CN111230004A - 一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，属于高温合金环轧工艺技术领域，其技术方案要点是包括以下步骤：S1、加热处理：将锻件放入加热炉内加热；S2、辊具预热：碾环前对主辊、芯辊、抱辊、锥辊进行预热；S3、碾环咬合阶段：控制主辊线速度为800～900mm/s，芯辊径向进给速度0.8～1.2mm/s，锥辊转速度8.2～9.2rad/s；S4、第一轧制阶段：控制主辊线速度为900～1000mm/s，芯辊径向进给速度0.5～0.6mm/s，锥辊转速度8.0～9.0rad/s；S5、第二轧制阶段：控制主辊线速度为1000～1100mm/s，芯辊径向进给速度0.3～0.4mm/s，锥辊转速度8.0～8.5rad/s；本发明的优点在于环轧速度更加精确，产品的成品率高。
Description
技术领域
本发明涉及高温合金环轧工艺技术领域，特别涉及一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法。
背景技术
高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料；并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。发展至今，国际市场每年高温金属合金消费量在30万吨，广泛应用于各个领域：过去多年，全球航天业对新能源飞机需求旺盛，空客与波音已有超万架此类飞机等待交付。而精密机件公司是全球高温合金复杂金属零部件和产品制造的龙头企业，也为航空航天、化学加工、石油和天然气的冶炼以及污染的防治等行业提供所需的镍钴等高温合金。
随着国内外航天工业、现代国防工业和交通运输业的飞速发展，航空航天用大型高温合金锻件的需求越来越旺盛，但是对产品质量一致性要求越来越高。高温合金由于在锻造生产过程中，锻造窗口区间窄，变形抗力较大，且对应变量、应变速率、锻造温度等因素对最终的晶粒度有很大的影响。高温合金环锻件在环轧实际生产过程中，存在多火次生产的情况，每火次的生产均存在上述热力耦合的情况，给晶粒度的控制带来的极大的风险，所以环轧是高温合金锻造中的至关重要的步骤。目前对于环轧是通过操作人员的实际经验，自行调节速度，完成各部位速度的匹配，产品报废率高。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，其优点在于环轧速度更加精确，产品的成品率高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，包括以下步骤：S1、加热处理：将开坯好后的锻件放入加热炉内加热，锻件具有350mm的内孔；S2、辊具预热：将加热好的锻件转移至碾环机上，碾环前对主辊、芯辊、抱辊、锥辊进行预热；S3、碾环咬合阶段：控制主辊线速度为800mm/s～900mm/s，芯辊径向进给速度0.8mm/s～1.2mm/s，锥辊转速度8.2～9.2rad/s；S4、第一轧制阶段：当内孔增加至370mm时，进入第一轧制阶段，在第一轧制阶段，控制主辊线速度为900mm/s～1000mm/s，芯辊径向进给速度0.5mm/s～0.6mm/s，锥辊转速度8.0～9.0rad/s；S5、第二轧制阶段：当内孔增加至450mm时，进入第二轧制，在第二阶段轧制，控制主辊线速度为1000mm/s～1100mm/s，芯辊径向进给速度0.3mm/s～0.4mm/s，锥辊转速度8.0～8.5rad/s；S6、整形阶段：当内孔增加至500mm时，进入整形阶段，在整形阶段，控制主辊线速度为800mm/s～900mm/s，芯辊径向进给速度0.1mm/s～0.2mm/s，锥辊转速度7.5～8.0rad/s；S7、冷却：锻件碾环结束后，空冷至室温；S8、锻件检查：热处理后检查锻件晶粒度。
进一步的，在步骤S1中，在锻件放入加热炉之前，工作人员用保温棉包裹锻件。
进一步的，在步骤S1中，加热的温度范围是980～1180℃。
进一步的，在步骤S1中，锻件的加热时间范围2～3h。
进一步的，在步骤S2中，预热温度为250℃。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过各阶段的碾环速度做到了精确控制，使锻件变形速度更加稳定，达到一次成形成功的目的，有利于提高产品的成品率；
2.通过这种工艺生产的锻件，其晶体组织的晶粒度均匀质量一致性高，能有效减少高温合金环件成形过程中晶粒度不均匀的风险。
附图说明
图1是一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例：一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，如图1所示，包括：
S1、加热处理：首先将准备好的原始坯料开坯，取得锻件，锻件具有350mm的内孔，锻件为环形，之后工作人员用保温棉包裹锻件，为了增加锻件的保温能力，避免出现热量快速发散的情况。
