CN105855441A - 一种套类锻件拔长方法 - Google Patents
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Abstract
一种套类锻件拔长方法，包括将钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔、芯棒拔长等工序制成中空套类锻件的步骤，然后进行成型加工的步骤，本发明中的方案实现了短芯棒拔长超过芯棒长度的套筒类锻件，提高了生产能力；节约了投产新芯棒的资金和原材料投入，减少生产成本；节省了投产新芯棒的生产周期，提高了生产效率；如采用“双向拔长法”还能够克服“喇叭口”缺陷的产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属锻造的锻造工艺，尤其是涉及一种套类锻件拔长方法。
背景技术
套筒类锻件广泛应用于管道、筒体等工业产品的制造，属于一种重要的锻件产品。套筒类锻件的传统生产方法是利用上、下砧对置于芯棒上的金属坯料进行锤压，使得金属坯料发生外径减小、长度增加的塑性变形。利用这种塑性变形可将长度较短的金属坯料，拔长锻造为长度更长的套筒类锻件。然而，传统方法要求芯棒具有足够的有效工作长度，其长度必须大于或等于所产套筒类锻件的长度。如现有芯棒长度不足，则无法生产，必须先投产长度足够的芯棒，才能进行拔长操作。但是，芯棒的制作过程涉及锻造、机械加工、热处理等多种工艺流程，具有生产成本高昂，生产周期漫长的问题，极大影响了锻造企业的生产效率和成本控制。因此，必须研发一种拔长方法，用于拔长超出原有芯棒长度的套筒类锻件。
发明内容
本发明的目的是为解决决短芯棒不能拔长超长套筒类锻件的问题，提供一种套类锻件拔长方法。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种套类锻件拔长方法，包括将钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔、芯棒拔长等工序制成中空套类锻件的步骤，还包括如下步骤：步骤1、取中空形坯料加热至始锻温度为1190-1210℃,取通体圆柱形结构状的芯棒滑动插设在中空形坯料内，待芯棒与坯料装配完毕后，使用锻造操作机握持芯棒握柄，将芯棒与坯料置于上砧和下砧之间；
步骤2、确定中空形坯料的尺寸：长度Lp和芯棒的尺寸：长度Lx，并对比Lx和Lp
①、当Lp≤Lx时，首先使用锻压机从远离握柄的方向进行锤压。每压一锤，使用锻造操作机将坯料旋转一定角度后（5°～10°）再压下一锤；锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和截面积减小，坯料长度得到一定延伸；随后，将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离，然后再锤压坯料一周；
②当1/2Lp≤Lx＜Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压；同样每压一锤，坯料旋转一定角度（5°～10°），每锤压一周后将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离，然后再继续锤压坯料一周；将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2时为止。
③、在①和②加工过程中坯料随着加工会逐渐变长，根据公式：
Lc为上砧、下砧轴向位移总长；为坯料的瞬时总长度，为坯料的外径；为坯料的内径；为压下量；
计算①和②拔长一道后的以及锻件目标尺寸，如果=拔长完成；如果≠，将计算得到结果与Lx进行比较，如果满足Lp≤Lx，重复①；如果满足1/2Lp≤Lx＜Lp时，重复②，重复步骤③直至=，拔长完成。
所述的步骤1中的始锻温度为1200℃。
1）当Lp≤Lx时，首先使用压机从远离握柄的方向进行锤压。每压一锤，使用锻造操作机将坯料旋转一定角度后再压下一锤。锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和截面积减小，坯料长度得到一定延伸。随后，将芯棒和上、下砧向芯棒握柄方向移动一定距离，该距离大约为砧宽的70%，然后再锤压坯料一周。在拔长过程中，不断重复以上过程直到将坯料拔长至所需长度、或者坯料温度低于终锻温度。该拔长方法我们称之为“单向拔长法”。
