CN111822634A - 一种提高模具钢均质性的控形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高模具钢均质性的控形方法，本发明先将钢锭镦粗拔长后锻制成圆棒锻坯，然后将圆棒锻坯经过镦粗、冲孔、扩孔后，采用芯轴将环形锻坯拔长成筒形锻坯，分别沿筒形锻坯的纤维方向、径向分割成若干弧形锻坯，并展平成矩形锻坯，再将矩形锻坯沿切向进行1次镦粗变形、径向进行2次镦粗+1次拔长变形，最后修整各部、出成品。本发明通过差异化控制金属各向变形量，在保证轴向性能的同时，提高了模具钢沿径向、切向的力学性能，满足模具钢均质性要求；中间制坯时通过镦粗、冲孔锻制成空心锻坯，去除了心部品质不高部位；芯棒拔长工序主要增加轴向拔比、进一步提高纤维方向的变形量，保证了锻件整体质量。

Description

一种提高模具钢均质性的控形方法

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种提高模具钢均质性的控形方法。

背景技术

材质为4Cr5MoSiV1的模具钢锻件的技术标准要求检验夹杂物、晶粒度、超声波探伤、力学性能等项目，力学性能要求检验锻件横向、纵向和切向三向指标，且对锻件总体均质性要求较高。

目前，该种模具钢锻件主要采取钢锭（锻坯）沿着纤维方向或者多向反复镦粗拔长为主的工艺，总体变形量或者某个方向变形量过大，传统工艺不仅没有去除钢锭心部质量不良部分，而且单向或者多向反复镦粗拔长没有做到差异化控制各向变形量，增加了不必要的动能消耗，不符合绿色制造要求。

发明内容

为解决现有的模具钢锻件锻造总体变形量控制不合理的问题，本发明提供了一种提高模具钢锻件均质性的控形方法，采用本发明的方法能够合理、精准控制锻件各个方向的锻造变形量，避免了不必要的单一方向或者多向反复镦粗拔长，提高了锻件的均质性，也提高了锻件生产效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种提高模具钢均质性的控形方法，包括以下步骤：

步骤一、钢锭经镦粗拔长后，锻制成圆棒锻坯，切除水、冒口余料后进行下料；

步骤二、取步骤一的圆棒锻坯加热到1220±10℃后执行镦粗冲孔工序，锻制成空心锻坯；

步骤三、采用马杠、马架将步骤二的空心锻坯扩孔至所需的芯棒直径，形成环形锻坯；

步骤四、采用芯棒、圆弧砧工装将步骤三的环形锻坯拔长至筒形锻坯，提高轴向变形量；

步骤五、将步骤四的筒形坯料分别沿纵向、径向分割成若干弧形锻坯，然后将弧形锻坯展平成矩形锻坯；

步骤六、将步骤五的矩形锻坯沿切向进行1次镦粗，增加切向变形量；

步骤七、将步骤六镦粗后的矩形锻坯进行2次镦粗、1次拔长后锻制成成品。

进一步的，所述步骤一中，镦粗拔长的次数为1次。

进一步的，所述步骤五中，所述的弧形锻坯的数量为9个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中将钢锭依次进行镦粗冲孔、扩孔、拔长后锻制成筒形锻坯，分别沿筒形锻坯轴向、切向切割分段成弧形锻坯，并通过加热展平成矩形锻坯，然后沿着矩形锻坯切向、径向分别进行镦粗拔长，并按照特定工艺锻制出成品，该方法根据模具钢均质性的要求，差异化的控制各个方向的变形量，实现更加精准、合理控制模具钢锻件各向变形量，避免一味增加横向、切向、径向总体锻造变形量的现象，更有利于提高模具钢均质性，也提高了生产效率，节省了制造成本，符合绿色制造要求。

附图说明

图1是本发明一种提高模具钢均质性的控形方法的锻造流程示意图。

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。

如图1所示，一种提高模具钢锻件均质性的控形方法，其工艺流程为：采用钢锭镦拔下料-镦粗冲孔-扩孔-芯轴拔长-分割-展平-切向1次镦粗-径向2次镦粗+1次拔长-六面平整、出成品，具体过程为：

