CN112570609A - 一种内直孔件的锻造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种内直孔件的锻造工艺。本发明精确称取金属坯料后加热并碾成环状，然后进行二次加热后保温。将环状金属坯料放入预热的锻造模具中进行锻造；其中，锻造模具包括成型下模、成型上模和冲头；成型下模中央开设有恰好容纳冲头的沉孔，成型上模中央开设有供冲头穿过的竖直管穿孔；锻造时，环状金属坯料水平置于成型下模上，冲头先落入沉孔占据中央的位置，然后成型上模下落对环状金属坯料进行锻造；锻造完成后，先提起冲头，然后在提起成型上模，取出工件。按照本发明的工艺能够直接锻造出内壁规整的内直孔锻件，且锻件的体相和表面均获得了优异的力学性能。

Description

一种内直孔件的锻造工艺
技术领域
本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种内直孔件的锻造工艺。
背景技术
锻件是指通过对金属坯料进行锻造变形而得到的工件或毛坯。锻件因具有较优异的力学性能而得到广泛的应用。然而，采用传统锻造工艺锻造内直孔件时，中间不可避免地出现连皮，需要通过后续机加工得到内直孔件，导致生产效率下降以及生产成本增加，同时还影响成孔内表面的强度。另外，开发合理的锻造工艺提高锻件的力学性能也是金属加工的一个重要的研究方向。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种内直孔件的锻造工艺，包括以下步骤：
(S1)将金属坯料加热后碾成环状，然后二次加热至1170～1190℃，并保温60min以上；
(S2)将步骤(S1)得到的经二次加热的环状金属坯料放入预热的锻造模具中进行锻造；其中，锻造模具包括成型下模、成型上模和冲头；成型下模中央开设有恰好容纳冲头的沉孔，成型上模中央开设有供冲头穿过的竖直管穿孔；锻造时，环状金属坯料水平置于成型下模上，冲头先落入沉孔占据中央的位置，然后成型上模下落对环状金属坯料进行锻造；锻造完成后，先提起冲头，然后在提起成型上模，取出工件。
其中，金属坯料按重量百分比计包括以下成分：
C：0.15％～0.23％
Si：0.2％～0.25％
Mo：0.15％～0.20％
Mn：0.65％～1.00％
Ni：1.20％～1.50％
Cr：0.60％～0.80％
N：0.008％～0.0016％
S：≤0.03％
P：≤0.025％
余量为Fe和不可避免的杂质。
优选地，步骤(S2)中，锻造模具的预热温度为290～320℃。
进一步地，步骤(S1)中，金属坯料加热前进行精确称重。
优选地，步骤(S1)中，金属坯料加热至1080～1120℃后碾成环状。
优选地，步骤(S1)中，将金属坯料以160～180℃/h的升温速率加热至1105℃后碾成环状。
优选地，步骤(S1)中，二次加热为以120～130℃/h的升温速率加热至1180℃，并保温120min。
有益效果：本发明提供的内直孔件的锻造工艺，锻造时对模具进行预热，利用冲头占据内直孔处的位置，避免金属坯料无序流动，从源头上避免连皮产生，从而直接锻造出内壁规整的内直孔件，减少后续机加工成本，提高成孔内壁的强度和整体性；由于金属坯料的无序流动得到了有效控制，使得金属坯料的用量有条件进行精确称量，也使锻件产品的精度得到进一步提升。另外，本发明对金属坯料的成分进行深度优化，并配合优化相应的锻造工艺参数，降低内部应力，减少晶界间脆化相的产生，避免锻造开裂，提高体相和表面的均一性，最终获得了优于常规锻件的综合性能。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐明本发明，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本发明，并不是一种限制。
实施例1
一种内直孔件的锻造工艺，包括以下步骤：
(S1)精确称取金属坯料，以170℃/h的升温速率加热至1105℃后碾成环状，然后以130℃/h的升温速率二次加热至1180℃，并保温120min。
(S2)将步骤(S1)得到的经二次加热的环状金属坯料放入预热至295℃的锻造模具中进行锻造；其中，锻造模具包括成型下模、成型上模和冲头；成型下模中央开设有恰好容纳冲头的沉孔，成型上模中央开设有供冲头穿过的竖直管穿孔；锻造时，环状金属坯料水平置于成型下模上，冲头先落入沉孔占据中央的位置，然后成型上模下落对环状金属坯料进行锻造；锻造完成后，先提起冲头，然后在提起成型上模，取出工件。
本实施例中，所述金属坯料按重量百分比计包括以下成分：
C：0.19％
Si：0.20％
