CN116765313A - 一种fxm-19反应器轴锻件锻造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于特殊钢锻造技术领域，具体涉及一种FXM‑19反应器轴锻件锻造工艺。该工艺通过对原料进行表面精整处理，选择合适的加热炉，设计合理的加热工艺，利用1800吨径向精锻机进行两次锻造，合理设计每一火次变形过程，控制精锻机每道次下锤量和拉打速度，以满足FXM‑19反应器轴锻件表面质量及晶粒度要求。该工艺适用于表面极易开裂、长度不低于10米的特殊钢锻造。
Description
技术领域
本发明属于特殊钢锻造技术领域，具体涉及一种FXM-19反应器轴锻件锻造工艺，该工艺适用于表面极易开裂、长度不低于10米的特殊钢锻造。
背景技术
FXM-19钢为高合金奥氏体不锈钢，其化学成分组成为：C≤0.06％，Si≤1.0％，Mn：4.0％～6.0％，P≤0.035％，S≤0.02％，Cr：20.5％～23.5％，Mo：1.5％～3.0％，Ni：11.5％～13.5％，V:0.1％～0.3％，N：0.2％～0.4％，Nb：0.01％～0.3％，Al≤0.03％。
FXM-19反应器轴锻件的直径为230mm，长度为11米，属于高合金细长棒类锻件，锻造难度大，表面极易开裂，又长度较长，锻后晶粒度不低于5级，更加增加了该产品的锻造难度。目前，在锻造企业锻造该产品时，经常出现锻造表面开裂报废或锻后晶粒度不合格现象，致使该产品成为行业内锻造难题。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种解决FXM-19反应器轴锻件锻造开裂报废及晶粒度不合格问题的FXM-19反应器轴锻件锻造工艺，以解决FXM-19反应器轴锻件类产品锻造难题。
本发明的目的是这样实现的：
一种FXM-19反应器轴锻件锻造工艺，锻造工艺按照如下工艺进行：
步骤1)、对电渣锭进行表面精整处理，精整要求：电渣锭表面通身打磨处理，将表面裂纹、气孔、麻坑、残渣、结疤的目视可见缺陷清理干净，表面若存在渣沟、接痕或截痕、与基体无平滑过渡的凹坑，需打磨干净，清理深、宽、长比例为1:6:10；
步骤2)、对精整后的电渣锭进行加热，加热工艺曲线为：在350℃～400℃温度下保温4小时，后以80℃每小时的升温速度升温至1220℃，保温6小时，加热炉要求距离精锻机不得超过20米，加热结束后，快速将电渣锭出炉锻造；
步骤3)、采用1800吨径向精锻机首次锻造，锻造该产品前，先锻造其他产品，以保证精锻机的上料轨道、操纵机夹爪、锤头为热状态，精锻机锻造频率设定为180次每分钟，锤头选用R280锤头，锻造终锻温度≥960℃，采用欧普士测温枪测温，件温低于960℃立即返炉加热，将锻造完的坯料采用油压机错平锭尾，并利用坯料余热进行热校直，要求弯曲度不得超3mm每米，坯料空冷处理至室温；
第1火次先锻造电渣锭的锭尾端至精锻机交接处，锻造3道次，首道次下锤量30mm，其余道次下锤量40-50mm，交接斜台处分3个台阶。冒口端锻造1道次，下锤量30mm。第1火次锻造完，返炉加热，1220℃保温2小时。其余火次，将坯料锻造至工艺规定直径，每道次下锤量40-50mm，锻造完的坯料长度控制在加热炉有效加热长度减去200-300mm范围内，以保证二次锻造时坯料能够装进加热炉且二次锻造用时控制在8分钟之内；
步骤4)、采用车床对坯料进行扒皮处理，将表面裂纹扒皮干净，台阶处圆滑过渡；
步骤5)、选择1台或2台加热炉对扒皮后的坯料进行加热，加热工艺曲线为：350℃～400℃温度下保温3小时，后以80℃每小时的升温速度升温至1220℃，保温5小时，加热炉要求距离精锻机不得超过20米，加热结束后，快速将坯料出炉锻造；
若选用1台加热炉加热，为保证坯料加热效果，前一支坯料出炉锻造，下一支坯料保温1小时后再出炉锻造；若选用2台加热炉加热，则2台加热炉里的坯料轮流出炉锻造；
步骤6)、采用1800吨径向精锻机进行二次锻造，在锻造该产品前，先锻造其他产品，以保证精锻机的上料轨道、操纵机夹爪、锤头为热状态，精锻机锻造频率设定为180次每分钟，锤头选用R180锤头；
