CN113059103B - 一种不锈钢泵体锻件成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不锈钢泵体锻件成型工艺，其使得不锈钢材料适用于近成型技术，使得原材料成本降低、后续切削加工周期短，降低了整个不锈钢泵体的综合成本。(1)用仿真模拟软件进行成形仿真，选择出最佳的变形条件、设计并制作模具；(2)选择圆截面不对称冲孔方式锻件，锻件毛坯形状接近成品形状；锻件加工成型过程中，控制最终成形时最后一火次各变形部分有10‑15％的变形量，控制奥氏体不锈钢组织晶粒粗大，达到形变强化效果，性能合格，探伤合格；(3)探伤合格后的近成型锻件进行固溶处理，之后进行硬度试验和检验试验后参照图纸进行机加工切削；(4)将经过机加工切削后的产品经过探伤合格后，进行包装交付。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢泵体制作的技术领域，具体为一种不锈钢泵体锻件成型工艺。
背景技术
奥氏体不锈钢具有非常好的塑性、冲击韧性及良好的耐腐蚀性，是压力容器设备中广泛使用的材料，特别在高温、高压、耐腐蚀要求高的环境中具有不可替代的作用。随着石化装备技术的不断进步，对奥氏体不锈钢材料的使用越来越广泛，对其性能的要求越来越高。用锻件代替铸件的使用将越来越多，这是发展的必然趋势。然而不锈钢锻件合金含量高，变形抗力大，自由锻造的难度大，对结构复杂的大型泵体类锻件采用近净成形工艺难度更大，为此，现有的不锈钢泵体锻件成型不能采用近成型技术，使得整个泵件的原材料成本高、后续切削加工周期长。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种不锈钢泵体锻件成型工艺，其使得不锈钢材料适用于近成型技术，使得原材料成本降低、后续切削加工周期短，降低了整个不锈钢泵体的综合成本。
一种不锈钢泵体锻件成型工艺，其特征在于：(1)选用材料和最终力学性能满足ASTM A182 F321材料规范要求的不锈钢钢锭，用仿真模拟软件进行成形仿真数值模拟，分析温度、压力、变形过程、应变场，选择出最佳的变形条件、设计并制作专用工装模具；
(2)选择圆截面不对称冲孔方式锻件，锻件毛坯形状接近成品形状，最大限度的实现近净成形锻造；锻件加工成型过程中，控制最终成形时最后一火次各变形部分有10-15％的变形量，温度范围控制在900-1180℃,锻后下水冷却，控制奥氏体不锈钢组织晶粒粗大，达到形变强化效果，性能合格，探伤合格；
(3)探伤合格后的近成型锻件进行固溶处理，之后进行硬度试验和检验试验后参照图纸进行机加工切削；
(4)将经过机加工切削后的产品经过探伤合格后，进行后续产品包装交付。
其进一步特征在于：
步骤(1)中仿真模拟软件具体为Forge仿真模拟软件；
步骤(2)中近净成形锻造的具体加工步骤如下：
a钢锭加热且均匀热透，之后用宽砧强压压实工艺进行镦拔制坯，保证压实锻透，组织致密，探伤符合要求；
b制坯：第一火，温度950-1250℃,钢锭切去冒口和水口；第二火，温度 900-1200℃,采用宽砧强压压实工艺进行多趟锻造开坯，锻扁方；
c模具成形，压偏心扁方：温度900-1200℃,一端拔孔，放入模具中成形并压偏心扁方，按照设定偏心距进行制作；
d最终成形：温度900-1180℃,各部分变形量10-15％，扁方锻出大圆角，双面按照设定尺寸冲孔，修正整个坯件的尺寸。
其更进一步特征在于：
原材料获得后需要进厂复验化学成分，对照原材料质量证明书、满足ASTM A182F321标准；
固溶处理的具体操作如下：加热温度1050℃，均温保温20小时，出炉并快速放入冷却循环水池中冷却，冷透后出水，使得力学性能满足Rm≥515MPa， Rp0.2≥205MPa，A≥30％，Z≥50％，HBW131～187。
采用上述技术方案后，相对于传统的自由锻压机成型工艺，锻件最大可能的接近零件形状，从而使毛坯重量降低30％以上，切削加工工时减少80％，锻件综合成本降低50％以上；其使得不锈钢材料适用于近成型技术，使得原材料成本降低、后续切削加工周期短，降低了整个不锈钢泵体的综合成本。
附图说明
图1为本发明工艺所对应的具体制作产品的图纸；
图2为采用原有工艺制作坯件的尺寸示意图；
图3为采用本发明的工艺制作坯件的尺寸示意图。
具体实施方式
一种不锈钢泵体锻件成型工艺：(1)选用材料和最终力学性能满足ASTM A182F321材料规范要求的不锈钢钢锭，用仿真模拟软件进行成形仿真数值模拟，分析温度、压力、变形过程、应变场，选择出最佳的变形条件、设计并制作专用工装模具；(2)选择圆截面不对称冲孔方式锻件，锻件毛坯形状接近成品形状，最大限度的实现近净成形锻造；锻件加工成型过程中，控制最终成形时最后一火次各变形部分有10-15％的变形量，温度范围控制在 900-1180℃,锻后下水冷却，控制奥氏体不锈钢组织晶粒粗大，达到形变强化效果，性能合格，探伤合格；(3)探伤合格后的近成型锻件进行固溶处理，之后进行硬度试验和检验试验后参照图纸进行机加工切削；(4)将经过机加工切削后的产品经过探伤合格后，进行后续产品包装交付。
