CN106825042A - 一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法 - Google Patents

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陈富冰
朱健
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Abstract

本发明公开了一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法，特点是将钢液加入中间包中，冷却结晶器对钢液进行一次冷却，使钢液凝固成铸件棒料，再对铸件棒料进行二次冷却，在铸件棒料的外表面挤压出轴向截面为半椭圆状或尖角状的环形凹槽，然后切割机沿环形凹槽的最底部径向切断铸件棒料，使铸件棒料的两端均为圆台形，最后将铸件棒料马上放到楔横轧机上轧制，得到无料头轴类件；优点是减少了轴类件成形的工艺流程，提高了轴类件的生产效率，且避免二次加热，达到节能降耗的目的，而且使得铸件棒料在楔横轧轧制时，能更好地避免端部凹心的产生，进一步地提高了产品的材料利用率。

Description

一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法
技术领域
本发明涉及轴类件的加工，尤其涉及一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法。
背景技术
楔横轧轧制是轴类件成形的新工艺，具有生产高效等特点。但是由于楔横轧轧制过程是金属径向压缩和轴向延伸的变形过程，轧制轴类件时表层金属比心部金属轴向流动要快，使端部产生较大的凹心，导致轧制成形的轴类零件产生料头，需要通过在模具上设置切刀去除料头，在一定程度上降低了材料的利用率。而且，目前棒料在进行楔横轧轧制之前，需要经过两次或三次加热，所耗电量大，不能满足节能减排的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种材料利用率高、轧件质量好且节能降耗的无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法，本方法中所使用的连铸装置包括中间包、冷却结晶器和电磁搅拌器，所述的中间包的下端固定设置有浇注管，所述的冷却结晶器同轴固定在所述的浇注管上，所述的电磁搅拌器同轴安装在所述的冷却结晶器上，本方法的具体加工步骤为：
（1）、将钢液加入中间包中，电磁搅拌器对钢液进行搅拌，同时冷却结晶器对钢液进行一次冷却，使钢液在浇注管内凝固成直径为30～200mm的铸件棒料；
（2）、对铸件棒料进行二次冷却，并控制铸件棒料的心部温度为1100℃～1200℃、外表面温度为750℃～800℃；
（3）、通过牵引设备牵引铸件棒料沿其轴向进给；
（4）、在铸件棒料的外表面按设定的尺寸间隔挤压出轴向截面为半椭圆状或尖角状的环形凹槽；
（5）、切割机沿环形凹槽的最底部径向切断铸件棒料，使铸件棒料的两端均为圆台形；
（6）、将铸件棒料马上放到楔横轧机上轧制，在控制轧件的断面收缩率为75%～95%的条件下轧制得到无料头轴类件。
与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）、通过将钢液直接铸造成形，并将带有余温的铸件棒料直接轧制，得到轴类件，减少了轴类件成形的工艺流程，操作易于自动化，提高了轴类件的生产效率，并且避免二次加热，达到节能降耗的目的。
（2）、整个加工过程中，通过冷却结晶器将钢液凝固成铸件棒料，并通过二次冷却控制铸件棒料从心部到表面的温度梯度，且将铸件棒料的两端挤压成圆台形，使得铸件棒料在楔横轧轧制时，能更好地避免端部凹心的产生，进一步地提高了产品的材料利用率，材料利用率可达到98%以上。
（3）、在楔横轧时，控制轧件的断面收缩率为75%～95%，在楔横轧大断面收缩率下轧制，可以打碎铸件枝晶，使得晶粒细化，得到高质量的轧件。
附图说明
图1为本发明的连铸装置的结构示意图；
图2为本发明的铸件棒料在挤压后的结构示意图；
图3为本发明的铸件棒料切断后的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法，本方法中所使用的连铸装置包括中间包1、冷却结晶器2和电磁搅拌器3，中间包1的下端固定设置有浇注管11，冷却结晶器2同轴固定在浇注管11上，电磁搅拌器3同轴安装在冷却结晶器2上，本方法的具体加工步骤为：
