CN111745102B - 提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法,采用RF70精锻机，配套天车吊运、水槽淬水进行锻造，通过控制精锻机使用不同锻打频率、变形量，用低的锻打频率、大变形量来促进金属流动，提高压实效果，高的锻打频率、小变形量达到光滑的表面质量和最终尺寸公差，同时合理的利用固溶处理、形变强化技术，得到超声波探伤、性能、晶间腐蚀指标满足质量要求的产品，同时锻造火次极大减少，提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法
技术领域
本发明属于锻造技术领域，涉及一种在精锻机生产奥氏体不锈钢无磁钻铤中使用的提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法。
背景技术
无磁钻铤使用一种低碳高铬锰合金钢制成，属于奥氏体不锈钢，因其所起的作用及受力状态，要求具有高强度、塑韧性、无磁性及优良的抗应力腐蚀能力。该钢种合金含量高，热塑性差，锻造时易开裂，锻造温度区间窄，目前对无磁产品进行锻造的常规生产方法一种是采用油压机开坯-精锻机成型，因压机上下砧为两向开式锻压，坯料易延展过度产生拉应力开裂，需多火次、小压下量拔长，虽可保证压实效果，但锻造火次多，生产效率低；另一种是采用精锻机固定高频率直接成型，此种方式为四向模具闭式锻造，四个模具的作用消除了用两个模具冲锻过程中的延展现象，提高了棒材轴向流动性，减少了表面开裂影响，此种技术虽可避免表面开裂、减少锻造火次，但因每道次变形量小，金属主要在表面流动，中心部位流动不充分，内部压实效果差，探伤合格率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种利用RF70精锻机直接成型的精锻机锻造无磁产品锻造方法，通过控制精锻机使用不同锻打频率、变形量，用低的锻打频率、大变形量来促进金属流动，提高压实效果，高的锻打频率、小变形量达到光滑的表面质量和最终尺寸公差，合理利用固溶处理、形变强化技术，得到超声波探伤、性能、晶间腐蚀等指标满足质量要求的产品，同时锻造火次极大减少，提高了生产效率，降低了生产成本。
本发明的目的是这样实现的：
一种提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法，采用RF70精锻机，配套天车吊运、水槽淬水进行锻造，具体锻造步骤如下：
步骤1)、首先将电渣锭在＜800℃温度下进行低温预热，然后以不超过 80℃/h的速度升温至1180±10℃保温，保温时间6～8h，保温结束后出炉锻造，加热过程需确保加热均匀；
步骤2)、将步骤1)出炉后的电渣锭送上精锻机，先使用180高频次锻打2～3道次，每道次小变形量20～45mm，再使用60低频次锻打2～3道次，每道次变形量加大至70～80mm，锻至中间尺寸后返加热炉固溶处理，炉温 1180℃，保温时间1.5～2h；
步骤3)、对步骤2)固溶处理后的坯料，出炉，在精锻机上使用180频次锻打2～3道次至强化前尺寸，吊运至水槽淬水，水温≤35℃，水冷时间根据不同规格坯料尺寸设定，入水深度2m；
步骤4)、将步骤3)坯料淬水结束后出水静至返温，待返温至500～ 550℃不再上升时，使用180频率强化锻造至成品尺寸；
步骤5)、将步骤4)的成品锻件水冷5～10min，入水深度2m，水冷结束后利用余热使用1600t油压机进行校直，保证机加工时直线度满足要求。
进一步的，在步骤1)中，将电渣锭在＜800℃温度下进行低温预热时，是利用加热炉余热进行低温预热的。
进一步的，在步骤2)中，整个过程控制始锻温度950～1100℃，终锻温度＞850℃，低于终锻温度则返炉加热，避免因料温低开裂，预留锻比2～3，防止粗晶。
进一步的，在步骤3)中，此过程精锻机快速锻打，坯料快速入水，避免温降过快，保证坯料入水温度＞860℃，淬水时开启搅拌泵，天车吊料上下窜动，每隔1min出水1次，以加快水循环增强水冷效果，使坯料快速降温，缩短在600～850℃敏化区间停留时间，防止敏化物析出造成晶间腐蚀不合。
进一步的，在步骤4)中，此过程分道次小变形量强化，控制锻件返温不超过570℃，分道次小变形量强化锻造在于防止大变形量导致温升过高，避开 600～850℃敏化区间，减轻精锻机锻造力，通过低温形变强化达到高强度性能指标，小变形量精整达到光滑的表面质量。
本发明具有如下有益效果：本发明解决了无磁钢锻造过程开裂、锻后超声波探伤、性能、晶间腐蚀A法不合等难题，不仅使产品质量得到保证，而且锻造火次少、生产效率高，有效降低了生产成本，生产工艺更加经济、科学。
具体实施方式
实施例：某特钢企业实施本发明，钢号W2020N,选取2.6t电渣锭，电渣锭尺寸Q490/Q530*1600,锻坯尺寸Q186*9580,电渣锭为企业自己生产，具体生产过程如下：
步骤1)、首先将电渣锭在＜800℃温度下进行低温保温6小时，可利用加热炉余热；然后以60～70℃/h的速度升温至1180±10℃保温6小时，保温结束后出炉锻造，加热过程需确保加热均匀。
