CN111730014A - 一种减少17-4ph锻件表面开裂的方法 - Google Patents

一种减少17-4ph锻件表面开裂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种减少17‑4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、浇铸；步骤二、采用镦粗机，进行锻造；步骤三、锻造结束后加工处理；其中所述镦粗机包括镦粗盘，所述镦粗盘包括位于中心部分的第一压实部，以及位于第一压实部外圈的辅助压实部，第一压实部与辅助压实部之间通过设置倾斜的台阶进行衔接，倾斜方向由第一压实部朝向辅助压实部由高到低设置。本申请锻造后的处理方法包括先用热处理，之后硬化处理，再进行热处理，最后冷却并硬化处理结束，能够提升锻件的强度；而采用本申请的镦粗盘装置，使每一次镦粗、拔长都整个面接触，并且整体变形，中心有效压实，锻后检测心部晶粒度为4‑5级。

Description

一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法
技术领域
本发明涉及型材生产技术领域，更具体地说，它涉及一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法。
背景技术
17-4PH合金是由铜、铌/钶构成的沉淀、硬化、马氏体不锈钢，17-4PH性能特点是易于调整强度级别,即可通过变动热处理工艺予以调整.马氏体相变和时效处理形成沉淀硬化相是其主要强化手段,17-4PH衰减性能好,抗腐蚀疲劳及抗水滴性能强。具有高强度，高硬度，较好的焊接性能和耐腐蚀性能。已经被大量的推广运用在阀门，轴类及化纤行业及具有一定耐蚀要求的高强度零部件等。
该产品再经过热处理后，产品的机械性能更加完善，可以达到高达1100-1300Mpa(160-190ksi)的耐压强度。这个等级不能用于高于300℃(572℉)或非常低的温度下,它对大气及稀释酸或盐都具有良好的抗腐蚀能力,它的抗腐蚀能力与304和430一样。热成形应在950-1200℃(1742-2192°F)温度范围内进行。完整的热处理包括固熔退火、冷却(低于25℃)及熟化(在既定的温度下)。
17-4PH在热态锻造成型过程中，由于是马氏体基体，锻造温度区间狭窄，锻造表面容易产生微裂纹，对后续加工产生开裂影响。
常规锻造采用700宽上下平砧拔长，拔长过程中由于每一砧接砧的台阶，造成折叠，产生开裂倾向，使产品表面裂纹过多，无法加工成型。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，从而使锻件表面开裂情况得到明显改善。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将17-4PH材按重量组份采用浇铸，除去边缘处毛边，备用；
步骤二、采用镦粗机，进行锻造；
步骤三、锻造结束后加工处理即制得所述的17-4PH锻件；
其中所述镦粗机包括镦粗盘，所述镦粗盘包括位于中心部分的第一压实部，以及位于第一压实部外圈的辅助压实部，第一压实部与辅助压实部之间通过设置倾斜的台阶进行衔接，倾斜方向由第一压实部朝向辅助压实部由高到低设置。
所述镦粗盘开设有减震空腔。
所述减震空腔内安装有可上下活动的平衡块。
所述减震空腔内开设有行程槽，所述平衡块的两侧设置有限位凸起，所述限位凸起伸进行程槽内用于限制平衡块的活动幅度。
所述行程槽呈椭圆形设置。
所述限位凸起与行程槽的槽壁之间安装有弹性减震件。
所述限位凸起位于平衡块的非圆心位置使平衡块形成偏心轮结构。
镦粗盘的接触面倒圆角增加至R200。
步骤三中加工处理的方法包括先用热处理，之后硬化处理，再进行热处理，最后冷却并硬化处理结束。
所述热处理包括采用固溶退火，第一次热处理的固溶温度为1050℃±5℃；第二次热处理的固溶温度为800℃±10℃；第一次硬化处理温度为610±10℃；第二次硬化处理温度为400±10℃。