步骤一、钢锭镦粗拔长1次，锻制成圆棒锻坯，切除水、冒口余料后进行下料；

步骤二、取步骤一的圆棒锻坯加热到1220±10℃后执行镦粗冲孔工序，锻制成空心锻坯；

步骤三、采用马杠、马架将步骤二的空心锻坯扩孔至所需的芯棒直径，形成环形锻坯；

步骤四、采用芯棒、圆弧砧工装将步骤三的环形锻坯拔长至筒形锻坯，提高轴向变形量；

步骤五、将步骤四的筒形坯料分别沿纵向、径向分割成若干弧形锻坯，然后将弧形锻坯展平成矩形锻坯；

步骤六、将步骤五的矩形锻坯沿切向进行1次镦粗，增加切向变形量；

步骤七、将步骤六镦粗后的矩形锻坯进行2次镦粗、1次拔长后锻制成成品。

本发明中，所述的钢锭镦粗拔长工序主要是提高模具钢锻件轴向性能，即提高锻件纤维方向性能；所述的镦粗冲孔工序去除了钢锭心部质量不良的部分，避免了心部缺陷；所述的芯棒拔长工序主要增加轴向拔比、进一步提高纤维方向的变形量；所述的沿矩形坯料切向进行镦粗，主要目的增加切向变形量，提高切向性能；所述的沿径向进行2次镦粗+1次拔长，重点是增加径向变形量，提高径向性能，改善径向性能总体偏低的问题。

本发明采用将钢锭镦粗、冲孔、扩孔、拔长锻制成筒形锻坯后，分别沿轴向、切向切割分段成弧形锻坯，并展平至矩形锻坯，然后沿着切向、径向分别进行镦粗拔长的方法，主要作用为：

1）镦粗冲孔时去除钢锭心部质量不良的部位，避免心部缺陷，更好的保证了模具钢锻件均质性。

2）锻制成筒形坯料增加轴向的变形量，提高纤维方向的性能。

3）针对矩形截面坯料增加径向、切向的镦粗拔长工序，而轴向不在进行镦粗拔长，合理、精准的控制了各个方向的总体变形量，避免不必要的单向或多向反复镦粗拔长，达到精确控形目的。

下面以毛坯锻件轮廓尺寸1000×600×300mm为例，具体阐述模具钢均质性的控形方法，由以下工序完成：

第一步、钢锭加热到1220℃左右并充分保温后执行钢锭预处理工序；

第二步、钢锭经镦粗（φ1650×H950mm）、拔长、切除水冒口余料后下料（φ1150×H1950mm）；

第三步、将坯料镦粗成饼状结构（φ1700×H850mm），执行冲孔工序（φ1700×φ450×H850mm）和扩孔工序（φ1800×φ750×H865mm）；

第四步、环形锻坯采用φ710mm芯轴拔长至约φ1350×φ710×L1850mm的筒形锻坯；

第五步、筒形锻坯沿轴向、径向分割成9段弧状锻坯；

第六步、将弧形坯料展平至矩形锻坯，沿矩形锻坯切向进行1次镦粗工序；

第七步、坯料沿着径向进行2次镦粗、1次拔长工序；

第八步、六面平整、出成品。

采用本发明锻制出的模具钢锻件均质性控形方法很好的保证了锻件整体质量，适合大批量的中小型模具钢锻件的生产，生产效率高，合格率90%以上，创造了客观的经济价值。

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)

1.一种提高模具钢均质性的控形方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、钢锭经镦粗拔长后，锻制成圆棒锻坯，切除水、冒口余料后进行下料；

步骤二、取步骤一的圆棒锻坯加热到1220±10℃后执行镦粗冲孔工序，锻制成空心锻坯；

步骤三、采用马杠、马架将步骤二的空心锻坯扩孔至所需的芯棒直径，形成环形锻坯；

步骤四、采用芯棒、圆弧砧工装将步骤三的环形锻坯拔长至筒形锻坯，提高轴向变形量；

步骤五、将步骤四的筒形坯料分别沿纵向、径向分割成若干弧形锻坯，然后将弧形锻坯展平成矩形锻坯；

步骤六、将步骤五的矩形锻坯沿切向进行1次镦粗，增加切向变形量；

步骤七、将步骤六镦粗后的矩形锻坯进行2次镦粗、1次拔长后锻制成成品。

2.根据权利要求1所述的一种提高模具钢均质性的控形方法，其特征在于：所述步骤一中，镦粗拔长的次数为1次。

3.根据权利要求1所述的一种提高模具钢均质性的控形方法，其特征在于：所述步骤五中，所述的弧形锻坯的数量为9个。

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