CN111167994A - 一种筒类件连锻生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种筒类件连锻生产工艺，属于钢锭加工的技术领域。包括以下步骤：(1)原料准备；(2)加热；(3)锻造；(4)锻后冷却；(5)锻后热处理；(6)锯切。本发明将所用的原材料钢锭换为热钢锭，再通过对生产工艺参数的控制，采用连锻的生产工艺，先生产成长度为4～7米的筒类件，然后再根据要求，锯切成多件，得到产品。利用这种制造方法，可有效地降低生产成本，提高生产效率。

Description

一种筒类件连锻生产工艺
技术领域
本发明属于钢锭加工的技术领域，具体涉及一种筒类件连锻生产工艺。
背景技术
现有的筒类件生产方式为单件生产，所用的原材料钢锭为冷钢锭。现在的生产技术为先将冷钢锭按照每小时≤60℃的速度升温至650℃，按截面100mm0.5小时保温；再按照每小时≤80℃的速度升温至850℃，按截面100mm0.5小时保温；最后按照功率加热至1240～1260℃，按截面100mm0.8小时保温，将钢锭全部加热透。这个过程存在着升温速度慢，保温时间长，耗能大等问题。升温后的钢锭需要经过错水口冒口、镦粗、冲孔、扩孔、芯棒拔长、马架扩孔，平整，成型的过程，方可得到筒类件。在这个过程中，冲孔的步骤多为双面冲孔，这极易在内孔形成折伤；并且在平整的步骤中，单件生产方式一次只能生产一件，这样的工作效率很低，影响了生产线的扩能。
发明内容
针对现有技术中单件生产方式效率低、冷钢锭升温速度慢、能大等问题，本发明提供一种筒类件连锻生产工艺，以解决上述问题。本发明将所用的原材料钢锭换为热钢锭，再通过对生产工艺参数的控制，采用连锻的生产工艺，先生产成长度为4～7米的筒类件，然后再根据要求，锯切成多件，得到产品。利用这种制造方法，可有效地降低生产成本，提高生产效率。
本发明的技术方案为：
一种筒类件连锻生产工艺，包括以下步骤：(1)原料准备；(2)加热；(3)锻造；(4)锻后冷却；(5)锻后热处理；(6)锯切。
优选的，所述步骤(2)加热，包括以下步骤：
a.根据工件所要求的化学成分，机械性能，探伤标准，各部尺寸，利用率的相关要求，计算好重量，选择相应的热送钢锭。热送钢锭，表面温度650℃，心部温度还在900～1000℃以上，即完成了结晶，又保存了内部温度，为后续加热缩短保温时间打下了基础。
b.按最大功率将钢锭加热到630～680℃保温2～3小时。由于热锭不必考虑内外温差大产生热应力，将钢锭拉裂的风险。从而缩短保温时间。
c.按最大功率加热到正火温度。保温2～3小时。由于热锭不必考虑组织应力和热应力的叠加，将钢锭拉裂的风险，从而缩短保温时间。
d.按最大功率加热到1230～1260℃，按每100毫米0.5小时保温。
优选的，所述步骤(3)锻造，包括以下步骤：a.错水口、冒口；b.镦粗；c.冲孔；d.扩孔；e.芯棒拔长。
优选的，所述步骤(3)锻造，具体操作如下：
a.错水口、冒口：错水口为钢锭重量的3～5％，所述错冒口，为钢锭重量的8～10％。这样做可以将水口端和冒口端所含的夹杂物全部切除掉，不将夹杂物带入工件中去。
b.镦粗：镦粗比为2～2.5，高径比为0.5～0.7。这样做可以增大锻比，打碎树枝状晶粒，为拔长做准备；
c.冲孔：用
Figure BDA0002383109040000021
冲头，从水口端单面冲孔。从水口端向冒口端冲孔，能够将冒口端心部疏松和夹渣的部分全部冲掉；单面冲孔，为了避免双面冲孔在内孔形成的折伤。
d.扩孔：马架扩孔，孔的直径比工艺尺寸大50毫米，这样做可以让芯棒能够顺利的穿入孔中，防止内孔过大拔长使在内孔形成折伤。
e.芯棒拔长：芯棒拔长：用过水芯棒U型砧拔长，在过水芯棒表面涂抹二硫化钼。在拔长过程中，每一火次的拔长时间不得超过40分钟。目的是预防温度低变形量小时，由于热胀冷缩，容易抱住芯棒，无法取出。
优选的，所述步骤(4)锻后冷却，碳素钢冷却的具体操作如下：
锻造完成后，放到预先放置好的垫铁上，要求放平，预防冷却过程中发生变形弯曲。冷却到300～350℃装炉保温按每100mm保温0.8～1小时，使锻件内部的残余奥氏体充分分解。当室内温度超过30℃时，需要鼓风机吹冷；当室内温度超过35℃时，需要雾冷；冬天需要关闭门窗，自然冷却，严禁穿堂风冷却。