综上所述，本发明具有以下有益效果：一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法进行工艺步骤的改进以及镦粗机的改进。通过设置第一压实部和辅助压实部，使锻件在镦粗过程中，表面形变为一个渐进的过程，使其受到的挤压力能够得到有效延伸，从而避免了锻件表面形成裂痕，并且在镦粗盘内设置有平衡块用于吸收震动产生的余力，避免余力反馈到锻件上，使锻件多次受到反方向的冲击而产生裂痕，从而更加有效的保护了锻件，提高锻件的成品率。并且采用本发明具体的镦粗盘，使每一次镦粗、拔长都整个面接触，并且整体变形，中心有效压实，锻后检测心部晶粒度为4-5级。满足客户≥4级的要求。
附图说明
图1为镦粗盘的立体结构示意图；
图2为镦粗盘的平面结构示意图；
图3为镦粗盘的剖视图。
图中：1、第一压实部；2、辅助压实部；3、台阶；4、减震空腔；5、行程槽；6、平衡块；7、限位凸起；8、弹性减震件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，包括以下步骤：
步骤一、将17-4PH材按重量组份采用浇铸，除去边缘处毛边，备用；
步骤二、采用镦粗机，进行锻造；
步骤三、锻造结束后加工处理即制得所述的17-4PH锻件。
所述镦粗机，包括镦粗盘，如图1和图2所示，其中镦粗盘呈柱状设置，包括位于中心部分的第一压实部1，以及位于第一压实部1外圈的辅助压实部2，第一压实部1与辅助压实部2之间通过设置倾斜的台阶3进行衔接，倾斜方向由第一压实部1朝向辅助压实部2由高到低设置，这样镦粗盘在中心部分的第一压实部1主要用于与锻件直接接触，位于外圈的辅助压实部2作为第二部分，在第一压实部1与锻件接触过程中，处于边缘的辅助压实部2也能够对锻件进行挤压，而主要挤压是通过第一压实部1进行挤压，从而在整体变形过程中，中心能得到有效压实，并且能形成整个面接触，从而使锻件表面裂纹减少很多，能够有效改善产生裂纹的问题，并且可以将第一压实部1上设置凸出于辅助压实部2形成凸起，即在第一压实部1与辅助压实部2之间形成台阶3，可以将台阶3呈圆弧形设置，这样能够有效增加第一压实部1的作用力，使锻件中心可以得到有效压实，而辅助压实部在中心得到有效压实的同时对锻件中心的边缘部分进行辅助压实，从而相当于进行预压实处理，然后镦粗盘位于锻件表面改变位置进行挤压时，锻件除中心以外的地方得到预压实之后在进行挤压，能够很好的减小锻件表面开裂。
为了进一步增加镦粗盘的力学抗震性能，将镦粗盘开设有减震空腔4，即如图3所示，减震空腔4位于镦粗盘的底部中间位置，用于吸收锻件在镦粗过程中产生的震动力，从而减小对锻件的震动反馈，从而使锻件能够受到更为稳定的锻造力，从而避免使锻件表面应力集中而产生裂纹，同时在减震空腔4内安装有可上下活动的平衡块6，平衡块6是为了更快更好的吸收在镦粗过程中产生的震动力，使其尽可能减小的传递到锻件上。
即在减震空腔44内开设有行程槽5，平衡块6的两侧设置有限位凸起7，限位凸起7伸进行程槽5内用于限制平衡块6的活动幅度，通过这种方式来限制平衡块6的活动范围，方便对平衡块6进行安装，结构简单；并且还可以将行程槽5呈椭圆形设置，这样平衡块6的运动轨迹便随着行程槽5的形状而活动，是为了方便在平衡块6在吸收消化共振产生的力时，能够更好的在镦粗盘内通过循环转动而将力消解掉；可以在限位凸起7与行程槽5的槽壁之间安装有弹性减震件8，这样可以更好的帮平衡块6吸附震动产生的力，从而使镦粗盘更加稳定。
并且限位凸起7位于平衡块6的非圆心位置使平衡块6形成偏心轮结构，这样设置可以使平衡块6逐步化解震动产生的余力，并且在平衡块6转动过程中，力是逐步衰减的，这样对于镦粗盘上的锻件，也是逐步减小震动，从而能够更好的保护锻件，使其表面的裂纹大大的减少。
