CN111822633A - 一种特大型环形锻件胎膜锻造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种特大型环形锻件胎膜锻造方法，包括如下步骤：钢锭WHF法镦粗拔长‑下料‑坯料镦粗‑冲孔‑马杠扩孔‑胎膜固定坯料内孔旋压，最终成形时将胎膜固定在环形坯料内孔，然后锻压机施压宽砧，并通过宽砧将受力传递到旋压砧上，旋压砧沿环形坯料径向排砧旋压使金属主要沿径向流动，由于胎膜的阻力作用，在保证坯料高度减小、内孔尺寸不变的情况下，仅增加了外径尺寸，最终实现特大型环形锻件胎膜锻造成型。本发明所采用的通过采用内孔固定胎膜，旋压砧旋压坯料的高度方向，从而改变金属的流动方向，实现特大型环形锻件成型的方法，改变了传统自由锻特大型环形件马杠扩孔成形方法的思路，解决了特大型环形锻件锻压机械受限的难题。

Description

一种特大型环形锻件胎膜锻造方法
技术领域
本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种特大型环形锻件胎膜锻造方法。
背景技术
特大型环形锻件作为重载设备的关键部件，其性能的优劣直接关系到整台设备的运行安全和可靠性。随着设备制造朝重型化、大型化的方向发展，特大型环形锻件的需求量也随之增加。
某压力设备用的环形锻件直径7.4m、高度1.2m，其吨位重、规格大，超出了现有压机锻造极限，无法采用传统的马杠扩孔成形法和旋压扩孔法，通常采用铸造或者分成若干段进行弯曲锻造、焊接成型，不仅生产成本高，生产周期长，生产效率低，材料利用率不高，而且金属流线不完整，质量控制难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种特大型环形锻件胎膜锻造方法，以解决现有工艺制备特大型环形锻件的存在的问题，本发明改变了传统自由锻特大型环形件马杠扩孔成形方法的思路，可以实现部分特大型环圈锻件的锻造，从而更好的保证质量。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种特大型环形锻件胎膜锻造方法，包括以下步骤：
步骤一、首先采用锻压机对原始坯料进行镦粗，镦粗比为2.0～2.5，然后采用WHF法进行拔长下料，切除水、冒口余料，制成圆棒坯料，圆棒坯料的坯料高度与直径的比值在1.7～2.2之间；
步骤二、取步骤一的圆棒坯料沿高度方向镦粗至目标值后进行冲孔，形成齿轮坯料，其中，冲孔直径与镦粗后坯料直径的比值在2.4～3.2之间；
步骤三、取步骤二的齿轮坯料进行扩孔成形至环形坯料，扩孔后内孔尺寸近似等于胎膜外径；
步骤四、将胎膜固定在环形坯料内孔，旋压砧沿径向旋压环形坯料高度方向，直至环形坯料的外圆尺寸达到锻件工艺要求；
步骤五、修整锻件各部至工艺尺寸及形状。
进一步的，在步骤一对原始坯料进行镦粗之前，将原始坯料加热到1200~1250℃并充分保温，使原始坯料内外温度均匀一致。
进一步的，所述原始坯料为钢锭。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中将胎膜固定在环形坯料内孔，不仅能够精确控制内孔尺寸，而且在旋压成形时仅仅增加外圆尺寸，很好的实现了外圆超过压机极限的问题，改变了传统自由锻特大型环形件马杠扩孔成形方法的思路，不仅提高了生产效率，节省了制造成本，而且能够精准控形和保证各部尺寸，钢锭利用率高，金属流线完整，锻件品质好，符合先进绿色制造要求。
附图说明
图1是本发明平砧径向旋压锻造的示意图；
