CN112626419B - 大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺 - Google Patents

大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112626419B
CN112626419B CN202011494015.XA CN202011494015A CN112626419B CN 112626419 B CN112626419 B CN 112626419B CN 202011494015 A CN202011494015 A CN 202011494015A CN 112626419 B CN112626419 B CN 112626419B
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
steel ingot
temperature
treatment
main shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011494015.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112626419A (zh
Inventor
王旭颖
牛玉温
谢延安
宋国旺
王志军
胡运宝
李宏柏
常春青
彭彩霞
闫晓燕
刘世超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Original Assignee
Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan Heavy Industry Co Ltd filed Critical Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Priority to CN202011494015.XA priority Critical patent/CN112626419B/zh
Publication of CN112626419A publication Critical patent/CN112626419A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112626419B publication Critical patent/CN112626419B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大型主轴单真空钢锭锻件的制造工艺，包括单真空钢锭冶炼工序、锻造工序、热处理工序，在单真空钢锭冶炼工序中，对钢锭材料成分进行内控；锻造工序包括四火次的锻造，在第一火锻造中，对上锭身压把、压圆、错底，在第二火锻造中，将锻件镦粗、压圆，在第三火锻造中，将锻件再次墩粗、压圆，在第四火锻造中，将锻件拔长、号印、锻出台阶、修正至锻件要求的尺寸；热处理工序包括均温处理、淬火处理、高温回火处理，在均温处理中，将锻件加热到650±10℃保温9h，在淬火处理中，将锻件加热到820～860℃保温16h～21h，然后进行液冷淬火4～6h，在高温回火处理中，将锻件加热到600～640℃保温35～50h。本发明首创了大型主轴单真空钢锭锻件的制造方法。

