CN111545701B - 不锈钢螺杆轴制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了不锈钢螺杆轴制备方法，其特征在于，包括如下步骤，钢锭预处理步骤：对钢锭进行加温并保温处理；滚圆步骤：对钢锭进行整圈均匀滚圆；间歇性镦粗步骤：使钢锭的温度维持在1200℃，对钢锭进行加压，且加压10s后暂停5s，重复上述加压10s后暂停5s的操作若干次；锻压步骤：维持钢锭的温度在900℃～1150℃，对钢锭进行成形锻压，每次压下量为钢锭厚度的15％，且锻压宽度采用坯料直径的0.4系数。本发明具有如下有益效果：通过增加滚圆步骤及采用间歇性镦粗步骤，并且在锻压是采用窄砧锻压的方式，降低了在锻压时中心部出现裂纹的概率，延长使用过程中出现腐蚀现象的时间。

Description

不锈钢螺杆轴制备方法
技术领域
本发明涉及压缩机设备领域，尤其涉及一种不锈钢螺杆轴制备方法。
背景技术
不锈钢螺杆轴是压缩机上非常重要的一种设备，目前的不锈钢螺杆轴都是利用钢锭锻造而来，但是目前的锻造方法在锻造不锈钢螺杆轴的过程中存在一个问题，即锻造过程中中心部容易开裂，且锻造得到的产品在使用过程中容易出现腐蚀生锈的现象。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种不锈钢螺杆轴制备方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种不锈钢螺杆轴制备方法，包括如下步骤，
S1，钢锭预处理步骤：对钢锭进行加温并保温处理；
S2，滚圆步骤：对钢锭进行整圈均匀滚圆；
此步骤(S2)中可以使钢锭表面形成密实层，改变原始组织结晶方向，防止后面大变形量锻压时表面开裂；
S4，间歇性镦粗步骤：使钢锭的温度维持在1200℃，对钢锭进行加压，且加压10s后暂停5s，重复上述加压10s后暂停5s的操作若干次；
此步骤(S4)可以防止一次镦粗变形量过大，避免出现金属移动过多易形成的沿晶开裂现象；
S5，锻压拔长步骤：维持钢锭的温度在900℃～1200℃，对钢锭进行锻压拔长，每次压下量为钢锭厚度的18％，先压四方，且锻压宽度采用镦粗直径的0.6系数。
传统锻压工艺采用的是“每次压下量为钢锭厚度的15％，且锻压宽度采用镦粗直径的0.5系数”，而步骤S5中采用的是“每次压下量为钢锭厚度的18％，且锻压宽度采用镦粗直径的0.6系数”，所以步骤S6中是一种“宽砧锻压”方式，这种“宽砧锻压”可以确保将钢锭里外锻透，充分打碎夹杂物，得到均匀的组织。
S6锻压成形步骤：维持900℃～1150℃，压八方滚圆，再对坯料进行窄砧锻压，且每次压下量为钢锭厚度的15％，锻压宽度采用镦粗直径的0.4系数。
传统锻压工艺采用的是“每次压下量为钢锭厚度的10％，且锻压宽度采用镦粗直径的0.5系数”，而步骤S6中采用的是“每次压下量为钢锭厚度的15％，且锻压宽度采用镦粗直径的0.4系数”，所以步骤S6中是一种“窄砧锻压”方式，这种“窄砧锻压”可以确保快速成型，减少因温度降低后出现裂纹的风险。
步骤S6中的“压八方滚圆”是指将四边形的钢锭压成八面柱状，最后再滚成圆柱状。
本综上所述，本制备方法通过增加滚圆步骤及采用间歇性镦粗步骤，并且在锻压是采用先宽砧拔长再换窄砧成形锻压的方式，提高了锻造效果，降低了在锻压时中心部出现裂纹的概率，延长使用过程中出现腐蚀现象的时间。
可选的，还包括热处理步骤，锻压步骤完成后进行热处理步骤，所述热处理步骤包括将锻件空冷至600℃-650℃立即转入炉内，炉内温度650℃，待所有工件装炉后在炉内过冷到300℃-350℃，然后采用正火加回火热处理工艺，其中正火温度990℃，回火温度650摄氏度，正火后过冷温度300-350℃。
可选的，所述钢锭预处理步骤包括将钢锭送进炉内，并采用450℃进炉保温4h，升温至850℃保温4h，再升温至1200℃，保温6h-8h，升温速度控制在50℃/h以内。
可选的，还包括拔长步骤，所述间歇性镦粗步骤完成后进行拔长步骤；进行拔长步骤时拔长工装的宽度采用镦粗直径的0.6系数，每次压向量为钢锭当前直径的18％，送给量为砧宽的80％，压完一面后翻转90°再下压，再翻转180°下压，再反转90°下压，重复上述锻压过程，完成锻压后回炉。
可选的，所述钢锭为20Cr13材质的钢锭。
具体本钢锭采用中频炉冶炼+LF炉外精炼+VD真空除气+ESR电渣重熔的冶炼方式。
本发明的有益效果是：通过增加滚圆步骤及采用间歇性镦粗步骤，并且在锻压是采用窄砧锻压的方式，降低了在锻压时中心部出现裂纹的概率，延长使用过程中出现腐蚀现象的时间。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做详细描述。
