CN107497979A - 低应力不锈钢环件制造方法 - Google Patents

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谢永富
葛金锋
范茂艳
郑永灵
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种低应力不锈钢环件制造方法，其步骤为：先将不锈钢棒材加热保温后镦粗、冲孔，再经过预轧、终轧制成环件，对环件进行固溶处理，固溶冷却时采用≥120℃的水介质，固溶后进行冷胀形，胀形量为1.8％～2.2％，胀形后进行时效处理，从而获得低应力不锈钢环件。该方法能够有效地去除不锈钢环件的残余应力，提高锻件性能。该方法用于低应力不锈钢环件制造。

Description

低应力不锈钢环件制造方法
技术领域
本发明涉及一种环形件的制造方法，特别是涉及了低应力不锈钢环件制造方法。
背景技术
不锈钢环件主要是应用于航空发动机机匣一类重要零部件，在实际应用中经常出现机加时变形、尺寸稳定性极差，造成零件机加变形的重要因素是毛坯内部残余应力过高，降低毛坯环件的内部残余应力可以有效缓解零件机加过程中因残余应力释放导致的变形。目前残余应力通常由以下方法进行去除或调整：①通过热作用去除应力，即通过加热调整组织而使得残余应力得到松弛或去除；②用机械作用去除和调整残余应力，即利用材料内部产生塑性变形来达到减低或调整残余应力的目的。第一种方法不能彻底去除残余应力，一般仅仅能去除30％～60％的残余应力；第二种方法往往会破坏锻件的完整性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用“固溶+冷胀形+时效”的方法，去除不锈钢环件的残余应力，能够去除环件90％以上的残余应力，提高环件的性能。
为解决上述技术问题，本发明所述低应力不锈钢环件制造方法，其技术方案包括以下步骤：
按照一定的规格将不锈钢下料成棒材；将电炉点燃并加热到1170±10℃，到温后，将不锈钢棒材放入电炉中加热、保温，保温时间按1.2min/mm计算；将棒材从电炉中取出，转移到压力机下进行镦粗、冲孔制成中间坯，转移时间≤50s；将中间坯趁热回炉加热至1170±10℃，保温时间按1.2min/mm；
将中间坯取出进行轧制，第一次预轧：芯辊以2.04mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.64mm/s，进行校园；第二次预轧：芯辊以1.10mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.42mm/s，进行校园；第三次预轧：芯辊以0.75mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.53mm/s，进行校园；轧制成形：芯辊以0.40mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.08mm/s，进行校园，然后取出得到不锈钢环件；
将不锈钢环件放入温度为1050±10℃的电炉中加热、保温，保温时间为60min～70min；然后将环件取出放入水槽中冷却，转移时间≤10s，水温≥120℃；
将环件冲水槽中取出后，冷却至室温，放入胀形机中进行冷胀形，胀形量为1.8％～2.2％；
将胀形后的环件放入温度为370±10℃的电炉中加热、保温，保温时间2小时，分散空冷；最终得到具有低应力的不锈钢环件。
所述不锈钢为1Cr12Ni3MoV。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明所述低应力不锈钢环件制造方法，“固溶+冷胀形+时效”的方法，有效的去除了环件的残余应力，环件在粗加工及热处理后尺寸较为稳定，有效改善了零件机加后的变形。固溶冷却采用120℃以上的水介质，与传统固溶相比提高了水温要求，增加了水的流动性(降低粘性)，有利于锻件固溶冷却时温度的均匀性，有利于降低残余应力水平；固溶后进行冷胀形，胀形变形量控制在1.8％～2.2％，调整锻件内部的残余应力，减小残余应力水平和改善应力分布。
具体实施方式
实施本发明所述的低应力不锈钢环件制造方法需要提供锻造加热炉、压力机、机械手、环轧机、热处理炉、胀形机、水槽等设备。以国内材料牌号为1Cr12Ni3MoV的不锈钢为例来说明该方法的具体实施方式：
所述1Cr12Ni3MoV不锈钢的主要化学元素含量(重量百分比)为：含C量0.08％～0.13％、含Mn量0.50％～0.90％、含Si量≤0.35％、含Cr量11.0％～12.5％、含Ni量2.00％～3.00％、含Mo量1.5％～2.00％、含V量0.25％～0.40％、含N量0.02％～0.04％、含S量≤0.025％、含P量≤0.030％、余量为Fe。
本方法的步骤如下：
按照一定的规格将不锈钢下料成棒材；将电炉点燃并加热到1170±10℃，到温后，将不锈钢棒材放入电炉中加热、保温，保温时间按1.2min/mm计算；将棒材从电炉中取出，转移到压力机下进行镦粗、冲孔制成中间坯，转移时间≤50s；将中间坯趁热回炉加热至1170±10℃，保温时间按1.2min/mm；
将中间坯取出进行轧制，第一次预轧：芯辊以2.04mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.64mm/s，进行校园；第二次预轧：芯辊以1.10mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.42mm/s，进行校园；第三次预轧：芯辊以0.75mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.53mm/s，进行校园；轧制成形：芯辊以0.40mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.08mm/s，进行校园，然后取出得到不锈钢环件；
将不锈钢环件放入温度为1050±10℃的电炉中加热、保温，保温时间为60min～70min；然后将环件取出放入水槽中冷却，转移时间≤10s，水温≥120℃；
将环件冲水槽中取出后，冷却至室温，放入胀形机中进行冷胀形，胀形量为1.8％～2.2％；
将胀形后的环件放入温度为370±10℃的电炉中加热、保温，保温时间2小时，分散空冷；最终得到具有低应力的不锈钢环件。

Claims (2)

1.一种低应力不锈钢环件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照一定的规格将不锈钢下料成棒材；将电炉点燃并加热到1170±10℃，到温后，将不锈钢棒材放入电炉中加热、保温，保温时间按1.2min/mm计算；将棒材从电炉中取出，转移到压力机下进行镦粗、冲孔制成中间坯，转移时间≤50s；将中间坯趁热回炉加热至1170±10℃，保温时间按1.2min/mm；
将中间坯取出进行轧制，第一次预轧：芯辊以2.04mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.64mm/s，进行校园；第二次预轧：芯辊以1.10mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.42mm/s，进行校园；第三次预轧：芯辊以0.75mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.53mm/s，进行校园；轧制成形：芯辊以0.40mm/s的进给速度进行轧制，到达预计尺寸后，将芯辊的进给速度降为0.08mm/s，进行校园，然后取出得到不锈钢环件；
将不锈钢环件放入温度为1050±10℃的电炉中加热、保温，保温时间为60min～70min；然后将环件取出放入水槽中冷却，转移时间≤10s，水温≥120℃；
将环件冲水槽中取出后，冷却至室温，放入胀形机中进行冷胀形，胀形量为1.8％～2.2％；
将胀形后的环件放入温度为370±10℃的电炉中加热、保温，保温时间2小时，分散空冷；最终得到具有低应力的不锈钢环件。
2.根据权利要求1所述的低应力不锈钢环件制造方法，其特征在于，所述不锈钢为1Cr12Ni3MoV。
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