（1）、将材料为40Cr的钢液4加入中间包1中，电磁搅拌器3对钢液4进行搅拌，同时冷却结晶器2对钢液4进行一次冷却，使钢液4在浇注管11内凝固成直径为30mm的铸件棒料5；
（2）、对铸件棒料5进行二次冷却，并控制铸件棒料5的心部温度为1100℃、外表面温度为800℃；
（3）、通过牵引设备牵引铸件棒料5沿其轴向进给；
（4）、在铸件棒料5的外表面按设定的尺寸间隔挤压出轴向截面为半椭圆状或尖角状的环形凹槽51，如图2所示；
（5）、切割机沿环形凹槽51的最底部径向切断铸件棒料5，使铸件棒料5的两端均为圆台形，如图3所示；
（6）、将铸件棒料5马上放到楔横轧机上轧制，在控制轧件的断面收缩率为75%的条件下轧制得到材料为40Cr的无料头轴类件。
实施例二：一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法，本方法中所使用的连铸装置包括中间包1、冷却结晶器2和电磁搅拌器3，中间包1的下端固定设置有浇注管11，冷却结晶器2同轴固定在浇注管11上，电磁搅拌器3同轴安装在冷却结晶器2上，本方法的具体加工步骤为：
（1）、将材料为42CrMo的钢液4加入中间包1中，电磁搅拌器3对钢液4进行搅拌，同时冷却结晶器2对钢液4进行一次冷却，使钢液4在浇注管11内凝固成直径为100mm的铸件棒料5；
（2）、对铸件棒料5进行二次冷却，并控制铸件棒料5的心部温度为1200℃、外表面温度为800℃；
（3）、通过牵引设备牵引铸件棒料5沿其轴向进给；
（4）、在铸件棒料5的外表面按设定的尺寸间隔挤压出轴向截面为半椭圆状或尖角状的环形凹槽51，如图2所示；
（5）、切割机沿环形凹槽51的最底部径向切断铸件棒料5，使铸件棒料5的两端均为圆台形，如图3所示；
（6）、将铸件棒料5马上放到楔横轧机上轧制，在控制轧件的断面收缩率为80%的条件下轧制得到材料为42CrMo的无料头轴类件。
实施例三：一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法，本方法中所使用的连铸装置包括中间包1、冷却结晶器2和电磁搅拌器3，中间包1的下端固定设置有浇注管11，冷却结晶器2同轴固定在浇注管11上，电磁搅拌器3同轴安装在冷却结晶器2上，本方法的具体加工步骤为：
（1）、将材料为45#钢的钢液4加入中间包1中，电磁搅拌器3对钢液4进行搅拌，同时冷却结晶器2对钢液4进行一次冷却，使钢液4在浇注管11内凝固成直径为200mm的铸件棒料5；
（2）、对铸件棒料5进行二次冷却，并控制铸件棒料5的心部温度为1200℃、外表面温度为750℃；
（3）、通过牵引设备牵引铸件棒料5沿其轴向进给；
（4）、在铸件棒料5的外表面按设定的尺寸间隔挤压出轴向截面为半椭圆状或尖角状的环形凹槽51，如图2所示；
（5）、切割机沿环形凹槽51的最底部径向切断铸件棒料5，使铸件棒料5的两端均为圆台形，如图3所示；
（6）、将铸件棒料5马上放到楔横轧机上轧制，在控制轧件的断面收缩率为90%的条件下轧制得到材料为45#钢的无料头轴类件。
此外，上述方法也适用于材料为其它有色金属的无料头轴类件的加工。

Claims (1)

1.一种无料头轴类件的连铸—楔横轧成形方法，其特征在于：本方法中所使用的连铸装置包括中间包、冷却结晶器和电磁搅拌器，所述的中间包的下端固定设置有浇注管，所述的冷却结晶器同轴固定在所述的浇注管上，所述的电磁搅拌器同轴安装在所述的冷却结晶器上，本方法的具体加工步骤为：
（1）、将钢液加入中间包中，电磁搅拌器对钢液进行搅拌，同时冷却结晶器对钢液进行一次冷却，使钢液在浇注管内凝固成直径为30～200mm的铸件棒料；
（2）、对铸件棒料进行二次冷却，并控制铸件棒料的心部温度为1100℃～1200℃、外表面温度为750℃～800℃；
（3）、通过牵引设备牵引铸件棒料沿其轴向进给；
（4）、在铸件棒料的外表面按设定的尺寸间隔挤压出轴向截面为半椭圆状或尖角状的环形凹槽；
（5）、切割机沿环形凹槽的最底部径向切断铸件棒料，使铸件棒料的两端均为圆台形；
（6）、将铸件棒料马上放到楔横轧机上轧制，在控制轧件的断面收缩率为75%～95%的条件下轧制得到无料头轴类件。
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