CN116571670A - 一种提高模具钢锻透性的锻造工艺 - Google Patents
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Abstract
一种提高模具钢锻透性的锻造工艺，属于冶金锻造技术领域，解决模具钢锻透性的技术问题，解决方案为：在方坯开坯拔长工艺过程中，若由初始方坯制备八棱坯的过程中增加至少一步二次锻造制备方坯的工艺或者若干步二次锻造制备八棱坯的工艺，即本发明通过对锻造工艺进行优化，由初始方坯制备八棱坯的过程中，增加方坯锻方坯的道次，成品的探伤合格率显著提升；方坯到方坯的道次越接近成品规格，成品的探伤合格率越高；成材规格越小，成品的探伤合格率越高。
Description
技术领域
本发明属于冶金锻造技术领域，具体涉及的是一种提高模具钢锻透性的锻造工艺。
背景技术
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种，模具的材料是模具制造业的物质和技术基础，其应用广、附加值高，在国民经济中起着重要作用。因此，模具钢质量的优劣直接影响着产品的使用寿命。
目前，市场上模具钢主要以锻材为主，以4Cr5MoSiV1为例，目前针对提高模具钢锻透性的研究要通过提高锻比及增加镦锻的工艺实现，但镦粗工艺不仅导致材料损耗增加，而且直接导致产品的生产成本直线上升，属于高能耗产品。因此，生产过程中对锻造工艺的选择尤为重要，亟需通过研究开发一种模具钢锻造工艺，以提升4Cr5MoSiV1锻材的锻透性，满足市场对该产品的内部质量需求，实现节能降本提质增效的目的。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，解决模具钢锻透性的技术问题，提供一种提高模具钢锻透性的锻造工艺，避免采用高能耗、高损耗的镦粗工艺，在提升高模具钢产品质量的同时，达到降低生产成本，提产品的使用寿命的目的。
本发明的设计构思为：拔长变形示意图如图1所示，通常开坯拔长上铁量（即接砧量）为0.8b（b为砧子宽度），即10MN快锻机的砧宽为300mm，则上铁量为240mm。平砧拔长截面变形情况如图2所示，在砧宽不变的情况下，坯料的规格越接近240mm（即越小），锻造力越能传递到心部，进而坯料的心部得到充分变形，锻透性也就越好。
从锻造过程坯料的截面示意图如图2中，也可以清晰的看出，方坯到方坯的变形过程中，坯料与砧子接触面积大，可以传递到坯料心部的深度就越大，因此心部锻透性也就越好，而压八棱开坯，虽然变形速度快，但是锻透性不足。
本发明采用的技术方案为：一种提高模具钢锻透性的锻造工艺，其中：在方坯开坯拔长工艺过程中，若由初始方坯制备八棱坯的过程中增加至少一步二次锻造制备方坯的工艺或者若干步二次锻造制备八棱坯的工艺，即由初始方坯制备八棱坯的过程中，增加方坯锻方坯的道次，成品的探伤合格率显著提升；方坯到方坯的道次越接近成品规格，成品的探伤合格率越高；成材规格越小，成品的探伤合格率越高。
进一步地，所述方坯开坯拔长工艺为：方坯→方坯→方坯→八棱坯→荒圆坯；
第一火次：用平砧将宽度600mm×高度600mm×长度2000mm的钢锭开坯至宽度500mm×高度500mm的方坯；
第二火次：第一道次：用平砧开坯至宽度400mm×高度400mm的方坯；
第二道次：用平砧开坯至宽度350mm×高度350mm的方坯；
第三道次：用平砧倒八棱，成荒圆，用圆弧砧子拔长，制得直径为350mm的模具钢锻坯成品。
进一步地，所述方坯开坯拔长工艺为：方坯→八棱坯→方坯→八棱坯→荒圆坯；
第一火次：用平砧将宽度350mm×高度350mm×长度2000mm的钢锭开坯至宽度500mm×高度500mm的方坯；
第二火次：第一道次：用平砧倒八棱开坯至对边距离为450mm的八棱坯；
第二道次：用平砧开坯至宽度350mm×高度350mm的方坯；
第三道次：用平砧倒八棱，成荒圆，用圆弧砧子拔长，制得直径为350mm的模具钢锻坯成品。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明通过对锻造工艺进行优化，增加方坯锻方坯的道次，成品的探伤合格率显著提升；方坯到方坯的道次越接近成品规格，成品的探伤合格率越高；成材规格越小，成品的探伤合格率越高。
附图说明
图1为拔长变形示意图；
图2为平砧拔长截面变形情况示意图；
图3为实施例1中方坯开坯拔长工艺坯料截面变化示意图；
图4为实施例2中方坯开坯拔长工艺坯料截面变化示意图；