优选的，所述步骤(4)锻后冷却，模具钢，镍钼钢及高合金结构钢冷却的具体操作如下：
锻造完成后，放到预先放置好的垫铁上，要求放平，预防冷却过程中发生变形弯曲。冷却到650℃时，装炉保温2小时，缓冷到300～350℃按每100mm保温0.8～1小时，使锻件内部的残余奥氏体充分分解。当室内温度超过30℃时，需要鼓风机吹冷。冬天需要关闭门窗，自然冷却，严禁穿堂风冷却。
优选的，所述步骤(5)锻后热处理，具体操作如下：
a.300～350℃保温完成后，以每小时80～100℃的速度升温至640～680℃，保温按100mm0.5～1小时。预防升温速度过大，使锻件内外温差过大产生的热应力过大，造成锻件开裂。
b.以最大功率升温至正火温度，按有效截面，每100毫米1.5小时保温。完成后出炉空冷。
c.当表面温度降到300～350℃时，装炉，300～350℃保温按每有效截面100mm0.5～1小时，使残余奥氏体全面分解。
d.以每小时80～100℃的速度升温至640～660℃，按有效截面每100毫米2小时保温，完成后以每小时20～40℃速度降温，至380～420℃，以每小时10～25℃速度降温至180～200℃，出炉。空气冷却。
优选的，所述步骤(6)锯切，将连锻后长度为4～7米的筒类件，按照要求锯切成多件，得到最终的产品。
优选的，所述步骤(1)中所使用的钢锭锭型的重量为10～50t。
一种筒类件连锻生产工艺，主要应用于碳素结构钢、低合金结构钢、模具钢、镍钼钢和高合金结构钢的筒类件连锻生产。
本发明的有益效果为：
(1)本发明采用热钢锭代替冷钢锭作为起始原料，这样可以减少加热时间，同时能耗降低了10％。
(2)改变了芯棒的类型，由单件生产改为多件连锻，生产效率提高30％。
(3)效率提高了，火次减少，火耗减少，从而提高材料利用率3％，辅助材料，易耗品均比原来有明显降低。
具体实施案例
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种碳素结构钢(45#Φ1300×Φ970×800 3.7吨)筒类件连锻生产工艺技术，具体操作如下：
(1)原料准备：根据工件所要求的化学成分，机械性能，探伤标准，各部尺寸，利用率的相关要求，选择45#，4件连锻，钢锭重量为18.9t，钢锭表面温度为650℃。
(2)加热：
a.热钢锭按最大功率加热到650℃保温2小时；
b.热钢锭按最大功率加热到850℃保温2小时；
c.热钢锭按最大功率加热到1250℃，保温5小时。
(3)锻造：
a.错水口、冒口：错水口约为钢锭重量的3％，错冒口，约为钢锭重量的10％。
b.镦粗：镦粗比约为2.3，高经比为0.53。
c.冲孔：用
Figure BDA0002383109040000041
冲头，从水口端单面冲孔。
d.扩孔：马架扩孔至Φ1020毫米。
e.芯棒拔长：用Φ970芯棒拔长至3300毫米。在拔长过程中，每一火次的拔长时间为40分钟。
(4)锻后冷却：锻造完成后，放到预先放置好的垫铁上，要求放平，预防冷却过程中发生变形弯曲。室温36℃，使用喷雾冷却，冷却到320℃装炉保温3小时，使锻件内部的残余奥氏体充分分解。
(5)锻后热处理：
a.保温完成后，锻件以每小时80℃的速度升温至650℃，保温2小时。
b.锻件以每小时80℃的速度升温至850℃，保温2.5小时。完成后出炉空冷。
c.当表面温度降到320℃时，装炉，320℃保温3小时，使残余奥氏体全面分解。
d.以每小时80℃的速度升温至650℃，保温2.4小时，完成后以每小时小于40℃速度降温，至400℃，以每小时小于25℃速度降温至小于200℃，出炉。空冷。
(6)锯切：将制得的筒类件锯切成4件，得最终产品。
检测结果：在冒口端取样晶粒度6.5级。100％UT检测，符合JB/T5000.15-2007 2级和GB/T6402-2008 3级的各项要求。
实施例2
一种模具钢(5CrNiMoΦ1300×Φ970×800 3.7吨)筒类件连锻生产工艺技术，具体操作如下：