图中标记：1、胎膜，2、宽砧，3、旋压砧，4、环形坯料，5、回转台。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的原理如下：如图1所示，将胎膜1固定在环形坯料4内孔，然后锻压机施压宽砧2，并通过宽砧2将受力传递到旋压砧3上，旋压砧3沿环形坯料4径向排砧旋压使金属主要沿径向流动，由于胎膜1的阻力作用，改变了金属的流动方向，在保证坯料高度减小、内孔尺寸不变的情况下，仅仅增加了外径尺寸，实现特大型环形锻件胎膜锻造成型。
本发明所采用的技术方案如下：一种特大型环形锻件胎膜锻造方法，包括以下步骤：
步骤一、首先采用锻压机对原始坯料进行镦粗，原始坯料优选为钢锭，镦粗比为2.0～2.5，然后采用WHF法进行拔长下料，切除水、冒口余料，制成圆棒坯料，圆棒坯料的坯料高度与直径的比值在1.7～2.2之间；
步骤二、取步骤一的圆棒坯料沿高度方向镦粗至目标值后进行冲孔，形成齿轮坯料，其中，冲孔直径与镦粗后坯料直径的比值在2.4～3.2之间；
步骤三、取步骤二的齿轮坯料进行扩孔成形至环形坯料，扩孔后内孔尺寸近似等于胎膜外径；
步骤四、将胎膜固定在环形坯料内孔，旋压砧沿径向旋压环形坯料高度方向，直至环形坯料的外圆尺寸达到锻件工艺要求；
步骤五、修整锻件各部至工艺尺寸及形状。
进一步优化本方案，在步骤一对原始坯料进行镦粗之前，将原始坯料加热到1200~1250℃并充分保温，使原始坯料内外温度均匀一致。
本发明将胎膜固定在环形坯料内孔，主要作用为：1）改变金属流动方向，促使金属沿着径向向外圆流动，仅仅增加外圆尺寸；2）精确控制各部锻件留量及均匀性，提高钢锭利用率；3）解决了现有压机锻造受限问题，为特大型环形锻件提供一种可行锻造方法。
本发明主要适用于（D-d）／H≤4.0的特大型环形锻件。
以下以毛坯锻件轮廓尺寸φ7450×φ4800×1100mm为例，具体阐述特大型环形锻件胎膜锻造方法，由以下工序完成：
第一步：钢锭加热到1230℃左右并充分保温，使钢锭内外温度均匀一致；
第二步：钢锭镦粗、拔长下料，切除水、冒口余料；
第三步：将坯料镦粗成饼状结构，高度控制1800mm；
第四步：冲孔工序，冲孔直径1400mm；
第五步：马杠扩孔，扩孔后内径4800mm，近似等于胎膜外径（φ4720mm）；
第六步：坯料放置回转台5上，胎膜固定在环形坯料内孔，采用旋压砧3旋压坯料高度方向，直至环形坯料的外圆满足尺寸；
第七步：修整、出成品。
本发明很好的保证了锻件整体质量，各部尺寸可控性强，综合力学性能好，适用于（D-d）／H≤4.0特大型环形锻件的生产。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种特大型环形锻件胎膜锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、首先采用锻压机对原始坯料进行镦粗，镦粗比为2.0～2.5，然后采用WHF法进行拔长下料，切除水、冒口余料，制成圆棒坯料，圆棒坯料的坯料高度与直径的比值在1.7～2.2之间；
步骤二、取步骤一的圆棒坯料沿高度方向镦粗至目标值后进行冲孔，形成齿轮坯料，其中，冲孔直径与镦粗后坯料直径的比值在2.4～3.2之间；
步骤三、取步骤二的齿轮坯料进行扩孔成形至环形坯料，扩孔后内孔尺寸近似等于胎膜外径；
步骤四、将胎膜固定在环形坯料内孔，旋压砧沿径向旋压环形坯料高度方向，直至环形坯料的外圆尺寸达到锻件工艺要求；
步骤五、修整锻件各部至工艺尺寸及形状。
2.根据权利要求1所述的一种特大型环形锻件胎膜锻造方法，其特征在于：在步骤一对原始坯料进行镦粗之前，将原始坯料加热到1200~1250℃并充分保温，使原始坯料内外温度均匀一致。
3.根据权利要求1所述的一种特大型环形锻件胎膜锻造方法，其特征在于：所述原始坯料为钢锭。
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