CN105834347A - 一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，径向精锻机只在单侧拉打锻造，空道次返回另一侧，直至锻打结束；控制温度间歇性锻打，只允许工艺指定温度点锻打，其它温度不允许锻打；径向精锻机开坯后，开坯终锻温度不得低于900℃，雷太测温枪每隔10秒在锻件的冒口端测温度，温度高于指定温度，要空冷或水冷至指定温度后再开始锻打。本发明的目的在于提供一种解决低温冲击功不合问题的利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法。

Description

一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法
技术领域
本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法。
背景技术
随着石油现代化、工业化的加剧，各行业对石油的依赖持续增加，国内外石油行业，均在探寻新的石油资源，研究新的开采工艺，深海钻井、腐蚀性介质等特殊地理环境钻采、水平井和定向井开采等都需要特殊性能要求的无磁材料，特别是具有高腐蚀性、高强度的无磁材料。
石油井口装置用阀体作为石油开采的重要零部件，其性能要求很高。阀体接触的介质普遍具有腐蚀性强、低温、高压、可燃、易爆等特点，工矿复杂苛刻。一旦出现故障，会造成严重后果。
目前，AISI410SS阀体锻件技术问题主要为轴心晶间裂纹、低温（-29℃）冲击不合、锻件超声波探伤不合，针对低温不合问题，多数厂家在化学成分、锻后热处理上下功夫，但效果往往不理想。针对低温冲击不合问题我们不仅在冶炼、热处理上寻找突破，而且认真研究了锻造工艺，并经过多次摸索试验，最终总结出了本锻造方法，彻底解决了低温冲击功不合问题，低温（-29℃）冲击功≥30J，完全能满足客户要求的27J。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种准确控制无磁钢的强度数值和解决AISI410SS马氏体不锈钢低温冲击功不合问题的利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，该锻造方法如下：径向精锻机只在单侧拉打锻造，空道次返回另一侧，直至锻打结束；控制温度间歇性锻打，只允许工艺指定温度点锻打，其它温度不允许锻打；径向精锻机开坯后，开坯终锻温度不得低于900℃，雷太测温枪每隔10秒在锻件的冒口端测温度，温度高于指定温度，要空冷或水冷至指定温度后再开始锻打。
无磁钢屈服强度要求140ksi的指定锻打温度为580±10℃，无磁钢屈服强度要求110ksi的指定锻打温度为680±10℃。
控制拉打速度在3～4m/min，保证无磁钢的开坯终锻温度不得低于900℃，阀体不锈钢AISI410SS的终锻温度在800℃～850℃区间内，以保证无磁钢和阀体不锈钢的晶粒细化，保证锻件既具有高强度又具有高塑韧性。
无磁钢加热曲线：350～400℃预热3h，按每小时60℃升温至炉温1150℃，保温4h。
AISI410SS加热曲线：热送锭，600～700℃待料，850℃保温3小时，1180℃保温5小时，第一阶段升温速率＜60℃/h，第二阶段升温速率＜100℃/h。
本发明的技术方案产生的积极效果如下：
1、控温控锻，控制拉打速度，保证了锻件锻后晶粒度，解决了AISI410SS阀体不锈钢锻件低温冲击不合问题。
2、精锻机单侧锻打，单侧锻打，B侧锻打结束后，空道次返回A侧，就避免了锻件局部产生高温，使锻件温度均匀化，细化晶粒，提高性能。保证了锻件锻打时温度的均匀性，保证了锻件性能的均匀性。
3、控温控锻间歇性锻造，可以点控无磁钢锻后强度性能数值要求。
具体实施方式
实施例一
一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，锻造W2020N无磁钻铤，同一母炉冶炼4支电极坯后电渣，以保证化学成分一致。装同一加热炉中，到温后3150t油压机开坯，后返RF70精锻机开坯后空冷至室温，后返131机加厂扒皮，将裂纹扒干净，后再将扒皮后的坯料返回锻压厂进行加热锻造，RF70精锻机开坯到强化前尺寸后水冷至强化温度，后强化锻造成品，锻后空冷或水冷至室温。为了区分强化温度对锻后性能的影响，了解控温控锻的作用，将其中2支强化温度执行680℃，2支强化温度执行580℃。
工艺路线：中频炉+AOD电极坯+电渣+加热+油压机开坯+精锻机开坯+空冷+131扒皮+加热+精锻机开坯+水冷+精锻机强化成品+空冷或水冷+检验+探伤+下料+机加+交货。
油压机开坯后进行扒皮，扒皮后再加热锻造，炉温1150℃，精锻机始锻温度1050-900℃，每道次都采用B拉打，空道次返回A侧，以保证单侧拉打。精锻机开坯至热φ246，每道次下锤量50～60mm，拉打速度控制在3～4m/min，以保证开坯后终锻温度≥900℃。水冷至强化温度680℃/580℃后强化锻造成品，锻后水冷或空冷至室温。
加热曲线：350～400℃预热3h，按每小时60℃升温至炉温1150℃，保温4h。
检测每支无磁钻铤的力学性能值，比较680℃与580℃强化锻造后强度数值，以验证控温控锻间歇性锻造方法对无磁钢强度的作用。在无磁钻铤锻件的锭尾和冒口两端均检测力学性能，比较两端差值大小，以验证单侧锻打对温度均匀性的作用。
锻造完成后产品的力学性能结果如下：
注：冒即电渣锭的冒口端，尾即电渣锭的锭尾端。
从以上性能数据中，可以看出：
1、强度值与强化温度之间的关系，强化温度越低，强度越高，即控温控锻控制产品强度值。
2、每支锻件的冒口端与锭尾端的性能数据差值不大，几乎一致；这说明单侧锻打，保证锻件锻打温度的均匀性能保证锻件性能的均匀性。
实施例二
一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，AISI410SS阀体锻件，AISI410SS阀体不锈钢，冶炼3炉钢，为了保证足够锻比及横向性能，油压机进行镦粗，严格控制镦粗系数及镦粗后高度，保证镦粗后高径比在0.6～0.8之间，AISI410SS属于马氏体不锈钢，塑性差、变形抗力大、锻造温度区间窄，严格控制不锈钢锻造参数，控制压下量和送进量，每次送进量要有10%左右的搭砧量。
工艺路线：电炉+AOD+LF精炼+VD精炼+加热+油压机镦粗、拔长+精锻机成品+检验+探伤+下料+修磨+交货
三炉钢，每炉钢抽取一支具有代表性的锻件冒口端检测力学性能，验证冲击功值是否满足平均值≥30J。
钢锭重量2.38t（老锭），锻件规格φ200，锻件重量1810Kg，锻造利用率76%，炉温1180℃，始锻温度1100-950℃，油压机镦粗至H=550（～φ800），拔长开坯后，精锻机锻造每道次都采用B拉打，空道次返回A侧，以保证单侧拉打锻造，控制拉打速度在3~4m/min，油压机终锻温度≥850℃，精锻机终锻温度800℃～850℃，以保证锻后晶粒度，保证低温冲击性能，总锻比15.53。
加热曲线：热送锭，600～700℃待料，850℃保温3小时，1180℃保温5小时，第一阶段升温速率＜60℃/h，第二阶段升温速率＜100℃/h。
所用工装：400上下平砧或500上下平砧，镦粗板，漏盘，开坯锤头。
锻造完成后产品力学性能试验结果：
从以上数据可以看出，三炉钢每炉钢的低温冲击功平均值均≥30J，甚至高出很多。
本发明经过多次生产实践，此方法已在我公司锻造领域推广，不仅应用在无磁钢和阀体不锈钢材质上，同样应用于其它要求较高力学综合性能的材质上，此锻造方法的发明，为我公司创造了可观的经济效益。