Mo：0.18％
Mn：0.85％
Ni：1.35％
Cr：0.70％
N：0.0012％
S：≤0.03％
P：≤0.025％
余量为Fe和不可避免的杂质。
实施例2
一种内直孔件的锻造工艺，包括以下步骤：
(S1)精确称取金属坯料，以160℃/h的升温速率加热至1080℃后碾成环状，然后以120℃/h的升温速率二次加热至1170℃，并保温60min。
(S2)将步骤(S1)得到的经二次加热的环状金属坯料放入预热至290℃的锻造模具中进行锻造；其中，锻造模具包括成型下模、成型上模和冲头；成型下模中央开设有恰好容纳冲头的沉孔，成型上模中央开设有供冲头穿过的竖直管穿孔；锻造时，环状金属坯料水平置于成型下模上，冲头先落入沉孔占据中央的位置，然后成型上模下落对环状金属坯料进行锻造；锻造完成后，先提起冲头，然后在提起成型上模，取出工件。
本实施例中，所述金属坯料按重量百分比计包括以下成分：
C：0.15％
Si：0.20％
Mo：0.15％
Mn：0.65％
Ni：1.20％
Cr：0.60％
N：0.008％
S：≤0.03％
P：≤0.025％
余量为Fe和不可避免的杂质。
实施例3
一种内直孔件的锻造工艺，包括以下步骤：
(S1)精确称取金属坯料，以180℃/h的升温速率加热至1120℃后碾成环状，然后以130℃/h的升温速率二次加热至1190℃，并保温180min。
(S2)将步骤(S1)得到的经二次加热的环状金属坯料放入预热至320℃的锻造模具中进行锻造；其中，锻造模具包括成型下模、成型上模和冲头；成型下模中央开设有恰好容纳冲头的沉孔，成型上模中央开设有供冲头穿过的竖直管穿孔；锻造时，环状金属坯料水平置于成型下模上，冲头先落入沉孔占据中央的位置，然后成型上模下落对环状金属坯料进行锻造；锻造完成后，先提起冲头，然后在提起成型上模，取出工件。
本实施例中，所述金属坯料按重量百分比计包括以下成分：
C：0.23％
Si：0.25％
Mo：0.20％
Mn：1.00％
Ni：1.50％
Cr：0.80％
N：0.0016％
S：≤0.03％
P：≤0.025％
余量为Fe和不可避免的杂质。
对上述实施例制得的锻件样品分别在体相和内孔面处进行取样，进行力学性能测试，测试结果如表1所示。按照本发明的工艺锻造制得的锻件产品，内孔处及体相内均能够取得非常优异的综合性能，其强度明显优于类似组分的常规锻件。
表1性能测试结果
Figure BDA0002829608580000071
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种内直孔件的锻造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（S1）将金属坯料加热后碾成环状，然后二次加热至1170~1190℃，并保温60min以上；
（S2）将步骤（S1）得到的经二次加热的环状金属坯料放入预热的锻造模具中进行锻造；其中，锻造模具包括成型下模、成型上模和冲头；成型下模中央开设有恰好容纳冲头的沉孔，成型上模中央开设有供冲头穿过的竖直管穿孔；锻造时，环状金属坯料水平置于成型下模上，冲头先落入沉孔占据中央的位置，然后成型上模下落对环状金属坯料进行锻造；锻造完成后，先提起冲头，然后在提起成型上模，取出工件。
2.根据权利要求1所述的内直孔件的锻造工艺，其特征在于：所述金属坯料按重量百分比计包括以下成分：
C：0.15%~0.23%
Si：0.2%~0.25%
Mo：0.15%~0.20%
Mn：0.65%~1.00%
Ni：1.20%~1.50%
Cr：0.60%~0.80%
N：0.008%~0.0016%
S：≤0.03%
P：≤0.025%
余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的内直孔件的锻造工艺，其特征在于：步骤（S2）中，锻造模具的预热温度为290~320℃。
4.根据权利要求2所述的内直孔件的锻造工艺，其特征在于：步骤（S1）中，金属坯料加热前进行精确称重。
5.根据权利要求4所述的内直孔件的锻造工艺，其特征在于：步骤（S1）中，金属坯料加热至1080~1120℃后碾成环状。
6.根据权利要求5所述的内直孔件的锻造工艺，其特征在于：步骤（S1）中，将金属坯料以160～180℃/h的升温速率加热至1105℃后碾成环状。
7.根据权利要求6所述的内直孔件的锻造工艺，其特征在于：步骤（S1）中，二次加热为以120～130℃/h的升温速率加热至1180℃，并保温120min。
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