(1)原料准备：根据工件所要求的化学成分，机械性能，探伤标准，各部尺寸，利用率的相关要求，选择5CrNiMu，4件连锻，钢锭重量为18.9t，钢锭表面温度为650℃。
(2)加热：
a.热钢锭按最大功率加热到650℃保温2小时。
b.热钢锭按最大功率加热到850℃保温2小时。
c.热钢锭按最大功率加热到1230℃，保温5小时。
(3)锻造：
a.错水口、冒口：错水口约为钢锭重量的3％，错冒口，约为钢锭重量的10％。
b.镦粗：镦粗比约为2.3，高经比为0.53。
c.冲孔：用
Figure BDA0002383109040000051
冲头，从水口端单面冲孔。
d.扩孔：马架扩孔至Φ1020毫米。
e.芯棒拔长：用Φ970芯棒拔长至3300毫米。在拔长过程中，每一火次的拔长时间为40分钟。
(4)锻后冷却：锻造完成后，放到预先放置好的垫铁上，要求放平，预防冷却过程中发生变形弯曲。室温32℃，使用鼓风机吹冷，冷却到650℃装炉保温2小时，缓冷至350℃，保温3小时。使锻件内部的残余奥氏体充分分解。
(5)锻后热处理：
a.保温完成后，锻件以每小时80℃的速度升温至650℃，保温2小时。
b.锻件以每小时80℃的速度升温至860℃，保温2.5小时。完成后出炉空冷。
c.当表面温度降到320℃时，装炉，320℃保温3小时，使残余奥氏体全面分解。
d.以每小时80℃的速度升温至650℃，保温2.4小时，完成后以每小时小于40℃速度降温，至400℃，以每小时小于25℃速度降温至小于200℃，出炉。空气冷却。
(6)锯切：将制得的筒类件锯切成4件，得最终产品。
检测结果：在冒口端取样晶粒度7级。100％UT检测，符合JB/T5000.15-2007 2级和GB/T6402-2008 3级的各项要求。
实施例3
一种合金结构钢(42CrMoΦ1300×Φ970×800 3.7吨)筒类件连锻生产工艺技术，具体操作如下：
(1)原料准备：根据工件所要求的化学成分，机械性能，探伤标准，各部尺寸，利用率的相关要求，选择42CrMo，4件连锻，钢锭重量为18.9t，钢锭表面温度为650℃。
(2)加热：
a.热钢锭按最大功率加热到650℃保温2小时。
b.热钢锭按最大功率加热到850℃保温2小时。
c.热钢锭按最大功率加热到1250℃，保温5小时。
(3)锻造：
a.错水口、冒口：错水口约为钢锭重量的3％，错冒口，约为钢锭重量的10％。
b.镦粗：镦粗比约为2.3，高经比为0.53。
c.冲孔：用
Figure BDA0002383109040000052
冲头，从水口端单面冲孔。
d.扩孔：马架扩孔至Φ1020毫米。
e.芯棒拔长：用Φ970芯棒拔长至3300毫米。在拔长过程中，每一火次的拔长时间为40分钟。
(4)锻后冷却：锻造完成后，放到预先放置好的垫铁上，要求放平，预防冷却过程中发生变形弯曲。室温-5℃，把门窗关掉，避免穿堂风，自然冷却到320℃装炉保温3小时，使锻件内部的残余奥氏体充分分解。
(5)锻后热处理：
a.保温完成后，锻件以每小时80℃的速度升温至650℃，保温2小时。
b.锻件以每小时80℃的速度升温至860℃，保温2.5小时。完成后出炉空冷。
c.当表面温度降到320℃时，装炉，320℃保温3小时，使残余奥氏体全面分解。
d.以每小时80℃的速度升温至650℃，保温2.4小时，完成后以每小时小于40℃速度降温，至400℃，以每小时小于25℃速度降温至小于200℃，出炉。空冷。
(6)锯切：将制得的筒类件锯切成4件，得最终产品。
检测结果：在冒口端取样晶粒度6级。100％UT检测，符合JB/T5000.15-2007 2级和GB/T6402-2008 3级的各项要求。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料准备；(2)加热；(3)锻造；(4)锻后冷却；(5)锻后热处理；(6)锯切。
2.如权利要求1所述的一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)加热，包括以下步骤：