实施例1，
一种不锈钢螺杆轴制备方法，包括以下步骤，
S1:将钢锭送进炉内，并采用450℃进炉保温4h，升温至850℃保温4h，再升温至1200℃，保温7h，升温速度控制在50℃/h以内；
S2:对钢锭进行整圈均匀滚圆；
S3:使钢锭的温度维持在1200℃，对钢锭进行加压，且加压10s后暂停5s，重复上述加压10s后暂停5s的操作若干次；
S4:进行拔长步骤时拔长工装的宽度采用镦粗直径的0.6系数，每次压向量为钢锭当前直径的18％，送给量为砧宽的80％，压完一面后翻转90°再下压，再翻转180°下压，再反转90°下压，重复上述锻压过程，完成锻压后回炉；
S5:维持900℃～1150℃，压八方滚圆，再对坯料进行窄砧锻压，且每次压下量为钢锭厚度的15％，锻压宽度采用镦粗直径的0.4系数；
S6:将锻件空冷至600℃-650℃立即转入炉内，炉内温度650℃，待所有工件装炉后在炉内过冷到300℃-350℃，然后采用正火加回火热处理工艺，其中正火温度990℃，回火温度650摄氏度，正火后过冷温度300-350℃。
实施例1采用中频炉冶炼+LF炉外精炼+VD真空除气+ESR电渣重熔的冶炼方式获得的20Cr13材质的钢锭。
对照例
对照例即为传统的方案，也即背景技术中陈述的方案。对照例包括以下步骤，
S1:将钢锭送进炉内，并采用450℃进炉保温4h，升温至850℃保温4h，再升温至1200℃，保温7h，升温速度控制在50℃/h以内；
S2:使钢锭的温度维持在1200℃，对钢锭进行镦粗，直接加压镦粗到位；
S3:进行拔长步骤时拔长工装的宽度采用镦粗直径的0.5系数，每次压向量为钢锭当前直径的15％，送给量为砧宽的80％，压完一面后翻转90°再下压，再翻转180°下压，再反转90°下压，重复上述锻压过程，完成锻压后回炉；
S4:维持钢锭的温度在900℃～1150℃，对钢锭进行锻压，每次压下量为钢锭厚度的10％，且锻压宽度采用坯料直径的0.5系数；
S5:将锻件空冷至600℃-650℃立即转入炉内，炉内温度650℃，待所有工件装炉后在炉内过冷到300℃-350℃，然后采用正火加回火热处理工艺，其中正火温度990℃，回火温度650摄氏度，正火后过冷温度300-350℃。
对照例采用中频炉冶炼+LF炉外精炼+VD真空除气冶炼方式获得的20Cr13材质的钢锭。
检测
将实施例1与对照例获得的螺杆轴进行相关性能指标检测，检测结果如表1及表2所示，
表1、非金属杂物
Figure BDA0002508967330000051
表2、力学性能
Figure BDA0002508967330000052
表2中Rm代表的是抗拉强度，RP0.2代表的是屈服强度，A代表的是延伸率，Z代表的是断面收缩率，AKU代表的是抗冲击强度。
从表1及表2的数据可知，实施例1所提供的方案所制得的螺杆轴的各项指标均符合国家标准，且与传统方法相比，制得的螺杆轴非金属杂物含量更少，力学性能更优。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种不锈钢螺杆轴制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
钢锭预处理步骤：对钢锭进行加温并保温处理；
滚圆步骤：对钢锭进行整圈均匀滚圆；
间歇性镦粗步骤：使钢锭的温度维持在1200℃，对钢锭进行加压，且加压10s后暂停5s，重复上述加压10s后暂停5s的操作若干次；
锻压拔长步骤：维持钢锭的温度在900℃～1200℃，对钢锭进行锻压拔长，每次压下量为钢锭厚度的18％，先压四方，且锻压宽度采用镦粗直径的0.6系数；
锻压成形步骤：维持900℃～1150℃，压八方滚圆，再对坯料进行窄砧锻压，且每次压下量为钢锭厚度的15％，锻压宽度采用镦粗直径的0.4系数；
热处理步骤：锻压步骤完成后进行热处理步骤，所述热处理步骤包括将锻件空冷至600℃-650℃立即转入炉内，炉内温度650℃，待所有工件装炉后在炉内过冷到300℃-350℃，然后采用正火加回火热处理工艺，其中正火温度990℃，回火温度650℃，正火后过冷温度300-350℃；
所述钢锭预处理步骤包括将钢锭送进炉内，并采用450℃进炉保温4h，升温至850℃保温4h，再升温至1200℃，保温6h-8h，升温速度控制在50℃/h以内。
2.如权利要求1所述的不锈钢螺杆轴制备方法，其特征在于，所述锻压拔长步骤中压完一面后翻转90°再下压，再翻转180°下压，再反转90°下压，重复上述锻压过程，完成锻压后回炉。
3.如权利要求1所述的不锈钢螺杆轴制备方法，其特征在于，所述钢锭为20Cr13材质的钢锭。
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