CN114160723A - 一种薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，包括如下步骤：准备铸坯原料；将所述热轧管生产用料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1250℃～1270℃；在穿管机作用下进行穿孔以获得规定的热轧管料径向尺寸；将热轧管料按下料规格采用锯床进行切分；将切分后的热轧管管料放置在燃气炉中进行加热保温；在压力机作用下将加热后的热轧管料放入并压入第一制坯冲胀模具的二分之一，再将第一制坯外模模具压入获得成形前制坯料；将成形前制坯料放置在燃气炉中进行加热保温；在压力机作用下，将加热后的成形前制坯料放入并压入第二成形冲胀模具的三分之二，再将第二成形外模模具压入形成即获得薄壁大喇叭形状零件的锻件。
Description
技术领域
本发明涉及一种喇叭形状零件制作方法，特别是一种薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法。
背景技术
本产品我司一开始采用φ500mm规格的连铸坯圆棒料直接进行生产，耗用的材料定额非常大，另外必须对连铸坯进行反复多火次镦粗拔长改锻，尽可能将原棒料铸态组织破碎并细化晶粒，最后再将改锻后的坯料放入胎膜模具镦粗冲孔成形(成形后的锻件见图4)。在改锻过程中，反复镦粗与拔长过程中人为操作因素对棒料本身的变形均匀性不如热轧管穿孔过程靠机器设备保证的变形均匀，同时改锻坯料变形量不如热轧管穿大，导致对铸态组织破碎及晶粒细化程度不如热轧管料，从而在纵向力学性能上不高。采用连铸坯圆棒料生产，增加了改锻镦粗与拔长过程，除了消耗定额非常大外，还增加了改锻过程占用设备及耗用能源，延长了产品制造周期。若采用改锻+碾环+胎模锻造，因工序增加，延长了产品制造周期并大大增加了各方面成本，同时碾环制的坯的表面质量及高度控制均不理想。
发明内容
本发明的目的在于：提出了一种薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，用以锻造方式制作最终产品的理化参数达标的锻件，以合理的手段提高产生质量，降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，包括如下步骤：
步骤一，准备铸坯原料，先使用锯床将Q345B实心连铸坯原材料进行切分，得到热轧管生产用料；
步骤二，将所述热轧管生产用料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1250℃～1270℃；
步骤三，在穿管机作用下进行穿孔以获得规定的热轧管料径向尺寸，管料长度方向为倍尺料；
步骤四，将热轧管料按下料规格采用锯床进行切分；
步骤五，将切分后的热轧管管料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1150℃～1180℃；
步骤六，在压力大于3000t的压力机作用下，将加热后的热轧管料放入并压入第一制坯冲胀模具的二分之一，再将第一制坯外模模具压入获得成形前制坯料；
步骤七，将成形前制坯料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1150℃～1180℃；
步骤八，在压力大于3000t的压力机作用下，将加热后的成形前制坯料放入并压入第二成形冲胀模具的三分之二，再将第二成形外模模具压入形成即获得薄壁大喇叭形状零件的锻件。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括步骤九，将锻件放置于电炉中进行加热保温，加热温度为920℃，保温时间按有效壁厚×2min/mm计算。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：步骤二保温时间为250min。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：步骤五保温时间为30min。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：步骤八中获得薄壁大喇叭形状零件的锻件之后，应将锻件表面的折叠、毛刺等缺陷打磨干净，并采用机械机加的方式机加去除毛边。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：进一步对锻件进行肉眼检测是否存在裂纹，如果有裂纹即为不合格；如果没有裂纹，即需要对锻件进行超声波探伤。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，用以锻造方式制作最终产品的理化参数达标的锻件，以合理的手段提高产生质量，从整体流程着手以降低薄壁大喇叭形状零件的综合生产成本。
本方法制得的薄壁大喇叭形状零件质量好，且优化了生产工艺，缩短了制作周期，控制了成本损耗。
附图说明
图1为以本发明方法获得的薄壁大喇叭形状零件的锻件示意图；
图2为本发明的制坯终了时模具与制坯锻件的位置示意图；
图3为本发明的锻件成形终了时模具与成形锻件的位置图；
图4为背景技术方法获得的薄壁大喇叭形状零件的锻件示意图。
图中：1-第一制坯冲胀模具、2-第一制坯外模模具、3-成形前制坯料、4-薄壁大喇叭形状零件的锻件、5-第二成形冲胀模具、6-第二成形外模模具。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参阅图1-4，一种薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，包括如下步骤：
首先是准备铸坯原料，先使用锯床将φ500mm规格的Q345B实心连铸坯原材料切取1件，长度为3900±3mm，得到热轧管生产用料；
然后将所述热轧管生产用料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度控制为不高于1270℃，不低于1250℃，保温时间为250min，以使所述热轧管生产用料获得足够的塑性承受下一步的变形；
然后在穿管机作用下，进行穿孔后获得规定的热轧管料径向尺寸，成形规格为φ485±5×φ362±5×8500mm，该长度8500mm为管料长度方向的倍尺长度，包含了660mm尺寸的倍数和锯口消耗后确定的尺寸；
然后将热轧管料按下料规格采用锯床进行切分，切分长度660mm；