步骤2)、将步骤1)出炉后的电渣锭送上RF70精锻机，精锻至中间坯尺寸Q305，变形道次：Q510-Q490-Q445-Q375-Q305,其中初始Q510-Q490-Q445道次使用180锻造频次，每道次小压下量20～45mm，以改善电渣锭表面铸态组织，提高锻件塑性；Q445-Q375-Q305道次使用60锻造频次，每道次压下量增大至70mm，以促进金属流动、提高压实效果，坯料始锻温度994℃，终锻 860℃，1火次完成，坯料表面质量良好，未出现开裂。之后返炉固溶处理，炉温1180℃保温2h。上述整个过程控制始锻温度在950～1100℃之间，终锻温度＞850℃，低于终锻温度则返炉加热，避免因料温低开裂，预留锻比2～3，防止粗晶。
步骤3)、将步骤2)固溶处理后的坯料，出炉，上精锻机使用180频次锻打两道次至强化前尺寸Q220(变形过程：Q260-Q220)，锻打速度加快至 6～7m/min(正常4～5m/min)，快速吊运至水槽淬水，水温≤35℃，入水深度 2m；搅拌泵开启，天车吊料上下窜动，每隔1min出水1次，淬水时间220s，坯料入水温度尾端881℃、中部885℃、冒端891℃，水温26.4℃。
此过程精锻机快速锻打，坯料快速入水，避免温降过快，保证坯料入水温度＞860℃，淬水时开启搅拌泵，天车吊料上下窜动，每隔1min出水1次，以加快水循环增强水冷效果，使坯料快速降温，缩短在600～850℃敏化区间停留时间，防止敏化物析出造成晶间腐蚀不合。
步骤4)、将步骤3)淬水结束后的坯料出水静置,返温至510℃时不再上升，使用精锻机180频次强化锻造至成品尺寸Q186，分三道次强化，强化道次变形量：Q200-Q190-Q186,锻打速度0.5-1.2m/min，成品表面质量良好，公差满足工艺要求。
此过程分道次小变形量强化，控制锻件返温不超过570℃，分道次小变形量强化锻造作用有(1)、防止大变形量导致温升过高，避开600～850℃敏化区间，(2)、减轻精锻机锻造力，(3)、通过低温形变强化达到高强度性能指标，(4)、小变形量精整达到光滑的表面质量。
步骤5)、步骤4)成品锻件水冷5min，入水深度2m，出水后利用1600t 压机余热校直，直线度≤3mm/m，保证机加工时直线度满足要求。
整个锻造过程两火次完成，相较油压机开坯-精锻机成型锻造方式减少了 2-3火次。
通过上述各工序的严格控制，按照客户要求的探伤标准ASTM A 745 QL-2 级别进行检测，结果合格，在其成品皮下1＂处取样进行检测，数据如下表 1，各项指标符合标准要求。合理的锻造方式，提高了压实效果，解决了探伤中心不合问题，性能、晶间腐蚀等指标满足质量要求，并且提高了生产效率，为企业带来了良好的经济效益。
表1 实例的技术性能指标
Figure BDA0002555260410000051
表2 实例的技术晶间腐蚀指标
Figure BDA0002555260410000052

Claims (5)

1.一种提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法，采用RF70精锻机，配套天车吊运、水槽淬水进行锻造，其特征在于：具体锻造步骤如下：
步骤1)、首先将电渣锭在＜800℃温度下进行低温预热，然后以不超过80℃/h的速度升温至1180±10℃保温，保温时间6～8h，保温结束后出炉锻造，加热过程需确保加热均匀；
步骤2)、将步骤1)出炉后的电渣锭送上精锻机，先使用180高频次锻打2～3道次，每道次小变形量20～45mm，再使用60低频次锻打2～3道次，每道次变形量加大至70～80mm，锻至中间尺寸后返加热炉固溶处理，炉温1180℃，保温时间1.5～2h；
步骤3)、将步骤2)固溶处理后的坯料，出炉，在精锻机上使用180频次锻打2～3道次至强化前尺寸，吊运至水槽淬水，水温≤35℃，水冷时间根据不同规格坯料尺寸设定，入水深度2m；
步骤4)、将步骤3)坯料淬水结束后出水静置返温，待返温至500～550℃不再上升时，使用180频率强化锻造至成品尺寸；
步骤5)、将步骤4)的成品锻件水冷5～10min，入水深度2m，水冷结束后利用余热使用1600t油压机进行校直，保证机加工时直线度满足要求。
2.根据权利要求1所述的一种提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法，其特征在于：在步骤1)中，将电渣锭在＜800℃温度下进行低温预热时，是利用加热炉余热进行低温预热的。
3.根据权利要求1所述的一种提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法，其特征在于：在步骤2)中，整个过程控制始锻温度950～1100℃，终锻温度＞850℃，低于终锻温度则返炉加热，避免因料温低开裂，预留锻比2～3，防止粗晶。
4.根据权利要求1所述的一种提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法，其特征在于：在步骤3)中，此过程精锻机快速锻打，坯料快速入水，避免温降过快，保证坯料入水温度＞860℃，淬水时开启搅拌泵，天车吊料上下窜动，每隔1min出水1次，以加快水循环增强水冷效果，使坯料快速降温，缩短在600～850℃敏化区间停留时间，防止敏化物析出造成晶间腐蚀不合。
5.根据权利要求1所述的一种提高压实效果的精锻机锻造无磁产品锻造方法，其特征在于：在步骤4)中，此过程分道次小变形量强化，控制锻件返温不超过570℃，分道次小变形量强化锻造在于防止大变形量导致温升过高，避开600～850℃敏化区间，减轻精锻机锻造力，通过低温形变强化达到高强度性能指标，小变形量精整达到光滑的表面质量。
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