以下是对该镦粗盘在工作过程中的动力说明：将锻件安放在镦粗盘的下方，在锻件上方设置有液压系统连接镦粗盘用于对锻件进行敲击挤压从而进行锻造镦粗工序，而在锻件收到冲击挤压时，锻件会收到第一压实部1和辅助压实部2的冲击，因为第一压实部1是作为主要压实部分，而在第一压实部周围的辅助压实部2在中心被压实的同时也会对锻件表面产生冲击，从而达到预压实的作用，这样就可以有效减小锻件表面产生裂痕了，而与此同时，在锻件将敲击产生的力传递到镦粗盘上时，镦粗盘的减震空腔4会吸收并化解一部分震动力，同时位于减震空腔4内的平衡块6受力会沿着行程槽进行转动，在转动过程中会将传递的震动力吸收并进行化解，使镦粗盘产生的震动力反馈给锻件的力大大的进行了减小，从而减小了对锻件表面的冲击，改善了锻件表面开裂的可能性。
这样通过设置辅助压实部2，使锻件在镦粗过程中，表面形变为一个渐进的过程，使其受到的挤压力能够得到有效延伸，从而避免了锻件表面形成裂痕，并且在镦粗盘内设置有平衡块6用于吸收震动产生的余力，避免余力反馈到锻件上，使锻件多次受到反方向的冲击而产生裂痕，从而更加有效的保护了锻件，提高锻件的成品率。
实施例1
本实施例提供提供一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，包括以下步骤：
步骤一、将17-4PH材按重量组份采用氩气保护环境下浇铸，除去边缘处毛边，备用；
步骤二、采用镦粗机，进行锻造，并将接触面倒圆角增加至R150；
步骤三、锻造结束后加工处理即制得所述的17-4PH锻件。
优选的，步骤三中加工处理的方法包括先用热处理，之后硬化处理，再进行热处理，最后冷却并硬化处理结束。所述热处理包括采用固溶退火，第一次热处理的固溶温度为1045℃；第二次热处理的固溶温度为790℃。第一次硬化处理温度为600℃；第二次硬化处理温度为390℃。所述的冷却是指冷却至45℃以下。
实施例2
本实施例提供提供一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，包括以下步骤：
步骤一、将17-4PH材按重量组份采用氩气保护环境下浇铸，除去边缘处毛边，备用；
步骤二、采用镦粗机，进行锻造，并将接触面倒圆角增加至R200；
步骤三、锻造结束后加工处理即制得所述的17-4PH锻件。
优选的，步骤三中加工处理的方法包括先用热处理，之后硬化处理，再进行热处理，最后冷却并硬化处理结束。所述热处理包括采用固溶退火，第一次热处理的固溶温度为1055℃；第二次热处理的固溶温度为810℃。第一次硬化处理温度为620℃；第二次硬化处理温度为410℃。所述的冷却是指冷却至45℃以下。
实施例3
本实施例提供提供一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，包括以下步骤：
步骤一、将17-4PH材按重量组份采用氩气保护环境下浇铸，除去边缘处毛边，备用；
步骤二、采用镦粗机，进行锻造，并将接触面倒圆角增加至R175；
步骤三、锻造结束后加工处理即制得所述的17-4PH锻件。
优选的，步骤三中加工处理的方法包括先用热处理，之后硬化处理，再进行热处理，最后冷却并硬化处理结束。所述热处理包括采用固溶退火，第一次热处理的固溶温度为1050℃；第二次热处理的固溶温度为800℃。第一次硬化处理温度为610；第二次硬化处理温度为400℃。所述的冷却是指冷却至45℃以下。
实施例4
本实施例提供提供一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，包括以下步骤：
步骤一、将17-4PH材按重量组份采用氩气保护环境下浇铸，除去边缘处毛边，备用；
步骤二、采用镦粗机，进行锻造，并将接触面倒圆角增加至R200；
步骤三、锻造结束后加工处理即制得所述的17-4PH锻件。
优选的，步骤三中加工处理的方法包括先用热处理，之后硬化处理，再进行热处理，最后冷却并硬化处理结束。所述热处理包括采用固溶退火，第一次热处理的固溶温度为1052℃；第二次热处理的固溶温度为800℃。第一次硬化处理温度为605℃；第二次硬化处理温度为402℃。所述的冷却是指冷却至45℃以下。