Description

大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺
技术领域
本发明属于锻造技术领域，更具体地涉及一种大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺。
背景技术
锻件粗加工尺寸为
Figure BDA0002841546460000011
的大型主轴单真空钢锭锻件目前还没有对应的制造方法，为满足市场需要，有必要研发一种大型主轴单真空钢锭锻件的制造工艺。
发明内容
为此，本发明首创了一种大型主轴单真空钢锭锻件的制造工艺，包括单真空钢锭冶炼工序、锻造工序、热处理工序，其中：
在所述单真空钢锭冶炼工序中，将钢锭材料成分的质量百分比控制为：C：0.23～0.26％、Mn：0.23～0.28％、Si：0.17～0.32％、P≤0.01％、S≤0.01％、Cr：1.65～1.90％、Ni：3.50～3.80％、Cu≤0.15％、Mo：0.20～0.50％、V：0.05～0.13％；
所述锻造工序包括四火次的锻造，其中，在第一火锻造中，对上锭身压把、压圆、错底；在第二火锻造中，将锻件镦粗、压圆，镦粗后采用宽砧强压法拔长，压下量控制为坯料高度的16～20％；在第三火锻造中，将锻件再次墩粗、压圆，镦粗后采用宽砧强压法拔长，压下量控制为坯料高度的16～20％；在第四火锻造中，将锻件拔长、按图号印、锻出台阶、修正至锻件要求的尺寸规格；
所述热处理工序包括均温处理、淬火处理、高温回火处理，其中，在均温处理中，将锻件加热到650±10℃，保温9h；在淬火处理中，将锻件加热到820～860℃，保温16h～21h，然后进行液冷淬火4～6h；在高温回火处理中，将锻件加热到600～640℃，保温35～50h。
优选地，在所述锻造工序中，锻造温度范围控制为1240～850℃，锻造比控制为5.9。
优选地，在所述热处理工序中，在进行均温处理前，先将锻件在300～350℃下保温7h。
优选地，在所述热处理工序中，在进行均温处理时，将锻件按50℃/h加热到650±10℃。
优选地，在所述热处理工序中，液冷淬火的终冷温度控制在200～300℃。
优选地，在所述热处理工序中，液冷淬火后，将锻件在250～300℃温度下保温10h。
优选地，在所述热处理工序中，在高温回火处理时，将锻件按30℃/h加热到600～640℃，然后炉冷，温度≤200℃后出炉。
本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺，创新性地首次解决了大型主轴单真空钢锭锻件的制造问题，采用适合的锻造工艺，解决了锻件成形及探伤问题；采用合理的热处理工艺，解决了产品组织及机械性能问题。利用本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺制得的大型主轴单真空钢锭锻件的性能一次性合格，组织稳定，机械性能符合要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
图1是本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺的流程示意图；
图2a、图2b、图2c、图2d是本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺的锻造工序各步骤中锻件变形形态示意图；
图3是本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺的热处理工序的时序示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺主要适用于材质为25Cr2Ni4MoV的
Figure BDA0002841546460000021
大型主轴单真空钢锭锻件的制造，主要包括单真空钢锭冶炼工序、锻造工序、热处理工序，以下结合图1、图2a、图2b、图2c、图2d、以及图3详细描述本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺。
本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺中的单真空钢锭冶炼工序
在单真空钢锭冶炼工序中，对钢锭材料成分进行内控，将钢锭材料成分的质量百分比控制为：C：0.23～0.26％、Mn：0.23～0.28％、Si：0.17～0.32％、P≤0.01％、S≤0.01％、Cr：1.65～1.90％、Ni：3.50～3.80％、Cu≤0.15％、Mo：0.20～0.50％、V：0.05～0.13％。
优选地，在上述单真空钢锭冶炼工序中，使用优质废钢来冶炼钢锭，内控原材料化学成分，确保满足最终性能及探伤要求。
本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺中的锻造工序
(1)锻造温度范围控制为1240～850℃，在该温度范围内，锻件具有有较好的塑形和较低的变形抗力；
(2)锻造比控制为5.9，该锻造比能有效消除锻件的组织缺陷，打碎铸态树枝晶，提高锻件的纵向及切向力学性能能；
(3)锻造工序的具体过程为：
a、第一火锻造：对上锭身压把、压圆、错底，锻件变形形态如图2a所示。其中，上锭身压把的目的是锻造压出
Figure BDA0002841546460000031
的台阶，方便锻造过程中操作机夹持钢锭，为后面的工序做准备；压圆的目的是对钢锭进行预变形，避免表面开裂的风险；错底目的是将钢锭底部缺陷直接去除，避免缺陷带入锭身；
b、第二火锻造：将锻件镦粗、压圆，锻件变形形态如图2b所示。其中，镦粗后采用宽砧强压法拔长，压下量控制为坯料高度的16～20％；
c、第三火锻造：将锻件再次墩粗、压圆，锻件变形形态如图2c所示。其中，镦粗后采用宽砧强压法拔长，压下量控制为坯料高度的16～20％；
d、第四火锻造：将锻件拔长、按图号印、锻出台阶、修正至锻件要求的尺寸规格，锻件变形形态如图2d所示。
在上述锻造工序中，在第二火锻造之后增加类似的第三火锻造的目的在于增加锻造比，破坏铸态树枝状组织，细化内部组织晶粒，增大材料强度，提高锻件的韧性和抵抗破坏的能力。
在上述锻造工序中，明确了锻造火次为四火次，采用三次拔长+两次镦粗成型，镦粗后拔长均采用宽砧强压法，有效去除钢锭内部缺陷，确保最终探伤合格。
本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺中的热处理工序
(1)均温处理：先将锻件在300～350℃下保温7h，避免锻件内应力过大；然后将锻件按50℃/h加热到650±10℃，保温9h，其原因是：锻件表面温度为650℃左右，已进入塑性状态，而心部温度只有350～500℃，仍处于弹性状态，锻件很容易在心部形成裂纹或使原有的裂纹扩大，故在650±10℃的温度下保温9h，使锻件内外温度一致；
(2)淬火处理：采用高温正火和液淬处理方式，将锻件加热到820～860℃，保温16h～21h，由此可以细化奥氏体晶粒，使组织均匀化；然后进行液冷淬火4～6h，终冷温度控制在200～300℃，然后将锻件在250～300℃温度下保温10h；
(3)高温回火处理：将锻件按30℃/h加热到600～640℃，保温35～50h，然后炉冷，温度≤200℃后出炉，通过上述高温回火处理，消除锻件淬火时产生的内应力和脆性，防止变形和开裂，锻件回火后得到细小的索氏体组织，抗拉强度高、且具有良好的塑性和韧性，获得最佳的材料综合力学性能，而且降低硬度，以利于切削加工。
本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺，创新性地首次解决了大型主轴单真空钢锭锻件的制造问题，采用适合的锻造工艺，解决了锻件成形及探伤问题；采用合理的热处理工艺，解决了产品组织及机械性能问题。利用本发明的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺制得的大型主轴单真空钢锭锻件的性能一次性合格，组织稳定，机械性能符合要求。
需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (2)

1.一种大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺，其特征在于，所述大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺用于制造尺寸为
Figure FDA0003674181010000011
大型主轴单真空钢锭锻件，包括单真空钢锭冶炼工序、锻造工序、热处理工序，其中：
在所述单真空钢锭冶炼工序中，将钢锭材料成分的质量百分比控制为：C：0.23～0.26％、Mn：0.23～0.28％、Si：0.17～0.32％、P≤0.01％、S≤0.01％、Cr：1.65～1.90％、Ni：3.50～3.80％、Cu≤0.15％、Mo：0.20～0.50％、V：0.05～0.13％；
所述锻造工序包括四火次的锻造，其中，在第一火锻造中，对上锭身压把、压圆、错底；在第二火锻造中，将锻件镦粗、压圆，镦粗后采用宽砧强压法拔长，压下量控制为坯料高度的16～20％；在第三火锻造中，将锻件再次镦粗、压圆，镦粗后采用宽砧强压法拔长，压下量控制为坯料高度的16～20％；在第四火锻造中，将锻件拔长、按图号印、锻出台阶、修正至锻件要求的尺寸规格；
所述热处理工序包括均温处理、淬火处理、高温回火处理，其中，在均温处理中，将锻件加热到650±10℃，保温9h；在淬火处理中，将锻件加热到820～860℃，保温16h～21h，然后进行液冷淬火4～6h；在高温回火处理中，将锻件加热到600～640℃，保温35～50h；
在所述热处理工序中，在高温回火处理时，将锻件按30℃/h加热到600～640℃，然后炉冷，温度≤200℃后出炉；
在所述热处理工序中，在进行均温处理前，先将锻件在300～350℃下保温7h，以避免锻件内应力过大；
在所述热处理工序中，在淬火处理时，液冷淬火的终冷温度控制在200～300℃，液冷淬火后，将锻件在250～300℃温度下保温10h；
在所述锻造工序中，锻造温度范围控制为1240～850℃，锻造比控制为5.9。
2.如权利要求1所述的大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺，其特征在于，在所述热处理工序中，在进行均温处理时，将锻件按50℃/h加热到650±10℃。
CN202011494015.XA 2020-12-17 2020-12-17 大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺 Active CN112626419B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011494015.XA CN112626419B (zh) 2020-12-17 2020-12-17 大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011494015.XA CN112626419B (zh) 2020-12-17 2020-12-17 大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112626419A CN112626419A (zh) 2021-04-09
CN112626419B true CN112626419B (zh) 2022-08-30

