CN117444112A - 一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法 - Google Patents
一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117444112A CN117444112A CN202311391782.1A CN202311391782A CN117444112A CN 117444112 A CN117444112 A CN 117444112A CN 202311391782 A CN202311391782 A CN 202311391782A CN 117444112 A CN117444112 A CN 117444112A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- forging
- continuous casting
- blank
- 38crmoal
- casting billet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 237
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 66
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 13
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 9
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 47
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 30
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 22
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005204 segregation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 24
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 20
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 11
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 9
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/02—Preliminary treatment of metal stock without particular shaping, e.g. salvaging segregated zones, forging or pressing in the rough
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/06—Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明提供了一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法，步骤为：1)、对锯切后的连铸坯两端面进行封堵预处理；2)、连铸坯加热；3)、梯型砧拔长开坯；4)、回炉保温后，径锻轻锤轻锻压实表面；5)、表面水冷；6)、成品锻造；7)、锻后缓冷。与现有技术相比，本发明采用连铸坯生产塑料模具钢锻材，充分利用连铸坯全程保护浇铸氧化夹杂少，快速均匀结晶点状偏析小、高成材率低成本的优势，经本发明设计的连铸坯预处理、锻造型砧拔长及硬壳锻造工艺，有效弥合连铸坯中心连续性缺陷，生产出无探伤缺陷的高质量塑料模具钢。
Description
技术领域
本发明属于特钢锻件生产领域，具体涉及一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法，为连铸坯快径联合锻造生产高质量塑料模具钢的工艺方法。
背景技术
38CrMoAl属于高铝钢，而钢中所含Al是形成氮化物的主要元素，在渗氮处理后很容易在表面形成氮化铝层，依靠氮化铝的弥散强化作用来实现表面强度与硬度的提升，由于钢中含有钼抑制了高温回火脆性，淬透性良好，被广泛应用于制作塑料模具。
目前广泛使用的塑料模具钢，主要是采用铸锭锻造加工制成。由于38CrMoAl易发生氧化，钢液流动性差，相较于连铸的全程保护浇注，模铸过程中不可避免产生钢水二次氧化现象，产生表面夹杂或皮下夹杂，从而易行成锻后近表面裂纹。同时，模铸锭均匀冷却性明显差于连铸坯，结晶条件的差异导致模铸锭点状偏析严重，影响材料的综合性能。
相较铸锭，连铸坯具有内部点状偏析及氧化夹杂少、组织相对均匀、成材率高、成本低的优势，但受中心疏松、缩孔等连续性缺陷，常规采用平砧或V型砧拔长锻造工艺难以保障坯料心部的锻透性。
