CN111250640A - 一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法 - Google Patents

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陈涛
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黑志刚
陈伟
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Abstract

本发明涉及一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法，包括如下步骤：钢锭加热完成后，剁掉冒口、错平锭尾，对钢锭进行轴向镦粗；轴向镦粗后的坯料翻转90°，在上平板下平台上径向镦粗；径向镦粗后的坯料翻转90°竖起，在上平板下平台上进行另一个方向的径向镦粗；在上平砧下平砧上沿轴向方向拔长成扁方，并微倒棱；将拔长后的坯料竖起进行第二次轴向镦粗；轴向镦粗后的坯料在上平板下平台上径向镦粗，径向方向扁方的宽度镦粗后的尺寸方向；将坯料翻转90°，在上平板下平台上进行另一个方向的径向镦粗，镦粗方向与径向呈90°角；在上平砧下平砧上沿轴向方向拔长至成品尺寸，保证了锻造变形的充分性和均匀性。

Description

一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法
技术领域
本发明属于自由锻造技术领域，尤其涉及一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法。
背景技术
热作模具钢是模具钢行业的重要组成部分，主要用于制造从加热到再结晶温度以上的固态金属或高温液态金属压制成型的模具，在这种高温工作条件下其具有高的热强性、热硬性、韧性、耐磨性、热疲劳抗力及良好的高温抗氧化能力与淬透性，由于热作模具钢自身工作环境的要求，总的合金含量偏高，钢液在铸造凝固过程中易产生较为严重枝晶偏析、中心疏松等内部缺陷。因选分结晶的原因，存在枝晶偏析，在枝晶间最后凝固的残液内，形成碳及合金元素的富集区，一部分达到共晶成分，凝固后形成不稳定的亚共晶碳化物，这种共晶碳化物呈多角状、链状和网状分布，分布于基体的这种粗大碳化物，严重影响热作模具钢的使用寿命。
据资料显示，在热加工过程中要保证有足够的锻比，需进行充分锻造，有利于破碎亚共晶碳化物，改善碳化物的颗粒度及分布状态。目前热作模具钢常用的锻造方法有FM法、WHF法和三向锻造法，然而对于φ400mm直径以上大直径热作模具圆钢锻件而言，FM法和WHF法很难保证良好的变形的充分性和均匀性，往往出现探伤不合格的问题，而三向锻造法具有操作复杂、锻件表面质量差、加工成本较高等难以避免问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种作为对大直径热作模具钢锻件锻造方式优化改进来保证锻造变形的充分性和均匀性的大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法。
本发明技术方案是这样实现的，一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法，该加工方法包括如下步骤：
步骤1）、钢锭加热完成后，剁掉冒口、错平锭尾，对钢锭进行轴向镦粗，将其镦粗至高径比为0.6～0.8；
步骤2）、将步骤1）中轴向镦粗后的坯料在上平板下平台上径向镦粗，压下量45%～60%；
步骤3）、将步骤2）中径向镦粗后的坯料翻转90°，在上平板下平台上径向镦粗，压下量45%～60%，步骤3）中径向与步骤2）中径向呈90°角；
步骤4）、将步骤3）完成的坯料在上平砧下平砧上沿轴向方向拔长成扁方，扁方的长：宽：厚≈2.5:1.2.5:1，进行倒棱，倒棱压下量50mm～80mm；
步骤5）、 将步骤4）拔长后的坯料进行轴向镦粗，将其镦粗至高径比为0.7～0.9；
步骤6）、将步骤5）镦粗后的坯料在上平板下平台上径向镦粗，压下量45%～60%，径向方向为步骤4）中扁方的宽度镦粗后的尺寸方向；
步骤7）、将步骤6）中径向镦粗后的坯料翻转90°，在上平板下平台上径向镦粗，压下量45%～60%，步骤7）中径向与步骤6）中径向呈90°角；
步骤8）、将步骤7）中坯料在上平砧下平砧上沿轴向方向拔长至成品尺寸。
上述整个锻造过程，根据料温情况选择返炉加热或继续执行下一步骤操作。
本发明的技术方案产生的积极效果如下：
1、 本发明提出的一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法，此方法与FM法和WHF法相比，能够大大增加钢锭内部变形，从而有利于充分破碎共晶碳化物，主变形过程大幅度增大变形量，增强了钢锭中心压实效果，尤其是对钢锭冒口中心疏松等缺陷的改善效果更充分有效，提高了大直径精炼热作模具钢锻件的探伤合格率。
2、 本发明提出的一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法，此方法与三向锻造方法相比，表面质量优于三向锻造，操作方法更加灵活，成本低于三向锻造。
附图说明
图1为本发明大直径精炼热作模具钢锻件的锻造变形过程工艺图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述与说明。
实施例1：一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法，在3150吨压机上将6.5吨精炼H13模铸钢锭锻造成直径φ450mm的圆棒锻件，具体锻造过程如下：
步骤1）、钢锭按专用工艺加热到温后，如图1a所示，剁掉冒口、错平锭尾后，如图1b所示对钢锭进行轴向镦粗，镦粗到H1=750mm，直径φ1≈1150mm，镦粗后的高径比=0.65。
步骤2）、将步骤1）轴向镦粗后的坯料翻转90°，锭尾朝向操作室，如图1c所示，在上平板下平台上径向镦粗至H2=580mm，压下量50%。
步骤3）、将步骤2）径向镦粗的坯料再翻转90°，使与步骤2）垂直的径向方向朝上，如图1d，再在上平板下平台上做另一方向径向镦粗至H3=670mm， 压下量50%。
步骤4）、将步骤3）做完另一方向径向镦粗后，如图1e，沿轴向在上下平砧上按常规方式拔长，拔长至长=1450mm，宽=740mm，厚=620mm，即长：宽：厚=2.4： 1.2：1，拔长结束后微倒棱，压下量50mm。
步骤5）、将步骤4）坯料竖起，如图1f所示对坯料进行第二次轴向镦粗，镦粗至H4=750mm，如步骤4）所述，镦粗前的坯料为扁方，则镦粗后基本近似正六面体，且边长不相等，扁方的宽度镦粗后形成的边长较长。
步骤6）、将步骤5）轴向镦粗后的坯料翻转90°，如图1g所示再次在上平板下平台上做径向镦粗H5=580mm，即镦粗步骤5）中成型后的边长较长的方向的径向。
步骤7）、将步骤6）径向镦粗后的坯料翻转90°，使与步骤6）垂直的径向方向朝上，如图1h所示，再在上平板下平台上做另一方向径向镦粗至H6=670mm。
步骤8）、将步骤7）径向镦粗后的坯料，如图1i所示，在上下平砧上沿轴向拔长至成品尺寸。
实施本发明生产的大直径精炼模铸H13圆钢锻件与之前普通锻造的相比，探伤合格率有了大幅度提高，组织均匀，冲击韧性好，收到了用户的认可，为企业带来较好的经济效益。