Claims (5)

1.一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，其特征在于：该锻造方法如下：径向精锻机只在单侧拉打锻造，空道次返回另一侧，直至锻打结束；控制温度间歇性锻打，只允许工艺指定温度点锻打，其它温度不允许锻打；径向精锻机开坯后，开坯终锻温度不得低于900℃，雷太测温枪每隔10秒在锻件的冒口端测温度，温度高于指定温度，要空冷或水冷至指定温度后再开始锻打。
2.根据权利要求1所述的一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，其特征在于：无磁钢屈服强度要求140ksi的指定锻打温度为580±10℃，无磁钢屈服强度要求110ksi的指定锻打温度为680±10℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，其特征在于：控制拉打速度在3～4m/min，保证无磁钢的开坯终锻温度不得低于900℃，阀体不锈钢AISI410SS的终锻温度在800℃～850℃区间内，以保证无磁钢和阀体不锈钢的晶粒细化，保证锻件既具有高强度又具有高塑韧性。
4.根据权利要求1所述的一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，其特征在于：无磁钢锻造时，加热曲线：350～400℃预热3h，按每小时60℃升温至炉温1150℃，保温4h。
5.根据权利要求1所述的一种利用径向精锻机控温控锻间歇性锻造的方法，其特征在于：阀体不锈钢AISI410SS锻造时，加热曲线：热送锭，600～700℃待料，850℃保温3小时，1180℃保温5小时，第一阶段升温速率＜60℃/h，第二阶段升温速率＜100℃/h。
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