a.根据工件所要求的化学成分，机械性能，探伤标准，各部尺寸，利用率的相关要求，计算好重量，选择相应的热送钢锭；
b.按最大功率将钢锭加热到630～680℃保温2～3小时；
c.按最大功率加热到正火温度，保温2～3小时；
d.按最大功率加热到1230～1260℃，按每100毫米0.5小时保温。
3.如权利要求1所述的一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)锻造，包括以下步骤：a.错水口、冒口；b.镦粗；c.冲孔；d.扩孔；e.芯棒拔长。
4.如权利要求1所述的一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)锻造，具体操作如下：
a.错水口、冒口：错水口为钢锭重量的3～5％，所述错冒口，为钢锭重量的8～10％；
b.镦粗：镦粗比为2～2.5，高径比为0.5～0.7；
c.冲孔：用
Figure FDA0002383109030000011
冲头，从水口端单面冲孔；
d.扩孔：马架扩孔，孔的直径比工艺尺寸大50毫米；
e.芯棒拔长：芯棒拔长：用过水芯棒U型砧拔长，在过水芯棒表面涂抹二硫化钼；在拔长过程中，每一火次的拔长时间不得超过40分钟。
5.如权利要求1所述的一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，所述步骤(4)锻后冷却，碳素钢冷却的具体操作如下：
锻造完成后，放到预先放置好的垫铁上，要求放平，预防冷却过程中发生变形弯曲；冷却到300～350℃装炉保温按每100mm保温0.8～1小时，使锻件内部的残余奥氏体充分分解；当室内温度超过30℃时，需要鼓风机吹冷；当室内温度超过35℃时，需要雾冷；冬天需要关闭门窗，自然冷却，严禁穿堂风冷却。
6.如权利要求1所述的一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，所述步骤(4)锻后冷却，模具钢，镍钼钢及高合金结构钢冷却的具体操作如下：
锻造完成后，放到预先放置好的垫铁上，要求放平，预防冷却过程中发生变形弯曲；冷却到650℃时，装炉保温2小时，缓冷到300～350℃按每100mm保温0.8～1小时，使锻件内部的残余奥氏体充分分解；当室内温度超过30℃时，需要鼓风机吹冷；冬天需要关闭门窗，自然冷却，严禁穿堂风冷却。
7.如权利要求1所述的一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，所述步骤(5)锻后热处理，具体操作如下：
a.300～350℃保温完成后，以每小时80～100℃的速度升温至640～680℃，保温按100mm0.5～1小时；
b.以最大功率升温至正火温度，按有效截面，每100毫米1.5小时保温；完成后出炉空冷；
c.当表面温度降到300～350℃时，装炉，300～350℃保温按每有效截面100mm0.5～1小时；
d.以每小时80～100℃的速度升温至640～660℃，按有效截面每100毫米2小时保温，完成后以每小时20～40℃速度降温，至380～420℃，以每小时10～25℃速度降温至180～200℃，出炉；空气冷却。
8.如权利要求1所述的一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，所述步骤(6)锯切，将连锻后长度为4～7米的筒类件，按照要求锯切成多件，得到最终的产品。
9.如权利要求1所述的一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中所使用的钢锭锭型的重量为10～50t。
10.一种筒类件连锻生产工艺，其特征在于，应用于碳素结构钢、低合金结构钢、模具钢、镍钼钢和高合金结构钢的筒类件连锻生产。
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Pledgor: SHANDONG BAODING HEAVY INDUSTRIAL CO.,LTD.

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