2022年12月6日公开的公开号为CN115433797A的专利公开了一种高品质模具钢用38CrMoAl连铸圆坯生产方法，工艺步骤如下：转炉冶炼+LF精炼+VD+连铸；其中：所述转炉冶炼步骤中，采用高拉碳的方法控制出钢C≥0.15％，出钢P≤0.010％；并且用SiCaBa脱氧合金化；所述VD步骤中，造渣脱氧后一次性加入铝锭9.5kg/t。其提高Al合金化效率，降低铝损率，理论研究结合工业实践优化精炼渣，提高钢水纯净度，优化连铸的可浇性。但是其没有公开如何解决连铸坯中心连续性缺陷的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法，采用连铸坯生产塑料模具钢锻材，充分利用连铸坯全程保护浇铸氧化夹杂少，快速均匀结晶点状偏析小、高成材率低成本的优势，经本发明设计的连铸坯预处理、锻造型砧拔长及硬壳锻造组合工艺，有效弥合连铸坯中心连续性缺陷，生产出无探伤缺陷的高质量塑料模具钢。
本发明具体技术方案如下：
一种38CrMoAl连铸坯锻造方法，包括以下步骤：
1)、对锯切后的连铸坯两端面进行封堵预处理；
2)、连铸坯加热；
3)、梯型砧拔长开坯；
4)、回炉保温后，径锻轻锤轻锻压实表面；
5)、表面水冷；
6)、成品锻造；
7)、锻后缓冷。
步骤1)中，所述封堵预处理的方法具体为：沿轴向锯切连铸坯，对锯切后的连铸坯两端面采用20-50#碳钢板堆焊或采用TE61-20型耐高温抗氧化涂料进行封涂处理；
步骤2)中，所述加热具体为：对连铸坯进行600±20℃预热1.5-2.5小时，之后升温至800±20℃保温1.5-2小时，再升温至1200±20℃保温5-6小时；
优选的，步骤2)中，以60-80℃/h的升温速率从600±20℃升温至800±20℃；
步骤2)中，以80-100℃/h的升温速率从800±20℃升温至1200±20℃；
步骤3)中，采用梯型砧拔长开坯，采用梯型砧工装，拔长过程中进料砧宽比为：0.54-0.8，首道次压下率为5-7％，中间重压道次压下率为15-22％。
步骤3)中，开锻温度≥1020℃，终锻温度≥800℃。
步骤4)中，所述回炉保温具体为：坯料回炉1200±20℃保温1.5-2小时；
步骤4)中，所述径锻轻锤轻锻压实表面，具体为：回炉保温后的坯料，进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为3-8％，总压下率为7-12％，步进量：50-70mm，锻打频率：485-620ms/次。
步骤5)中，具体为：将锻件以旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟；
步骤5)中，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为910-970℃，与芯部形成150-210℃温度差，创造硬壳锻造物理条件。
步骤6)中，所述成品锻造具体为：进行两次重锤强力径锻，总压下率为35-43％；单道次下压率设为18-22％变形率，之后设置4-6％压下率的预精整道次和精整道次，以确保锻件不圆度和表面质量，开锻温度≥900℃，终锻温度≥820℃。
步骤7)中，所述锻后缓冷具体为：锻后≥700℃入坑，缓冷36-54小时，缓冷后硬度：180-210HB。
本发明提供的一种38CrMoAl连铸坯锻造工艺方法，能够彻底有效锻合连铸坯中的中心连续性疏松、缩孔、裂纹缺陷，使超声探伤等级达到GB/T 6402-2008四级或GB/T 4162-2022A级以上。
本发明设计原理是：38CrMoAl含Al量高，极易氧化，其钢水流动性差，浇铸过程中容易堵流，铸坯凝固后易产生皮下气泡、坯壳卷渣等次表面缺陷。同时由于铸坯中心凝固过快，补缩不足、氮化铝夹杂偏聚等因素造成铸坯心部产生缩孔、疏松、裂纹等缺陷。这些次表面、中心缺陷在后续锻造加工过程中如得不到有效弥合消除都将影响最终成品质量。因此为有效消除以上不利因素，必须防止铸坯心部缺陷氧化，在保障铸坯均匀透烧的情况下，对铸坯进行锻造加工使次表面、中心都能获得较大的压力和等效应变，有效锻合缺陷，得到高品质产品。
本发明中，首先，通过连铸坯端面封堵处理，阻隔空气进入连铸坯中心内部缺陷通道，有效防止加热过程中连铸坯内部缺陷的氧化，为后续有效锻合创造有益条件；
进一步地在加热炉内对连铸坯进行缓慢升温，连铸坯心部到达指定温度并保温5-6小时以确保连铸坯均匀透烧，具备良好的塑性；
进一步地采用梯型砧工装按造进料砧宽比为：0.54-0.8，中间重压道次压下率为15-22％的拔长工艺使连铸坯次表面、心部都获得较大的压力和等效应变，此时连铸坯次表面缺陷得以弥合，而中心缺陷得以改善但尚未完全消除；
进一步地将连铸坯返回加热炉1200±20℃保温1.5-2小时恢复塑性；
进一步地采用485-620ms/次高频快打轻锤径锻进一步压实连铸坯次表面层，喷水急冷将连铸坯表面温度降至910-970℃，与连铸坯中心高温(1060-1180℃)形成温度差，创造硬壳锻造JTS法条件；
进一步地利用硬壳锻造JTS法原理(表面及次表面温度相对较低，变形抗力大于中心高温区，有利于应力向中心传导)采用单道次下压率为18-22％大压下径锻锤击，使变形抗力小的心部产生剧烈变形，压实焊合中心缺陷。