2）当（1/2）Lp≤Lx＜Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压。同样每压一锤，坯料旋转一定角度。同样地，每锤压一周后将芯棒和上、下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离，然后再继续锤压坯料一周。将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2。该拔长方法我们称之为“双向拔长法”。“双向拔长法”不但可以锻造超长套筒类锻件，还能有效地消除端面“喇叭口”的缺陷。
本发明所述的“单向拔长法”和 “双向拔长法”两种拔长方法不但可以单独使用，还可以根据坯料长度情况自由组合使用，如拔长初期坯料尺寸较短，使用“单向拔长法”进行拔长，后期坯料超出芯棒过多，可采用“双向拔长法”继续进行拔长。
最后需要指出的是：在拔长过程中，芯棒与上、下砧的移动必须同步，芯棒应始终处于上、下砧之间，否则会造成坯料压弯。
本发明的有益效果是：本发明中的方案实现了短芯棒拔长超过芯棒长度的套筒类锻件，提高了生产能力；节约了投产新芯棒的资金和原材料投入，减少生产成本；节省了投产新芯棒的生产周期，提高了生产效率；如采用“双向拔长法”还能够克服“喇叭口”缺陷的产生。
附图说明
图1为步骤一：坯料与芯棒的装配方式。
图2为步骤二：第一火次的拔长方式。虚线为芯棒和上、下砧的拔长起始位置，实线为芯棒和上、下砧在该火次中的最终拔长位置，黑色箭头为芯棒和上、下砧的移动方向。
图3为步骤三：第二火次的拔长方式。
图4为步骤四：坯料180°调头。
图5为步骤五：最终火次的拔长方式。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种套类锻件拔长方法，包括将钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔、芯棒拔长等工序制成中空形坯料的步骤，还包括如下步骤：
步骤1、取中空形坯料加热至始锻温度为1190-1210℃,取通体圆柱形结构状的芯棒滑动插设在中空形坯料内，待芯棒与坯料装配完毕后，使用锻造操作机握持芯棒握柄，将芯棒与坯料置于上砧和下砧之间；
步骤2、确定中空形坯料的尺寸：长度Lp和芯棒的尺寸：长度Lx，并对比Lx和Lp
①、当Lp≤Lx时，首先使用锻压机从远离握柄的方向进行锤压。每压一锤，使用锻造操作机将坯料旋转一定角度后（5°～10°）再压下一锤；锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和截面积减小，坯料长度得到一定延伸；随后，将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离，然后再锤压坯料一周；
②当（1/2）Lp≤Lx＜Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压；同样每压一锤，坯料旋转一定角度（5°～10°），每锤压一周后将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离，然后再继续锤压坯料一周；将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2时为止。
③、在①和②加工过程中坯料随着加工会逐渐变长，根据公式：
Lc为上砧、下砧轴向位移总长；为坯料的瞬时总长度，为坯料的外径；为坯料的内径；为压下量；
计算①和②拔长一道后的以及锻件目标尺寸，如果=拔长完成；如果≠，将计算得到结果与Lx进行比较，如果满足Lp≤Lx，重复①；如果满足（1/2）Lp≤Lx＜Lp时，重复②，重复步骤③直至=，拔长完成。
所述的步骤1中的始锻温度为1200℃。
1）当Lp≤Lx时，首先使用压机从远离握柄的方向进行锤压。每压一锤，使用锻造操作机将坯料旋转一定角度后再压下一锤。锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和截面积减小，坯料长度得到一定延伸。随后，将芯棒和上、下砧向芯棒握柄方向移动一定距离，该距离大约为砧宽的70%，然后再锤压坯料一周。在拔长过程中，不断重复以上过程直到将坯料拔长至所需长度、或者坯料温度低于终锻温度。该拔长方法我们称之为“单向拔长法”。
2）当（1/2）Lp≤Lx＜Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压。同样每压一锤，坯料旋转一定角度。同样地，每锤压一周后将芯棒和上、下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离，然后再继续锤压坯料一周。将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2。该拔长方法我们称之为“双向拔长法”。“双向拔长法”不但可以锻造超长套筒类锻件，还能有效地消除端面“喇叭口”的缺陷。