实施例5
与实施例1的不同之处在于采用传统的镦粗机进行锻造。
实施例6
与实施例2的不同之处在于采用传统的镦粗机进行锻造。
实施例7
与实施例3的不同之处在于采用传统的镦粗机进行锻造。
实施例8
与实施例4的不同之处在于采用传统的镦粗机进行锻造。
分别采用实施例1-8的方法进行锻造，检测锻件表面的裂纹、晶粒度和强度，记录结果如下表所示：
Figure BDA0002554522700000071
Figure BDA0002554522700000081
上述结果表明：本发明实施例提供的方法，通过采用本发明的镦粗机并且调整接触面倒圆角增加至R200能够压实到位，进一步减少锻件表面的裂纹；本申请锻造后的处理方法包括先用热处理，之后硬化处理，再进行热处理，最后冷却并硬化处理结束，能够提升锻件的强度；而采用本申请的镦粗盘装置，使每一次镦粗、拔长都整个面接触，并且整体变形，中心有效压实，锻后检测心部晶粒度为4-5级。满足客户≥4级的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将17-4PH材按重量组份采用浇铸，除去边缘处毛边，备用；
步骤二、采用镦粗机，进行锻造；
步骤三、锻造结束后加工处理即制得所述的17-4PH锻件；
其中所述镦粗机包括镦粗盘，所述镦粗盘包括位于中心部分的第一压实部(1)，以及位于第一压实部(1)外圈的辅助压实部(2)，第一压实部(1)与辅助压实部(2)之间通过设置倾斜的台阶(3)进行衔接，倾斜方向由第一压实部(1)朝向辅助压实部(2)由高到低设置。
2.根据权利要求1所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：所述镦粗盘开设有减震空腔(4)。
3.根据权利要求2所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：所述减震空腔(4)内安装有可上下活动的平衡块(6)。
4.根据权利要求3所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：所述减震空腔(4)内开设有行程槽(5)，所述平衡块(6)的两侧设置有限位凸起(7)，所述限位凸起(7)伸进行程槽(5)内用于限制平衡块(6)的活动幅度。
5.根据权利要求4所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：所述行程槽(5)呈椭圆形设置。
6.根据权利要求2所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：所述限位凸起(7)与行程槽(5)的槽壁之间安装有弹性减震件(8)。
7.根据权利要求2所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：所述限位凸起(7)位于平衡块(6)的非圆心位置使平衡块(6)形成偏心轮结构。
8.根据权利要求2所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：镦粗盘的接触面倒圆角增加至R200。
9.根据权利要求1所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：步骤三中加工处理的方法包括先用热处理，之后硬化处理，再进行热处理，最后冷却并硬化处理结束。
10.根据权利要求9所述的一种减少17-4PH锻件表面开裂的方法，其特征在于：所述热处理包括采用固溶退火，第一次热处理的固溶温度为1050℃±5℃；第二次热处理的固溶温度为800℃±10℃；第一次硬化处理温度为610±10℃；第二次硬化处理温度为400±10℃。
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