二次锻造的坯料长度已超加热炉有效加热范围，不能再返炉加热，坯料必须1火次锻造完毕，又件温低裂纹风险加剧，要求精锻机2-3道次8分钟内锻造完毕，前面道次锻打速度大于4米每分钟，最后1道次2-3米每分钟锻造，每道次下锤量30-50mm；
步骤7)、锻后坯料空冷处理
本发明产生的积极效果如下：
1、采用本发明的锻造工艺可有效解决FXM-19反应器轴锻件锻造开裂报废及晶粒度不合格问题。
2、本发明的锻造工艺思路，已推广至表面极易开裂、长度不低于10米的特殊钢锻造上应用。
具体实施方式
为了充分了解本发明的创造性，在实施例中将详细对一种FXM-19反应器轴锻件锻造工艺作介绍，以充分说明发明内容。
一种FXM-19反应器轴锻件锻造工艺：锻造工艺按照如下工艺进行：
FXM-19反应器轴锻件，锻坯直径为250mm，长度11700mm，电渣锭重量为5.85吨，电渣锭的中间部位直径数量6支。
步骤1)、对电渣锭进行表面精整处理，精整要求：电渣锭表面通身打磨处理，将表面裂纹、气孔、麻坑、残渣、结疤等目视可见缺陷清理干净，表面若存在渣沟、接痕(或截痕)、与基体无平滑过渡的凹坑，需打磨干净，清理深、宽、长比例为1:6:10。
步骤2)、选择3号加热炉对精整后的6支电渣锭进行加热，加热曲线为：350℃保温4小时，后以80℃每小时的升温速度升温至1220℃，保温6小时；3号加热炉为台车蓄热式加热炉，有效加热长度6.8米，距离1800吨径向精锻机15米。加热结束后，快速将电渣锭出炉锻造。
步骤3)、采用1800吨径向精锻机首次锻造，锻造该产品前，已锻造过42CrNo精锻件产品，上料轨道、操纵机夹爪、锤头为热状态；精锻机锻造频率设定为180次每分钟，锤头选用R280锤头，锻造终锻温度≥960℃，采用欧普士测温枪测温，件温低于960℃立即返炉加热；
第1火次电渣锭的锭尾端锻至变形过程：/>交接斜台处分3个台阶，冒口端锻造1道次至/>变形过程：/>采用欧普士测温枪测得件温分别为962℃、967℃、963℃、962℃、965℃、964℃；第1火次锻造完，3支坯料返进4号炉加热，3支坯料返进3号加热炉，1220℃保温2小时，4号加热炉为台车蓄热式加热炉，有效加热长度6.8米，距离1800吨径向精锻机18米；保温结束后，第2火次，先锻造冒口端至变形过程：/>后锻造锭尾端至/>变形过程：/> 采用欧普士测温枪测得件温974℃、983℃、975℃、967℃、972℃、971℃；第2火次锻造完，3支坯料返进4号炉加热，3支坯料返进3号加热炉，1220℃保温2小时；保温结束后，第3火次，通身锻至/>变形过程：/> 采用欧普士测温枪测得件温984℃、983℃、978℃、981℃、979℃、981℃，此时坯料长度分别为6580mm、6600mm、6620mm、6580mm、6608mm、6620mm、6605mm；将锻造完的坯料采用油压机错平锭尾，并利用坯料余热进行热校直，校直后测得弯曲度分别为1mm每米、1.10mm每米、1.12mm每米、1.13mm每米、1.09mm每米、1.05mm每米。坯料空冷处理至室温。
步骤4)、采用车床对坯料进行扒皮处理，将表面裂纹扒皮干净，台阶处圆滑过渡。
步骤5)、选择3号和4号加热炉对扒皮后的坯料进行加热，加热曲线为：350℃保温3小时，后以80℃每小时的升温速度升温至1220℃，保温5小时。3号和4号加热炉的坯料轮流出炉锻造。
步骤6)、采用1800吨径向精锻机二次锻造。锻造该产品前，已锻造过38CrMoAl产品，精锻机的上料轨道、操纵机夹爪、锤头为热状态；精锻机锻造频率设定为180次每分钟，锤头选用R180锤头；1800吨径向精锻机将坯料锻至热变形过程：第1道次锻打速度分别为6米每分钟、5.8米每分钟、5.6米每分钟、5.6米每分钟、5.6米每分钟、5.7米每分钟，第2道次锻打速度分别为5.5米每分钟、5.5米每分钟、5.3米每分钟、5.3米每分钟、5.3米每分钟、5.3米每分钟，第3道次锻打速度分别为2.4米每分钟、2.3米每分钟、2.3米每分钟、2.3米每分钟、2.3米每分钟、2.3米每分钟，锻造用时分别为6分52秒、7分02秒、6分58秒、6分55秒、7分12秒、7分06秒。
步骤七、锻后坯料空冷处理。