之后锻件进入加热炉中加热，加热的温度范围是980～1180℃，锻件的加热时间范围2～3h。在高温条件下(980～1180℃)，高温合金中碳化物会溶解，并且碳会溶入到铁基组织的晶格间隙中，进步缩小晶界，有利于细化晶粒。同时铁基晶体组织会转变为α相，其本身是体心立方晶格结构，具有良好的塑性和韧性，带来了良好的加工性能。
S2、辊具预热：将加热好的锻件转移至碾环机上，碾环前对主辊、芯辊、抱辊、锥辊进行预热，预热温度为250℃。
事前预热相关的辊具，减少锻件与锻件之间温度差距。防止锻件在碾环的过程中，温度下降到250℃以下出现组织转变的情况。
S3、碾环咬合阶段：控制主辊线速度为800mm/s～900mm/s，芯辊径向进给速度0.8mm/s～1.2mm/s，锥辊转速度8.2～9.2rad/s。
S4、第一轧制阶段：当内孔增加至370mm时，进入第一轧制阶段，在第一阶段，控制主辊线速度为900mm/s～1000mm/s，芯辊径向进给速度0.5mm/s～0.6mm/s，锥辊转速度8.0～9.0rad/s。
与碾环咬合阶段相比，在轧制过程中，随着内孔变大，锻件的壁厚逐渐变薄，所以控制主辊线速度更快，芯辊径向进给速度更慢，锥辊转速度更慢，延长辊具与锻件的接触时间，从而辊具能更好地作用在锻件上，促进锻件组织细晶化。
S5、第二轧制阶段：当内孔增加至450mm时，进入第二轧制，在第二阶段轧制，控制主辊线速度为1000mm/s～1100mm/s，芯辊径向进给速度0.3mm/s～0.4mm/s，锥辊转速度8.0～8.5rad/s。
随着锻件内孔直径的增加，控制主辊线速度加快，芯辊径向进给速度和锥辊转速度进一步减慢，使辊具与锻件有更多的接触机会，促进锻件组织进一步细晶化。
S6、整形阶段：当内孔增加至500mm时，进入整形阶段，在整形阶段，控制主辊线速度为800mm/s～900mm/s，芯辊径向进给速度0.1mm/s～0.2mm/s，锥辊转速度7.5～8.0rad/s。
随着锻件内孔直径的增加，控制主辊线速度加快，芯辊径向进给速度和锥辊转速度进一步减慢，再次促进锻件组织细晶化，保证锻件的整形效果。
S7、冷却：锻件碾环结束后，空冷至室温。
S8、锻件检查：热处理后检查锻件。
实验例：每个锻件加工完成之后，工作人员对锻件后续处理，此时收集其产生的边角料，工作人员首先切割边角料，之后工作人员将边角料的断面剖光，剖光之后使用腐蚀剂腐蚀断面，最后将式样放入电子显微镜下拍摄金相照片，将金相照片与标准系列评级图进行比较确定锻件的晶粒度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、加热处理：将开坯好后的锻件放入加热炉内加热，锻件具有350mm的内孔；
S2、辊具预热：将加热好的锻件转移至碾环机上，碾环前对主辊、芯辊、抱辊、锥辊进行预热；
S3、碾环咬合阶段：控制主辊线速度为800mm/s～900mm/s，芯辊径向进给速度0.8mm/s～1.2mm/s，锥辊转速度8.2～9.2rad/s；
S4、第一轧制阶段：当内孔增加至370mm时，进入第一轧制阶段，在第一轧制阶段，控制主辊线速度为900mm/s～1000mm/s，芯辊径向进给速度0.5mm/s～0.6mm/s，锥辊转速度8.0～9.0rad/s；
S5、第二轧制阶段：当内孔增加至450mm时，进入第二轧制，在第二阶段轧制，控制主辊线速度为1000mm/s～1100mm/s，芯辊径向进给速度0.3mm/s～0.4mm/s，锥辊转速度8.0～8.5rad/s；
S6、第三轧制阶段：当内孔增加至500mm时，进入整形阶段，在整形阶段，控制主辊线速度为800mm/s～900mm/s，芯辊径向进给速度0.1mm/s～0.2mm/s，锥辊转速度7.5～8.0rad/s；
S7、冷却：锻件碾环结束后，空冷至室温；
S8、锻件检查：热处理后检查锻件晶粒度。
2.根据权利要求1所述的一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，其特征在于：在步骤S1中，在锻件放入加热炉之前，工作人员用保温棉包裹锻件。
3.根据权利要求1所述的一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，其特征在于：在步骤S1中，加热的温度范围是980～1180℃。
4.根据权利要求3所述的一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，其特征在于：在步骤S1中，锻件的加热时间范围2～3h。
5.根据权利要求1所述的一种新型高温合金环锻件环轧速度控制方法，其特征在于：在步骤S2中，预热温度为250℃。
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| CN111230004B (zh) | 2022-04-01 |
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