CN113770661A - 一种高筒薄壁环件制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高筒薄壁环件制备工艺，包括如下步骤：S1，下料，S2，制坯，制坯利用胎模冲孔制坯；S3、轧制，轧制采用立式轧机轧制成形。本发明利用胎模冲孔制坯，然后采用立式轧机轧制成形，减少坯料的加热次数至1次，并且由于轧制成形比自由锻成形小型高筒薄壁环件精度高，采用本方法成形比传统自由锻成形可节省原材料30％以上。在节能、节材的同时得到了精度高、质量好的GH3128小型高筒薄壁环件。解决了自由锻造火次多、锻件精度低、材料利用率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种高筒薄壁环件制备工艺，属于筒环件的制备工艺技术领域。
背景技术
对目前的小型高筒薄壁环件的制备工艺，是采用自由锻造成形所得，获得的产品精度低、材料利用率低、锻造火次为3～4火次。同时存在端面缺肉、多边形等缺陷。
主要原因是小型高筒薄壁环件采用GH3128合金材料制成，GH3128合金材料在高温下工艺塑性也较低，且其再结晶温度高，再结晶速度慢，在变形温度下也具有较大的变形抗力。GH3128合金材料加热温度过高容易引起过热、过烧，若锻造过程温度过低，变形抗力急剧增大，易产生微裂纹和不均匀粗晶，导致环件存在端面缺肉、多边形等缺陷，而目前自由锻造温度范围仅100～150℃，这些特性都导致了GH3128小型高筒薄壁环件采用自由锻造存在火次多、锻件精度低、材料利用率低的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高筒薄壁环件制备工艺。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种高筒薄壁环件制备工艺，包括如下步骤：
S1，下料，
S2，制坯，制坯利用胎模冲孔制坯；
S3、轧制，轧制采用立式轧机轧制成形。
所述高筒薄壁环件制备工艺，是对GH3128合金制成的高筒薄壁环件制备工艺，高筒薄壁环件尺寸为外径Φ230×内径Φ150×高330mm。
所述S1，下料步骤为：取GH3128合金制成直径为Φ170mm、长400mm圆柱坯料，对坯料端面尖角进行倒圆角。
所述S1，下料步骤倒圆角的圆角尺寸为R10mm～R20mm。
所述S2，制坯步骤为：先将坯料加热，保温；坯料置于胎模中，上平砧和下平砧带动冲头冲压坯料，使得坯料平砧镦粗，冲孔芯料掉落堆积在坯料下部的下平砧上，倒出冲孔芯料和冲头；坯料趁热回炉，再加热保温后进行S3步骤；
在所述S2，制坯步骤中的坯料加热至1130℃～1150，保温110min～120min。
在所述S2，制坯步骤中，胎模、上平砧、冲头、下平砧先预热至200℃～250℃；
所述冲头为Φ95mm；在所述S2，制坯步骤中，所述上平砧、下平砧、冲头与坯料接触处需垫石棉。
在所述S2，制坯步骤中，所述坯料平砧镦粗至高度为340mm～360mm；
在所述S2，制坯步骤中，在倒出冲孔芯料和冲头后，将坯料平高度至330±3mm，上平砧和下平砧之间间隙由胎模控制；
在所述S2，制坯步骤中，在所述坯料趁热回炉后的加热1130℃下保温20min～30min后进行S3步骤。
所述S3、轧制步骤包括：
调整环轧机底板使其与主辊下底面齐平；
调整定位辊之间的距离在230mm～280mm，并将坯料放置在立式环轧机上，保证轧制时锻件的尺寸能够控制在公差范围内；
启动立式环轧机使主辊旋转；
使主辊从上至下移动与坯料接触，坯料受到主辊与芯辊挤压，壁厚减薄、内外径不断扩大，外径扩大至定位辊后结束轧制。
本发明的有益效果在于：本发明利用胎模冲孔制坯，然后采用立式轧机轧制成形，减少坯料的加热次数至1次，并且由于轧制成形比自由锻成形小型高筒薄壁环件精度高，采用本方法成形比传统自由锻成形可节省原材料30％以上。在节能、节材的同时得到了精度高、质量好的GH3128小型高筒薄壁环件。解决了自由锻造火次多、锻件精度低、材料利用率低的问题。
附图说明
图1是胎模的剖面结构示意图；
图2是对坯料进行制坯时状态的剖面结构示意图；
图2中：1-坯料；2-胎模；3-上平砧；4-冲头；5-下平砧；6-冲孔芯料；
图3是制坯后坯料的剖面结构示意图；
图4是高筒薄壁环件制备成型后的剖面结构示意图；
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图4所示。
实施例1
本发明的一种高筒薄壁环件制备工艺，该制备工艺是对尺寸外径为Φ230×内径为Φ150×高330mm的GH3128合金的小型高筒薄壁环件进行成型，包括如下步骤：
S1，下料：取GH3128合金制成直径为Φ170mm、长400mm圆柱坯料，对坯料端面尖角进行倒圆角，圆角为R10mm～R20mm，坯料如果不倒圆角，存在尖角的话，尖角处在锻造过程温度降低较快，尤其是GH3128这类高温合金，若存在尖角，锻造过程中尖角温度降低快，塑性降低，容易产生微裂纹，尖角处再结晶程度与其余区域不均匀，造成不均匀粗晶；
S2，制坯：先将坯料加热至1130℃，保温110min～120min，锻造前加热以降低变形抗力，提高塑性，提高金属流动性，GH3128锻造加热温度一般不超过1150℃，终锻温度要高于900℃，热透时间一般为0.6mm/min*有效厚度；胎模2、上平砧3、冲头4、下平砧5先预热至200℃～250℃，