然后将热轧管管料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1150℃～1180℃，保温时间为30min，以使热轧管管料获得足够的塑性承受下一步的变形；
然后在压力大于3000t的压力机作用下，将加热后的热轧管料放入并压入第一制坯冲胀模具1的二分之一，再将第一制坯外模模具2压入获得成形前制坯料3，制坯终了时模具与制坯锻件的位置示意图如图2；
然后将成形前制坯料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1150℃～1180℃，保温时间为20min，以使成形前制坯料获得足够的塑性承受下一步的变形；
最后在压力大于3000t的压力机作用下，将加热后的成形前制坯料放入并压入第二成形冲胀模具5的三分之二，再将第二成形外模模具6压入形成即获得薄壁大喇叭形状零件的锻件4，锻件成形终了时模具与成形锻件的位置图如图3，锻件产品可详见图1。
进一步地，将锻件放置于电炉中进行加热保温，加热温度为920℃，保温时间为170min(保温时间按有效壁厚×2min/mm计算)，以此使锻件获得细化均匀的组织，从而消除内应力并提高锻件产品的塑形和韧性。在对锻件进行消除内应力并提高锻件产品的塑形和韧性作业前，应将锻件表面的折叠、毛刺等缺陷打磨干净，并采用机械机加的方式机加去除毛边。同时需要进一步对锻件进行肉眼检测是否存在裂纹，如果有裂纹即为不合格；如果没有裂纹，即需要对锻件进行超声波探伤。如果锻件不合格则不需要对其进行进一步的处理。
在上述步骤完成后，可根据需要对锻件产品进行进一步的精密机械加工已制作薄壁大喇叭形状零件，同时在薄壁大喇叭形状零件产品明确部位采用电刻笔等进行规定的标记，并对产品进行防锈及包装处理。进一步对薄壁大喇叭形状零件进行检验，将力学性能、探伤、尺寸、标识及表面质量合格的零件包装入库。
除探伤外(方法包括超声波探伤)，本产品的指标要求还包括，测试硬度HB(d)应为4.4～5.4，抗拉强度不小于450MPa，屈服强度不小于295MPa，延伸率不小于25％。
采用本方法获得的薄壁大喇叭形状零件可获得优异的质量参数，纵向理化检测参数如下表：
如果使用冷轧冲压或板材卷制，这不能获得质量参数或探伤要求，如果采用常规锻造，则会导致质量参数不稳定，主要缺陷在于不能精准控制原材料尺寸，表面质量不达标，导致废品率高，钢材原料浪费严重。
本方法采用热轧管管料进行后续进一步锻造成形的方式是一种较新的成形方式，在成形精度、质量和效率方面有着较大的优势，比直接采用胎膜锻造成形更接近零件的几何形状，同时直接采用穿管料能够更精准的控制中间坯尺寸精度减少过程精度控制对坯料的消耗浪费，节约的原材料约为50％，完好的表面质量保证了锻造的正常周期。锻件较好的保留了热轧管管料本身较好的纵向性能，并在锻造中可以获得一定的提升，如图1，采用本方法成形的锻件成形后几何形状接近零件，因而在后续粗加工时加工效率提高明显，加工费用减小明显，竞争优势非常显著。
还有一点就是，利用穿管机处理的热轧管生产用料是在穿孔机的作用下将加热后的实心圆棒料变为空心的壁厚均匀的管坯料，其获得的管坯料几何尺寸精度高且内外表面较光滑，无肉眼可见的折叠、裂纹等表面缺陷。经热轧后的管坯料，焊合了气泡、裂纹及疏松等铸造缺陷，破碎了铸造组织，形成细密的晶粒，消除了冶金缺陷，大大改善了组织及力学性能，特别是改善了管料纵向力学性能。该方法以普通连铸钢为基材，比直接购买压铸铸坯节省了很大的成本，同时也比专门以压铸的方式节约成本，并且其优异的表面性能为后期的工艺排序剔除了初步的打磨，节约了工艺，降低了时间成本，缩短了生产周期。
再有，对比图1和图4，最终的薄壁大喇叭形状零件由锻件经过进一步的精密机械加工(去除材料加工)获得。原方法获得的锻件如图4，抛开产品理化性能不讲，图4中的锻件进一步加工的工作量较大，耗时耗力，成本高；本方法获得的锻件如图1，零件制作的加工工时能够获得缩短，降低了加工难度，进一步缩减了制作成本。并且本方法获得的零件硬度HB(d)≤4.8。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，准备铸坯原料，先使用锯床将Q345B实心连铸坯原材料进行切分，得到热轧管生产用料；
步骤二，将所述热轧管生产用料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1250℃～1270℃；
步骤三，在穿管机作用下进行穿孔以获得规定的热轧管料径向尺寸，管料长度方向为倍尺料；
步骤四，将热轧管料按下料规格采用锯床进行切分；
步骤五，将切分后的热轧管管料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1150℃～1180℃；
步骤六，在压力大于3000t的压力机作用下，将加热后的热轧管料放入并压入第一制坯冲胀模具的二分之一，再将第一制坯外模模具压入获得成形前制坯料；
步骤七，将成形前制坯料放置在燃气炉中进行加热保温，加热温度为1150℃～1180℃；
步骤八，在压力大于3000t的压力机作用下，将加热后的成形前制坯料放入并压入第二成形冲胀模具的三分之二，再将第二成形外模模具压入形成即获得薄壁大喇叭形状零件的锻件。
2.根据权利要求1所述的薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，其特征在于：还包括步骤九，将锻件放置于电炉中进行加热保温，加热温度为920℃，保温时间按有效壁厚×2min/mm计算。
3.根据权利要求1所述的薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，其特征在于：步骤二保温时间为250min。
4.根据权利要求1所述的薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，其特征在于：步骤五保温时间为30min。
5.根据权利要求1所述的薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，其特征在于：步骤八中获得薄壁大喇叭形状零件的锻件之后，应将锻件表面的折叠、毛刺等缺陷打磨干净，并采用机械机加的方式机加去除毛边。
6.根据权利要求5所述的薄壁大喇叭形状零件的锻造成形方法，其特征在于：进一步对锻件进行肉眼检测是否存在裂纹，如果有裂纹即为不合格；如果没有裂纹，即需要对锻件进行超声波探伤。
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