CN108580574B - 一种三通零件坯件三向近固态压力成形的方法 - Google Patents

Abstract

一种三通零件坯件三向近固态压力成形的方法，属于三通零件坯件生产技术领域。技术方案是：①在1600℃~1700℃对合金钢进行合金粗炼、精炼；②在1560℃时对合金钢液进行浇注铸造，浇注结束后采用电磁搅拌对合金钢液进行搅拌；③当铸造坯料固相质量百分数达到80%时对其脱模；④将脱模后的铸造坯料经过表面处理，再放到加压设备上压力成形模具内，其中模具、冲头温度为300℃±20℃；通过上、左、右冲头对铸造坯料进行三向加压，冲头加压速率为20mm/s~30mm/s，加压时间为2min~3min；⑤待工件凝固后，拆除模具，取出铸坯即为压力成形坯件。优点：工艺流程短、生产效率高、节材节能，提高了三通零件致密度和力学性能。

Description

一种三通零件坯件三向近固态压力成形的方法

技术领域

本发明属于一种三通零件坯件压力成形技术领域，具体涉一种三通零件坯件三向近固态压力成形的方法。

背景技术

三通零件常用于核电、石油、化工、超超临界火电等行业，三通零件工作环境一般为高温、高压、易腐蚀的恶劣条件，因此工业用三通零件需要有较高的强度和组织均匀性。目前常用的生产方法有铸造成形、开式模锻、多向模锻等，其中铸造成形三通零件性能难以满足使用要求；开式模锻生产的三通零件产品组织性能不均匀，后续机加工时长，生产效率低；多向模锻生产是在几个方向同时或依次对坯料进行锻造，从而提高了三通零件的力学性能和组织均匀性，但是在多向模锻加工过程中存在铸坯多次加热、多次锻造等环节，使三通零件坯件不仅易发生氧化、起皱、折叠等缺陷，工艺流程也存在能源浪费和工业污染严重的缺陷。

发明内容

本发明目的是提供一种三通零件坯件三向近固态压力成形的方法，可以有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，其特征在于实施步骤如下：

1)采用电弧炉对合金钢进行粗炼，将粗炼后的合金钢液通过真空电弧重熔炉进行二次精炼，冶炼温度为1600℃～1700℃；

2)待上述合金钢液温度降到1560℃时，将其浇注到金属型腔模具内进行离心铸造，浇注结束后对金属型腔模具内的合金钢液进行电磁强烈搅拌；

3)通过热电偶感应装置监测金属型腔模具内的铸造坯料温度变化，并计算铸造坯料固相质量百分数，当固相质量百分数达到80％时对铸造坯料进行脱模；

4)将脱模后的铸造坯料经过表面清洁处理，安放到加压设备上的压力成形模具内，其中模具、冲头温度为300℃±20℃；然后通过上、左、右冲头对铸造坯料进行三向加压，冲头的加压速率为20mm/s～30mm/s，加压时间为2min～3min；

5)待加压后的工件完全凝固后，拆除压力成形模具，取出铸坯即为压力成形坯件。

所述合金钢为耐热合金钢、高温合金钢或特种合金钢。

本发明方法优点和积极效果：①本发明工艺过程简单，生产效率高，后续生产出的三通零件尺寸精度高、避免多次锻造形成褶皱和夹角，提高了三通零件的性能；②本发明生产方法节省多次锻造的加热过程，减少了设备和人力的投入，符合节能减排的绿色生产要求。

附图说明

图1为铸造坯料剖视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为三向压力成形坯件剖视图；

图5为三向压力成形模具结构示意图；

图6为图5的左视图；

图中：

1——上冲头；2——芯棒；3——右冲头；4——压力成形坯件；5——下模；6——左冲头；7——上模；S——竖孔；Z——左孔；Y——右孔；P——施压力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述

实施例1

生产一种材料为AISI—5140合金钢，结构如图4所示的三向压力成形坯件，其中实施方案如下：

1)采用电弧炉将AISI—5140合金钢加热到1600℃进行粗炼，再将粗炼后的合金钢液通过真空电弧重熔炉进行二次精炼，精炼温度为1650℃；

2)待上述合金钢液温度降到1560℃时，将其浇注到金属型腔模具内进行离心铸造，浇注结束后对金属型腔模具内的合金钢液进行电磁强烈搅拌；

3)通过热电偶感应装置监测金属型腔模具内的铸造坯料温度变化，并计算铸造坯料固相质量百分数，当固相质量百分数达到80％时对铸造坯料进行脱模；

4)将脱模后的铸造坯料经过表面清洁处理，安放到如图5所示的加压设备上的压力成形模具内，其中上模7，下模5，芯棒2和上、右、左冲头1、3、6温度为300℃±20℃；然后通过上冲头1、左冲头6、右冲头3对铸造坯料进行三向加压，冲头的加压速率为20mm/s～30mm/s，加压时间为3min；

5)待加压后的工件完全凝固后，拆除压力成形模具，取出铸坯即为压力成形坯件。

实施例2

生产一种材料为AISI—1045合金钢，结构如图4所示的三向压力成形坯件，其中实施方案如下：

1)采用电弧炉将AISI—1045合金钢加热到1600℃进行粗炼，再将粗炼后的合金钢液通过真空电弧重熔炉进行二次精炼，精炼温度为1650℃；

2)待上述合金钢液温度降到1560℃时，将其浇注到金属型腔模具内进行离心铸造，浇注结束后对金属型腔模具内的合金钢进行电磁强烈搅拌；

3)通过热电偶感应装置监测金属型腔模具内的铸造坯料温度变化，并计算铸造坯料固相质量百分数，当固相质量百分数达到80％时对铸造坯料进行脱模；

4)将脱模后的铸造坯料经过表面清洁处理，安放到如图5所示的加压设备上的压力成形模具内，其中上模7，下模5，芯棒2和上、右、左冲头1、3、6温度为300℃±20℃；然后通过上冲头1、左冲头6、右冲头3对铸造坯料进行三向加压，冲头的加压速率为20mm/s～30mm/s，加压时间为3min；

5)待加压后的工件完全凝固后，拆除压力成形模具，取出铸坯即为压力成形坯件。

Claims (2)

1.一种三通零件坯件三向近固态压力成形的方法，其特征包括以下步骤：

1）采用电弧炉对合金钢进行粗炼，将粗炼后的合金钢液通过真空电弧重熔炉进行二次精炼，冶炼温度为1600℃~1700℃；

2）待上述合金钢液温度降到1560℃时，将其浇注到金属型腔模具内进行离心铸造，浇注结束后对金属型腔模具内的合金钢液进行电磁强烈搅拌；

3）通过热电偶感应装置监测金属型腔模具内的铸造坯料温度变化，并计算铸造坯料固相质量百分数，当固相质量百分数达到80%时对铸造坯料进行脱模；

4）将脱模后的铸造坯料经过表面清洁处理，安放到加压设备上的压力成形模具内，其中模具、冲头温度为300℃±20℃，然后通过上、左、右冲头(1、6、3)对铸造坯料进行三向加压，冲头的加压速率为20mm/s~30mm/s，加压时间为2min~3min；

5）待加压后的工件完全凝固后，拆除压力成形模具，取出铸坯即为压力成形坯件。

2.根据权利要求1所述的三通零件坯件三向近固态压力成形的方法，其特征在于：所述合金钢为耐热合金钢、高温合金钢或特种合金钢。

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