Claims (2)

1.一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法，其特征在于：该加工方法包括如下步骤：
步骤1）、钢锭加热完成后，剁掉冒口、错平锭尾，对钢锭进行轴向镦粗，将其镦粗至高径比为0.6～0.8；
步骤2）、将步骤1）中轴向镦粗后的坯料在上平板下平台上径向镦粗，压下量45%～60%；
步骤3）、将步骤2）中径向镦粗后的坯料翻转90°，在上平板下平台上径向镦粗，压下量45%～60%，步骤3）中径向与步骤2）中径向呈90°角；
步骤4）、将步骤3）完成的坯料在上平砧下平砧上沿轴向方向拔长成扁方，扁方的长：宽：厚≈2.5:1.3:1，进行倒棱，倒棱压下量50mm～80mm；
步骤5）、 将步骤4）拔长后的坯料进行轴向镦粗，将其镦粗至高径比为0.7～0.9；
步骤6）、将步骤5）镦粗后的坯料在上平板下平台上径向镦粗，压下量45%～60%，径向方向为步骤4）中扁方的宽度镦粗后的尺寸方向；
步骤7）、将步骤6）中径向镦粗后的坯料翻转90°，在上平板下平台上径向镦粗，压下量45%～60%，步骤7）中径向与步骤6）中径向呈90°角；
步骤8）、将步骤7）中坯料在上平砧下平砧上沿轴向方向拔长至成品尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种大直径精炼热作模具钢锻件的热加工方法，其特征在于：在上述各锻造步骤中，根据料温情况选择返炉加热或继续执行下一步骤操作。
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