图5为对比例中方坯开坯拔长工艺坯料截面变化示意图；
图6为实施例1、实施例2与对比例制得的成品的探伤合格率对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种提高模具钢锻透性的锻造工艺，其中：在方坯开坯拔长工艺过程中，若由初始方坯制备八棱坯的过程中增加至少一步二次锻造制备方坯的工艺或者若干步二次锻造制备八棱坯的工艺。本具体实施方式采用不同拔长工艺探索4Cr5MoSiV1锻材锻透性的影响，选用同一冶炼炉次的八角锭作为原料，加热工艺一致，成材规格为φ350mm（根据现有工装规格选择，减少工装对成品锻透性的影响），分别采用实施例1、实施例2和对比例三种不同的拔长锻造工艺成材，成材后对比其探伤检验结果。
原料加热温度一致，开始锻造温度范围要求一致，终锻温度要求一致，锻后球化退火，锻造设备为快锻机，平砧子及圆弧砧子的宽度均为300mm。
探伤标准：超声波探伤按GB/T6402-2008钢锻件超声检测方法应符合该标准的4级质量要求。
实施例1
本实施例1中，所述方坯开坯拔长工艺为：方坯→方坯→方坯→八棱坯→荒圆坯（如图3所示）；
第一火次：用平砧将宽度600mm×高度600mm×长度2000mm的钢锭开坯至宽度500mm×高度500mm的方坯；
第二火次：第一道次：用平砧开坯至宽度400mm×高度400mm的方坯；
第二道次：用平砧开坯至宽度350mm×高度350mm的方坯；
第三道次：用平砧倒八棱，成荒圆，用圆弧砧子拔长，制得直径为350mm的模具钢锻坯成品。
实施例2
本实施例2中，所述方坯开坯拔长工艺为：方坯→八棱坯→方坯→八棱坯→荒圆坯；
第一火次：用平砧将宽度350mm×高度350mm×长度2000mm的钢锭开坯至宽度500mm×高度500mm的方坯；
第二火次：第一道次：用平砧倒八棱开坯至对边距离为450mm的八棱坯；
第二道次：用平砧开坯至宽度350mm×高度350mm的方坯；
第三道次：用平砧倒八棱，成荒圆，用圆弧砧子拔长，制得直径为350mm的模具钢锻坯成品。
对比例
本对比例中，所述方坯开坯拔长工艺为：方坯→八棱坯→八棱坯→八棱坯→荒圆坯（如图5所示）；
第一火次：用平砧将宽度350mm×高度350mm×长度2000mm的钢锭开坯至宽度500mm×高度500mm的方坯；
第二火次：第一道次：用平砧倒八棱开坯至对边距离为450mm的八棱坯；
第二道次：用平砧倒八棱开坯至对边距离为400mm的八棱坯；
第三道次：用平砧倒八棱开坯至对边距离为350mm的八棱坯，成荒圆，用圆弧砧子拔长，制得直径为350mm的模具钢锻坯成品。
如图6所示，实施例1与实施例2的成品探伤合格率比较接近，说明越接近成品规格时的方坯锻至方坯的拔长工艺对锻材内部锻透性影响越显著。锻造工艺中，由方坯锻方坯的道次越多，成品的探伤合格率越高；方坯到方坯的道次越接近成品规格，成品的探伤合格率越高；成材规格越小，成品的探伤合格率越高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种提高模具钢锻透性的锻造工艺，其特征在于：在方坯开坯拔长工艺过程中，若由初始方坯制备八棱坯的过程中增加至少一步二次锻造制备方坯的工艺或者若干步二次锻造制备八棱坯的工艺。
2.根据权利要求1所述的一种提高模具钢锻透性的锻造工艺，其特征在于：所述方坯开坯拔长工艺为：方坯→方坯→方坯→八棱坯→荒圆坯；
第一火次：用平砧将宽度600mm×高度600mm×长度2000mm的钢锭开坯至宽度500mm×高度500mm的方坯；
第二火次：第一道次：用平砧开坯至宽度400mm×高度400mm的方坯；
第二道次：用平砧开坯至宽度350mm×高度350mm的方坯；
第三道次：用平砧倒八棱，成荒圆，用圆弧砧子拔长，制得直径为350mm的模具钢锻坯成品。
3.根据权利要求1所述的一种提高模具钢锻透性的锻造工艺，其特征在于：所述方坯开坯拔长工艺为：方坯→八棱坯→方坯→八棱坯→荒圆坯；
第一火次：用平砧将宽度350mm×高度350mm×长度2000mm的钢锭开坯至宽度500mm×高度500mm的方坯；
第二火次：第一道次：用平砧倒八棱开坯至对边距离为450mm的八棱坯；
第二道次：用平砧开坯至宽度350mm×高度350mm的方坯；
第三道次：用平砧倒八棱，成荒圆，用圆弧砧子拔长，制得直径为350mm的模具钢锻坯成品。
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