Family

ID=75316656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011494015.XA Active CN112626419B (zh) 2020-12-17 2020-12-17 大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112626419B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113967717A (zh) * 2021-09-26 2022-01-25 江苏裕隆锻造有限公司 一种减少410阀体锻件缺陷裂纹的锻造方法
CN114293102B (zh) * 2021-12-31 2022-07-29 振宏重工(江苏)股份有限公司 一种17CrNiMo6锻件的制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2854215B2 (ja) * 1993-03-30 1999-02-03 株式会社日本製鋼所 金属材料の熱間鍛錬方法
CN103642996A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 太原重工股份有限公司 一种合金钢锻件的制造方法和热处理方法
CN103894792A (zh) * 2014-02-26 2014-07-02 陕西华威锻压有限公司 全纤维组织大型单法兰防爆电机主轴锻件加工方法
CN109735763A (zh) * 2018-12-31 2019-05-10 宝鼎科技股份有限公司 25X2H4MфA合金钢大型汽轮机转轴锻件及制备方法
CN111069495A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 太原重工股份有限公司 特大截面合金钢锻件的制造工艺

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10309445B2 (en) * 2014-08-19 2019-06-04 Ellwood National Investment Corp. Net shaped forgings for power generation/transfer shafts

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2854215B2 (ja) * 1993-03-30 1999-02-03 株式会社日本製鋼所 金属材料の熱間鍛錬方法
CN103642996A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 太原重工股份有限公司 一种合金钢锻件的制造方法和热处理方法
CN103894792A (zh) * 2014-02-26 2014-07-02 陕西华威锻压有限公司 全纤维组织大型单法兰防爆电机主轴锻件加工方法
CN109735763A (zh) * 2018-12-31 2019-05-10 宝鼎科技股份有限公司 25X2H4MфA合金钢大型汽轮机转轴锻件及制备方法
CN111069495A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 太原重工股份有限公司 特大截面合金钢锻件的制造工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN112626419A (zh) 2021-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109371344B (zh) Gh4169合金棒材的锻造工艺
CN112626419B (zh) 大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺
CN110257617B (zh) 大规格20SiMn主轴的锻造及热处理方法
CN112442634B (zh) 一种高强高韧型大型马氏体不锈钢环锻件及其制造方法
CN111069495B (zh) 特大截面合金钢锻件的制造工艺
CN110918845A (zh) 一种提高钛合金棒材成材率的锻造方法
CN113102546B (zh) Gh4202镍基高温合金管材及其制备方法
CN110614339A (zh) 大锻件的锻造方法
CN114160747B (zh) 一种材料为gh4169的细晶盘件的锻造方法
CN111687369B (zh) 一种压裂泵用石油阀块的锻造方法
CN107866660A (zh) 一种模具钢材加工工艺
CN108441613A (zh) 一种时效硬化型塑料模具钢防白点控制方法
CN102836946A (zh) 600mw机组汽轮机末级动叶片辊锻成形工艺
CN112410618B (zh) Gh4698高温合金模具制备方法
CN107442721A (zh) 一种模具的热锻造工艺
CN108277445B (zh) 一种7075铝合金抽芯铆钉钉体的热处理方法
CN113512628A (zh) 一种改善20Cr13锻坯晶粒度的退火工艺
CN110586823B (zh) 一种铝合金超温锻造方法
CN117415262A (zh) 高超声波探伤等级tc18钛合金模锻件制备方法及产品
CN109022738B (zh) 一种耐低温冲击CrMo合金钢锻圆的制备方法
CN111100976A (zh) 玻璃模具用钢锻后防止开裂的热处理工艺
CN108866298B (zh) 一种Cr12MoV钢的锻造热处理工艺
CN104439999B (zh) 一种高耐磨锤上模锻上模的制造方法
CN110814249B (zh) 一种不锈钢长管类锻件的成形方法
CN114346605A (zh) 一种f91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant