CN108842040A - 以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其工艺步骤如下：下料→锻造前加热→锻造制坯→辗环→锻后余热淬火→回火。上述的环件制造工艺由于利用锻后余热对环形进行淬火，使得锻后余热不会被浪费，从而能降低生产成本，并且由于无需重新加热环形进行淬火，从而还能大大降低生产时间，进而能提高生产效率；另外，为了使采用锻后余热淬火的环形具备较好的力学性能，所述工艺针对不同尺寸的环件还对工艺参数进行改进和细化，使得产品性能更加稳定和优良，从而所述的环件制造工艺适用于环件的大批量自动化生产。

Description

以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺
技术领域
本发明涉及环件锻造工艺领域，具体涉及一种以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺。
背景技术
42CrMo钢属于超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性也较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好。42CrMo钢常用于环件的制造，现有一种产量很大的环件，该种环件以42CrMo钢为材料，重量不超过400Kg，厚度为60～100mm，高度为70～120mm；现有的该种环件的制造工艺不适合用于环件大批量的自动化生产，原因如下：（1）热处理工艺设计的不合理，环件轧制完成后会进行冷却，然后在进行加热淬火，这样一方面会浪费锻后余热，造成能源的流失，从而会增加生产成本，另一方面重新加热环形在去淬火会大大增加生产时间，从而会降低生产效率；（2）工艺参数较笼统，没有根据不同尺寸进行细化，使得生产的环件的性能会存在很大的波动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：将提供一种能使产品性能稳定且优良、生产成本较低、生产效率较高、适用于环件的大批量自动化生产的以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其工艺步骤如下：下料→锻造前加热→锻造制坯→辗环→锻后余热淬火→回火；其特征在于：
（1）锻造前加热工序中：将下料所得的钢坯装炉，钢坯装炉时炉内温度≤750℃，装炉完成后炉内温度以≤180℃/h的速率升温至900℃±20℃后保温2～3h，然后炉内温度以≤180℃/h的速率升温至1120℃±20℃后保温0.5～1.5h，接着取出钢坯进行锻造；
（2）锻造制坯工序中：对加热后的钢坯进行锻造冲孔，使得钢坯能进行辗环；
a. 当1.6m＜D≤1.8m时，钢坯的开坯温度为950～970℃；
b.当1.3m＜D≤1.6m时，钢坯的开坯温度为930～950℃；
c. 当1m＜D≤1.3m时，钢坯的开坯温度为910～930℃；
d.当0.7m＜D≤1m时，钢坯的开坯温度为910～930℃；
D为所要制造的环件的外径；
（3）辗环工序中：在辗环机上对钢坯进行辗环；
a. 当1.6m＜D≤1.8m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间为2′10″±10″；
b. 当1.3m＜D≤1.6m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间1′40″±10″；
c.当1m＜D≤1.3m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间1′25″±10″；
d.当0.7m＜D≤1m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间40″±10″；
（4）锻后余热淬火工序中：环件轧制完成后将环件直接吊装至淬火池中利用锻后余热对环件进行水冷淬火；淬火池进行水循环，使得淬火过程中，淬火池中的水温为15～40℃；
a. 当1.6m＜D≤1.8m时，吊装转运时间不超过40″～1′10″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为7′～10′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
b. 当1.3m＜D≤1.6m时，吊装转运时间不超过40″～50″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～8′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
c. 当1m＜D≤1.3m时，吊装转运时间不超过40″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～7′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
d. 当0.7m＜D≤1m时，吊装转运时间不超过40″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～7′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
（5）回火工序中：淬火和回火之间的时间间隔不大于2h；环件装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后炉内温度以≤150℃/h的速率升温至620℃±10℃后保温6.5～7.5h，然后环件空冷。
进一步的，前述的以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其中：淬火时通过使环件不停移动来使得锻件冷却均匀。
进一步的，前述的以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其中：采用红外测温仪对温度进行检测。
进一步的，前述的以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其中：辗环在最大轧制直径为2m的辗环机上进行。
本发明的优点为：本发明所述的以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺由于利用锻后余热对环形进行淬火，使得锻后余热不会被浪费，从而能降低生产成本，并且由于无需重新加热环形进行淬火，从而还能大大降低生产时间，进而能提高生产效率；另外，为了使采用锻后余热淬火的环形具备较好的力学性能，所述工艺针对不同尺寸的环件还对工艺参数进行改进和细化，使得产品性能更加稳定和优良，从而所述的环件制造工艺适用于环件的大批量自动化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其工艺步骤如下：下料→锻造前加热→锻造制坯→辗环→锻后余热淬火→回火；所制造环件的厚度为60～100mm，高度为70～120mm；
（1）下料工序中：以42CrMo钢为材料，下料所得钢坯重量不超过400Kg；
（2）锻造前加热工序中：将下料所得的钢坯装炉，钢坯装炉时炉内温度≤750℃，装炉完成后炉内温度以≤180℃/h的速率升温至900℃±20℃后保温2～3h，然后炉内温度以≤180℃/h的速率升温至1120℃±20℃后保温0.5～1.5h，接着取出钢坯进行锻造；
（3）锻造制坯工序中：对加热后的钢坯进行锻造冲孔，使得钢坯能进行辗环；
a. 当1.6m＜D≤1.8m时，钢坯的开坯温度为950～970℃；
b.当1.3m＜D≤1.6m时，钢坯的开坯温度为930～950℃；
c.当1m＜D≤1.3m时，钢坯的开坯温度为910～930℃；
d.当0.7m＜D≤1m时，钢坯的开坯温度为910～930℃；
D为所要制造的环件的外径；
（4）辗环工序中：在最大轧制直径为2m的辗环机上对钢坯进行辗环；
a.当1.6m＜D≤1.8m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间为2′10″±10″；
b.当1.3m＜D≤1.6m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间1′40″±10″；
c.当1m＜D≤1.3m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间1′25″±10″；
d.当0.7m＜D≤1m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间40″±10″；
2′表示的是2分钟，10″表示的是10秒钟，其它以此类推；
（5）锻后余热淬火工序中：环件轧制完成后将环件直接吊装至淬火池中利用锻后余热对环件进行水冷淬火，淬火时通过使环件不停移动来使得锻件冷却均匀；淬火池进行水循环，使得淬火过程中，淬火池中的水温为15～40℃；
a. 当1.6m＜D≤1.8m时，吊装转运时间不超过40″～1′10″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为7′～10′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
b. 当1.3m＜D≤1.6m时，吊装转运时间不超过40″～50″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～8′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
c. 当1m＜D≤1.3m时，吊装转运时间不超过40″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～7′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
d. 当0.7m＜D≤1m时，吊装转运时间不超过40″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～7′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
（6）回火工序中：淬火和回火之间的时间间隔不大于2h；环件装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后炉内温度以≤150℃/h的速率升温至620℃±10℃后保温6.5～7.5h，然后环件空冷。
在本实施例中，为了精确测温，采用红外测温仪对温度进行检测。
采用本发明所述的环件制造工艺制得的环件能满足如下性能要求：抗拉强度Rm（MPa）为870～1000；屈服强度Re（MPa）≥700；延伸率A（%）≥14；断面收缩率Z（%）≥55；冲击功AKV2（J）≥27J@ -40℃；硬度HB为260～300。

Claims (4)

1.以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其工艺步骤如下：下料→锻造前加热→锻造制坯→辗环→锻后余热淬火→回火；其特征在于：
（1）锻造前加热工序中：将下料所得的钢坯装炉，钢坯装炉时炉内温度≤750℃，装炉完成后炉内温度以≤180℃/h的速率升温至900℃±20℃后保温2～3h，然后炉内温度以≤180℃/h的速率升温至1120℃±20℃后保温0.5～1.5h，接着取出钢坯进行锻造；
（2）锻造制坯工序中：对加热后的钢坯进行锻造冲孔，使得钢坯能进行辗环；
a.当1.6m＜D≤1.8m时，钢坯的开坯温度为950～970℃；
b.当1.3m＜D≤1.6m时，钢坯的开坯温度为930～950℃；
c.当1m＜D≤1.3m时，钢坯的开坯温度为910～930℃；
d.当0.7m＜D≤1m时，钢坯的开坯温度为910～930℃；
D为所要制造的环件的外径；
（3）辗环工序中：在辗环机上对钢坯进行辗环；
a.当1.6m＜D≤1.8m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间为2′10″±10″；
b.当1.3m＜D≤1.6m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间1′40″±10″；
c.当1m＜D≤1.3m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间1′25″±10″；
d.当0.7m＜D≤1m时，钢坯的开轧温度不低于开坯温度30℃，终轧温度为850±20℃，轧制时间40″±10″；
（4）锻后余热淬火工序中：环件轧制完成后将环件直接吊装至淬火池中利用锻后余热对环件进行水冷淬火；淬火池进行水循环，使得淬火过程中，淬火池中的水温为15～40℃；
a.当1.6m＜D≤1.8m时，吊装转运时间不超过40″～1′10″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为7′～10′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
b.当1.3m＜D≤1.6m时，吊装转运时间不超过40″～50″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～8′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
c.当1m＜D≤1.3m时，吊装转运时间不超过40″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～7′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
d.当0.7m＜D≤1m时，吊装转运时间不超过40″，使得入水时环件的温度不低于终轧温度30℃，环件入水前的起始水温为25～35℃，环件的淬火时间为6′～7′，水温上升至淬火结束时的淬后水温≤40℃，出水时环件的温度≤50℃，出水返温2.5分钟时环件的温度≤80℃；
（5）回火工序中：淬火和回火之间的时间间隔不大于2h；环件装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后炉内温度以≤150℃/h的速率升温至620℃±10℃后保温6.5～7.5h，然后环件空冷。
2.根据权利要求1所述的以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其特征在于：淬火时通过使环件不停移动来使得锻件冷却均匀。
3.根据权利要求1或2所述的以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其特征在于：采用红外测温仪对温度进行检测。
4.根据权利要求1或2所述的以42CrMo为材料采用锻后余热淬火的环件制造工艺，其特征在于：辗环在最大轧制直径为2m的辗环机上进行。
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