锻模的闭合高度，保证锻件的厚度尺寸；

（3）锻造完成后采用抛丸及局部抛修的方法对锻件进行表面清理；

（4）对进行表面清理后的锻件进行热模锻整形，所述热模锻整形时去除所述碰模板，所述碰模板厚度为2mm，所述碰模板厚度公差为±0.1mm，所述碰模板的材料为65Mn，硬度要求为HRC51-56，在所述步骤（2）中，通过碰模板按照锻件设计厚度尺寸包络量的上差控制锻件厚度。

2.根据权利要求1所述的一种提高模锻件表面质量的方法，其特征在于：所述步骤（3），先采用抛丸去除锻件表面氧化皮再采用局部抛修的方法去除锻件表面褶皱、凹坑等表面缺陷。

3.根据权利要求2所述的一种提高模锻件表面质量的方法，其特征在于：在采用所述抛丸方法去除锻件表面氧化皮时，需使用直径1.2mm以下的合金钢丸。

4.根据权利要求3所述的一种提高模锻件表面质量的方法，其特征在于：所述步骤（4）热模锻整形处理中，锻件在加热炉内的保温时间根据锻造后锻件最大厚度与保温系数来确定，所述保温系数为0.6-0.8min/mm。