然后将坯料1置于胎模2中，胎模见图1，上平砧3和下平砧5带动Φ95mm的冲头4冲压坯料1，带动上平砧3和下平砧5制坯的设备为2500T油压机，使得坯料1平砧镦粗至高度为340mm，见图2，冲孔芯料6掉落堆积在坯料1下部的下平砧5上，在上平砧3、下平砧5、冲头4与坯料1接触处需垫石棉；倒出冲孔芯料6和冲头4后，将坯料1平高度至330±3mm，上平砧3和下平砧5之间间隙由胎模2控制；
再然后倒出坯料1趁热回炉，在1130℃下保温20min～30min后进行S3步骤，此次加热是为了降低坯料变形抗力，为S3过程做准备；坯料在经过S2制坯后温度已经降低至邻近终锻温度，变形抗力增大，塑性急剧降低，若直接进行S3，成形难度大，容易产生微裂纹，获得图3所示的坯料；
S3、轧制：
首先调整环轧机底板使其与主辊下底面齐平；
其次，调整定位辊之间的距离在230mm，并将坯料放置在立式环轧机上，保证轧制时锻件的尺寸能够控制在公差范围内；
启动立式环轧机使主辊旋转；
使主辊从上至下移动与坯料接触，坯料受到主辊与芯辊挤压，壁厚减薄、内外径不断扩大，外径扩大至定位辊后结束轧制，轧制后的环件尺寸精度高，公差在±3mm内，环件质量良好，端面无缺肉，圆度较好，轧制成形后的环件结构见图4。
实施例2
S1，下料与实施例1相同。
S2，制坯：镦粗时坯料加热温度为1150℃，保温110min～120min，胎模中镦粗后高度为360mm。
S3、轧制：定位辊之间的间距为280mm，轧制后的环件外径为280.6mm，环件外径为280mm时，S3环轧工序变形量为40％左右，此例是为了证明制坯后环轧工序变形量在20％～40％都是可行的。
本发明利用胎模2冲孔制坯，然后采用立式轧机轧制成形，减少坯料的加热次数至1次，并且由于轧制成形比自由锻成形小型高筒薄壁环件精度高，采用本方法成形比传统自由锻成形可节省原材料30％以上。在节能、节材的同时得到了精度高、质量好的GH3128小型高筒薄壁环件。解决了自由锻造火次多、锻件精度低、材料利用率低的问题。
Claims (10)
1.一种高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1，下料，
S2，制坯，制坯利用胎模冲孔制坯；
S3、轧制，轧制采用立式轧机轧制成形。
2.如权利要求1所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：所述高筒薄壁环件制备工艺，是对GH3128合金制成的高筒薄壁环件制备工艺，高筒薄壁环件尺寸为外径Φ230×内径Φ150×高330mm。
3.如权利要求2所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：所述S1，下料步骤为：取GH3128合金制成直径为Φ170mm、长400mm圆柱坯料，对坯料端面尖角进行倒圆角。
4.如权利要求3所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：所述S1，下料步骤倒圆角的圆角尺寸为R10mm～R20mm。
5.如权利要求4所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：所述S2，制坯步骤为：先将坯料加热，保温；坯料(1)置于胎模(2)中，上平砧(3)和下平砧(5)带动冲头(4)冲压坯料(1)，使得坯料(1)平砧镦粗，冲孔芯料(6)掉落堆积在坯料(1)下部的下平砧(5)上，倒出冲孔芯料(6)和冲头(4)；坯料(1)趁热回炉，再加热保温后进行S3步骤。
6.如权利要求5所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：在所述S2，制坯步骤中的坯料加热至1130℃～1150，保温110min～120min。
7.如权利要求6所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：在所述S2，制坯步骤中，胎模(2)、上平砧(3)、冲头(4)、下平砧(5)先预热至200℃～250℃；
所述冲头(4)为Φ95mm；在所述S2，制坯步骤中，所述上平砧(3)、下平砧(5)、冲头(4)与坯料(1)接触处需垫石棉。
8.如权利要求7所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：在所述S2，制坯步骤中，所述坯料(1)平砧镦粗至高度为340mm～360mm。
9.如权利要求8所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：在所述S2，制坯步骤中，在倒出冲孔芯料(6)和冲头(4)后，将坯料(1)平高度至330±3mm，上平砧(3)和下平砧(5)之间间隙由胎模(2)控制；
在所述S2，制坯步骤中，在所述坯料(1)趁热回炉后的加热1130℃下保温20min～30min后进行S3步骤。
10.如权利要求9所述的高筒薄壁环件制备工艺，其特征在于：所述S3、轧制步骤包括：
调整环轧机底板使其与主辊下底面齐平；
调整定位辊之间的距离在230mm～280mm，并将坯料放置在立式环轧机上，保证轧制时锻件的尺寸能够控制在公差范围内；
启动立式环轧机使主辊旋转；
使主辊从上至下移动与坯料接触，坯料受到主辊与芯辊挤压，壁厚减薄、内外径不断扩大，外径扩大至定位辊后结束轧制。
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