步骤(1)中仿真模拟软件具体为Forge仿真模拟软件；
步骤(2)中近净成形锻造的具体加工步骤如下：
a钢锭加热且均匀热透，之后用宽砧强压压实工艺进行镦拔制坯，保证压实锻透，组织致密，探伤符合要求；
b制坯：第一火，温度950-1250℃,钢锭切去冒口和水口；第二火，温度 900-1200℃,采用宽砧强压压实工艺进行多趟锻造开坯，锻扁方；
c模具成形，压偏心扁方：温度900-1200℃,一端拔孔，放入模具中成形并压偏心扁方，按照设定偏心距进行制作；
d最终成形：温度900-1180℃,各部分变形量10-15％，扁方锻出大圆角，双面按照设定尺寸冲孔，修正整个坯件的尺寸。
原材料获得后需要进厂复验化学成分，对照原材料质量证明书、满足ASTM A182F321标准；
固溶处理的具体操作如下：加热温度1050℃，均温保温20小时，出炉并快速放入冷却循环水池中冷却，冷透后出水，使得力学性能满足Rm≥515MPa， Rp0.2≥205MPa，A≥30％，Z≥50％，HBW131～187；
探伤均为超声波探伤，满足NB/T47013.3标准Ⅱ级合格。
具体实施例，按照本发明工艺制作图1的产品，步骤(2)近净成形锻造的具体加工步骤如下：
a钢锭加热且均匀热透，之后用宽砧强压压实工艺进行镦拔制坯，保证压实锻透，组织致密，探伤符合要求；
b制坯：第一火，温度950-1250℃,钢锭切去冒口和水口；第二火，温度 900-1200℃,采用宽砧强压压实工艺进行8趟锻造开坯，锻扁方 980mm×1200mm×1500mm；
c模具成形，压偏心扁方：温度900-1200℃,一端拔一端拔￠980mm×400mm，放入模具中成形并压偏心扁方1350mm×1150mm×1000mm，偏心距110mm；
d最终成形：温度900-1180℃,各部分变形量10-15％，扁方锻出大圆角，双面按照设定尺寸冲孔￠500mm，￠250mm，修正尺寸 1515mm×1280mm×850mm+￠90mm0×370mm。
其原理如下：其根据仿真模拟软件的模拟参数，设计并制作专用工装模具，选择最优的工艺方法，合理分配材料，控制各部分变形尺寸，特别是控制偏心锻造，保证锻件各部位变形均匀，锻件形状最大可能的接近零件形状，且选择合适的冲孔模具，控制不对称冲孔时产生过大的冲孔毛刺问题；并控制最后一火的变形温度和变形量，对外圆及法兰部分留有一定的变形量，使不锈钢组织不产生晶粒粗大现象，保证探伤合格。相对于传统的自由锻压机成型工艺，锻件最大可能的接近零件形状，从而使毛坯重量降低30％以上，切削加工工时减少80％，锻件综合成本降低50％以上；其使得不锈钢材料适用于近成型技术，使得原材料成本降低、后续切削加工周期短，降低了整个不锈钢泵体的综合成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种不锈钢泵体锻件成型工艺，其特征在于：
(1)选用材料和最终力学性能满足ASTM A182 F321材料规范要求的不锈钢钢锭，用仿真模拟软件进行成形仿真数值模拟，分析温度、压力、变形过程、应变场，选择出最佳的变形条件、设计并制作专用工装模具；
(2)选择圆截面不对称冲孔方式锻件，锻件毛坯形状接近成品形状，最大限度的实现近净成形锻造；锻件加工成型过程中，控制最终成形时最后一火次各变形部分有10-15％的变形量，温度范围控制在900-1180℃,锻后下水冷却，控制奥氏体不锈钢组织晶粒粗大，达到形变强化效果，性能合格，探伤合格；
(3)探伤合格后的近成型锻件进行固溶处理，之后进行硬度试验和检验试验后参照图纸进行机加工切削；
(4)将经过机加工切削后的产品经过探伤合格后，进行后续产品包装交付；
步骤(2)中近净成形锻造的具体加工步骤如下，a钢锭加热并均匀热透，之后用宽砧强压压实工艺进行镦拔制坯，保证压实锻透，组织致密，探伤符合要求；
b制坯：第一火，温度950-1250℃,钢锭切去冒口和水口；第二火，温度900-1200℃,采用宽砧强压压实工艺进行多趟锻造开坯，锻扁方；
c模具成形，压偏心扁方：温度900-1200℃,一端拔孔，放入模具中成形并压偏心扁方，按照设定偏心距进行制作；
d最终成形：温度900-1180℃,各部分变形量10-15％，扁方锻出大圆角，双面按照设定尺寸冲孔，修正整个坯件的尺寸。
2.如权利要求1所述的一种不锈钢泵体锻件成型工艺，其特征在于：步骤(1)中仿真模拟软件具体为Forge仿真模拟软件。
3.如权利要求1所述的一种不锈钢泵体锻件成型工艺，其特征在于：原材料获得后需要进厂复验化学成分，对照原材料质量证明书、满足ASTM A182F321标准。
4.如权利要求1所述的一种不锈钢泵体锻件成型工艺，其特征在于，固溶处理的具体操作如下：加热温度1050℃，均温保温20小时，出炉并快速放入冷却循环水池中冷却，冷透后出水，使得力学性能满足Rm≥515MPa，Rp0.2≥205MPa，A≥30％，Z≥50％，HBW131～187。
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