对FXM-19反应器轴锻件进行检测，探伤检测标准按ASTMA745，验收等级QL2，晶粒度检测标准按ASTME112，不低于5级。检测结果见表1。
表1：实施案例中6支FXM-19反应器轴锻件锻后检测结果
| 炉锭号 | 表面质量 | 探伤结果 | 锻后晶粒度 |
| 9A22452 | 通身3处表面裂纹，裂纹深度4mm | 合格 | 5.5级 |
| 9A22448 | 通身4处表面裂纹，裂纹深度3mm | 合格 | 6级 |
| 9A22451 | 通身2处表面裂纹，裂纹深度3mm | 合格 | 6.5级 |
| 9A22446 | 通身多处表面裂纹，裂纹深度5mm | 合格 | 6级 |
| 9A22447 | 通身1处表面裂纹，裂纹深度2mm | 合格 | 6级 |
| 9A22453 | 通身2处表面裂纹，裂纹深度3mm | 合格 | 6.5级 |
Claims (4)
1.一种FXM-19反应器轴锻件锻造工艺，其特征在于：锻造工艺按照如下工艺进行：
步骤1）、对电渣锭进行表面精整处理，精整要求：电渣锭表面通身打磨处理，将表面裂纹、气孔、麻坑、残渣、结疤的目视可见缺陷清理干净，表面若存在渣沟、接痕或截痕、与基体无平滑过渡的凹坑，需打磨干净，清理深、宽、长比例为1:6:10；
步骤2）、对精整后的电渣锭进行加热，加热工艺曲线为：在350℃～400℃温度下保温4小时，后以80℃每小时的升温速度升温至1220℃，保温6小时，加热炉要求距离精锻机不得超过20米，加热结束后，快速将电渣锭出炉锻造；
步骤3）、采用1800吨径向精锻机首次锻造，锻造该产品前，先锻造其他产品，以保证精锻机的上料轨道、操纵机夹爪、锤头为热状态，精锻机锻造频率设定为180次每分钟，锤头选用R280锤头，锻造终锻温度≥960℃，采用欧普士测温枪测温，件温低于960℃立即返炉加热，将锻造完的坯料采用油压机错平锭尾，并利用坯料余热进行热校直，要求弯曲度不得超3mm每米，坯料空冷处理至室温；
步骤4）、采用车床对坯料进行扒皮处理，将表面裂纹扒皮干净，台阶处圆滑过渡；
步骤5）、选择1台或2台加热炉对扒皮后的坯料进行加热，加热工艺曲线为：350℃～400℃温度下保温3小时，后以80℃每小时的升温速度升温至1220℃，保温5小时，加热炉要求距离精锻机不得超过20米，加热结束后，快速将坯料出炉锻造；
步骤6）、采用1800吨径向精锻机进行二次锻造，在锻造该产品前，先锻造其他产品，以保证精锻机的上料轨道、操纵机夹爪、锤头为热状态，精锻机锻造频率设定为180次每分钟，锤头选用R180锤头；
步骤7）、锻后坯料空冷处理。
2.根据权利要求1所述的一种FXM-19反应器轴锻件锻造工艺，其特征在于：在步骤3）中，为了尽量避免首次锻造过程中锻件表面出现裂纹，第1火次先锻造电渣锭的锭尾端至精锻机交接处，锻造3道次，首道次下锤量30mm，其余道次下锤量40-50mm，交接斜台处分3个台阶，冒口端锻造1道次，下锤量30mm，第1火次锻造完，返炉加热，1220℃保温2小时，其余火次，将坯料锻造至工艺规定直径，每道次下锤量40-50mm；锻造完的坯料长度控制在加热炉有效加热长度减去200-300mm范围内，以保证二次锻造时坯料能够装进加热炉且二次锻造用时控制在8分钟之内，将锻造完的坯料采用油压机错平锭尾，并利用坯料余热进行热校直，要求弯曲度不得超3mm每米，坯料空冷处理至室温。
3.根据权利要求1所述的一种FXM-19反应器轴锻件锻造工艺，其特征在于：在步骤5）中，为了保证二次锻造时锻件有高的始锻温度，若选用1台加热炉对扒皮后的坯料进行加热，前一支坯料出炉锻造，下一支坯料保温1小时后再出炉锻造，若选用2台加热炉对扒皮后的坯料进行加热，则2台加热炉里的坯料轮流出炉锻造。
4.根据权利要求1所述的一种FXM-19反应器轴锻件锻造工艺，其特征在于：在步骤6）中，为保证二次锻造1火次锻造完成，首次锻造后，坯料长度控制在加热炉有效加热长度减去200-300mm内，为保证二次锻造1火次完成及锻件质量，二次锻造控制精锻机2-3道次用时8分钟内锻造结束，前面道次锻打速度大于4米每分钟，最后1道次2-3米每分钟锻造，每道次下锤量30-50mm。
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