本发明所述的“单向拔长法”和 “双向拔长法”两种拔长方法不但可以单独使用，还可以根据坯料长度情况自由组合使用，如拔长初期坯料尺寸较短，使用“单向拔长法”进行拔长，后期坯料超出芯棒过多，可采用“双向拔长法”继续进行拔长。
最后需要指出的是：在拔长过程中，芯棒与上、下砧的移动必须同步，芯棒应始终处于上、下砧之间，否则会造成坯料压弯。
以某型钢制套筒锻件为例进行描述。该套筒锻件成品尺寸为:外径1790mm、内孔1500mm、长度8100mm。而现有芯棒长度仅为5500mm，因此，必须采用本发明所述的拔长方法进行锻造生产。在该套筒锻件的锻造生产过程中，根据坯料在拔长过程中的实时长度，分别采用了“单向拔长法”和“双向拔长法”，将两种拔长方法有机地结合在一起，成功利用短芯棒拔长该锻件。具体如下：
钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔等工序后，制成锻造坯料。该坯料尺寸分别为：长度5000mm、外径2050mm、内径1500mm。图中箭头所指方向为芯棒和上、下砧移动的方向，虚线部分为芯棒和上、下砧的起始位置，实线部分为芯棒和上、下砧的最终移动位置。
步骤一：坯料加热至1210℃后，将其套上芯棒，如图1所示。
步骤二：在第一火次的拔长过程中，坯料起始长度小于芯棒长度，但是随着拔长过程的进行，坯料长度将超越芯棒长度造成拔长无法继续进行，因此需采用本发明的“单向拔长法”进行拔长。使用上砧从远离握柄的方向开始锤压坯料。每锤压下量大致为100mm，每压一锤使用锻造操作机将坯料旋转一定角度后再压下一锤。当锤压坯料外圆一周后，将芯棒和上、下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离。不断重复以上过程直到将坯料拔长从5000mm拔长至6660mm，如图2所示。该步骤完成后，坯料外径减小至φ1870mm，坯料内径不变。
步骤三：由于坯料长度已超过芯棒长度，因此必须采用“双向拔长法”继续拔长。再次加热坯料后，将6660mm长的坯料划分为两部分，先拔长靠近芯棒握柄方向的一半坯料。使用步骤2的方法将这一半坯料长度从3330mm拔长至4092mm，坯料外径从φ1870mm减少至φ1790mm，如图3所示。
步骤四：将坯料调转方向，把未拔长的一半朝向芯棒握柄方向，如图4所示。
步骤五：将坯料套上芯棒后，拔长靠近芯棒握柄方向的一半坯料，拔长方法同步骤3，如图5所示。待该步骤拔长完毕后，既完成整支套筒锻件的拔长锻造过程。
Claims (2)
1.一种套类锻件拔长方法，包括将钢锭通过镦粗、冲孔、扩孔等工序制成中空形坯料的步骤，其特征在于：还包括如下步骤：
步骤1、取中空形坯料加热至始锻温度为1190-1210℃,取通体圆柱形结构状的芯棒滑动插设在中空形坯料内，待芯棒与坯料装配完毕后，使用锻造操作机握持芯棒握柄，将芯棒与坯料置于上砧和下砧之间；
步骤2、确定中空形坯料的尺寸：长度Lp和芯棒的尺寸：长度Lx，并对比Lx和Lp
①、当Lp≤Lx时，首先使用锻压机从远离握柄的方向进行锤压；
每压一锤，使用锻造操作机将坯料旋转5°～10°后再压下一锤；锤压一周后，锤压范围内的坯料外圆和截面积减小，坯料长度得到一定延伸；随后，将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离，然后再锤压坯料一周；
②当1/2Lp≤Lx＜Lp时，首先使用压机从坯料总长的中点处进行锤压；同样每压一锤，坯料旋转5°～10°后，每锤压一周后将芯棒、上砧和下砧向芯棒握柄方向移动70%砧宽的距离，然后再继续锤压坯料一周；将靠近握柄方向的一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2后，再调转坯料方向，将另一半未拔长的坯料朝向握柄方向，同样采用上述方法将这一半坯料拔长至坯料目标长度的1/2时为止；
③、在①和②加工过程中坯料随着加工会逐渐变长，根据公式：
Lc为上砧、下砧轴向位移总长；为坯料的瞬时总长度，为坯料的外径；为坯料的内径；为压下量；
计算①和②拔长一道后的以及锻件目标尺寸，如果拔长完成；如果≠，将计算得到结果与Lx进行比较，如果满足Lp≤Lx，重复①并重复步骤③直至=；如果满足（1/2）Lp≤Lx＜Lp时，重复②并重复步骤③直至=，拔长完成。
2.根据权利要求1所述的一种套类锻件拔长方法，其特征在于：所述的步骤1中的始锻温度为1200℃。
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