以上过程中，上下工序都是相辅相成的，对于是否能够焊合次表面及中心疏松、缩孔、裂纹缺陷都至关重要。端面封堵是保障中心缺陷焊合的先决条件。梯型砧拔长能使连铸坯次表面及中心均能得到较大的压应力和有效形变，焊合次表面缺陷使中心缺陷得以初步改善，而径锻硬壳锻造主要促使中心产生剧烈变形，是焊合中心缺陷提高探伤质量的关键工序。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、采用连铸坯锻造，具有点状偏析小，表面及次表面因二次氧化形成的夹杂少，高成材率，低成本的特点。
2、连铸坯锯切后端面中心疏松、缩孔裸露在外，容易成为空气进入内部的通道，加热时造成缺陷处的氧化，破坏了晶间结合力，从而阻碍了内部缺陷有效锻合。入炉加热前对连铸坯中心缺陷进行堆焊或高温涂料封堵能有效防止连铸坯内部缺陷的氧化，为后续有效锻合创造有益条件。
3、本发明采用梯型砧的设计结合了传统拔长工装平砧、V型砧的优势:其θ夹角砧面保障锻坯X轴、Z轴横截面上的次表面金属产生大的应变，同时采用上凸型砧面限制了对其下方的次表面金属向外流动，达到平砧对锻坯芯部金属增大变形的效果，从而兼顾了增强对坯料次表面与芯部的有效应变，使锻坯内部获得较大且均匀的压应力与等效应变，有利于扩大锻坯内部缺陷的焊合范围。
4、采用梯型砧拔长在进料砧宽比为：0.54-0.8，压下率为15-22％时能使坯料芯部处于强烈三向压应力状态，相比于传统的平砧拔长时芯部处于的两压一拉应力状态，更能提高心部缺陷的锻合效果，并且拔长效率高，坯料轴心线不易偏移。而相比于传统的V型砧拔长，梯型砧使进给量中截面内大变形区的范围明显扩大，能够使锻坯心部和次表面层金属同时获得较大的压应力及等效应变，有助于扩大锻件内部缺陷的锻合范围。
5、径锻硬壳锻造是使钢坯表面温度与心部温度形成150-210℃温差，扩大表面难变形区，使压力有效向锻坯心部传递，坯料心部必然产生更大的等效应变，有效捏合钢坯心部的疏松，气孔，裂纹等缺陷。
6、受制于目前连铸坯规格Φ600mm，实现Φ200-380mm规格探伤无缺陷难度大而本发明通过工艺设计，能解决难题。
与现有技术相比，本发明以连铸坯为原材料，通过以上工艺组合和参数控制，能够生产出高质量、低成本的塑料模具钢∮200-380较大规格圆钢。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为梯型砧工装拔长示意图；
图3为实施例1的探伤情况,未见明显缺陷；
图4为实施例2的探伤情况,未见明显缺陷；
图5为实施例3的探伤情况,未见明显缺陷；
图6为对比例1的探伤情况；
图7为对比例2的探伤情况；
图8为对比例3的探伤情况；
图9为对比例4的探伤情况。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作进一步详细的说明。
一种38CrMoAl连铸坯锻造方法，包括以下步骤：
步骤1)、轴向锯切连铸坯，对锯切后的连铸坯两端面采用20-50#碳钢板堆焊或采用TE61-20型耐高温抗氧化涂料进行封涂处理；
步骤2)、连铸坯加热：对连铸坯进行600±20℃预热1.5-2.5小时，之后升温至800±20℃保温1.5-2小时，再升温至1200±20℃保温5-6小时；其中，以60-80℃/h的升温速率从600±20℃升温至800±20℃；以80-100℃/h的升温速率从800±20℃升温至1200±20℃；
步骤3)、梯型砧拔长开坯：快锻拔长开坯采用的梯型砧工装，拔长过程中进料砧宽比为：0.54-0.8，首道次压下率为5-7％，中间重压道次压下率为15-22％。开锻温度≥1020℃，终锻温度≥800℃。
步骤4)、回炉保温后径锻轻锤轻锻压实表面：将步骤3)结束后将坯料回炉在1200±20℃保温1.5-2小时，之后吊运至径锻进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为3-8％，总压下率为7-12％，步进量：50-70mm，锻打频率：485-620ms/次。
步骤5)、进行喷水处理内外表面形成温差：操作径锻机钳口将锻件以精整空打模式旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为910-970℃与芯部形成150-210℃温度差，创造硬壳锻造物理条件。
步骤6)、成品锻造：进行两次重锤强力径锻，总压下率为35-43％；单道次下压率设为18-22％，之后设置4-6％压下率的预精整道次和精整道次以确保锻件不圆度和表面质量；开锻温度≥900℃，终锻温度≥820℃。
步骤7)、锻后缓冷：锻后≥700℃入坑，缓冷36-54小时，缓冷后硬度：180-210HB。
上述生产方法能够彻底有效锻合连铸坯中的中心连续性疏松、缩孔、裂纹缺陷，使超声探伤等级达到GB/T 6402-2008四级或GB/T 4162-2022A级以上。
实施例1
一种38CrMoAl连铸坯锻造工艺方法，塑料模具钢材质为38CrMoAl，其化学成分为C：0.381％，Si:0.339％，Mn:0.41％，Cr:1.397％，Mo:0.186％，Al:0.847％，P:0.011％，S:0.001％，余量为Fe和不可避免的杂质。产品规格为φ330mm×8m；所用坯料为连铸坯，规格为φ600mm，锯切截取长度为2700mm；
1)对连铸坯两个锯切端面采用碳钢板焊接封堵，封堵面积至少覆盖中心缺陷表面；
2)端面封堵后的连铸坯加热：600℃预热2小时，然后以70℃/h的升温速率加热到800℃保温2小时，再以100℃/h的升温速率从800℃升温至1200℃，保温5.5小时；
3)连铸坯梯型砧拔长：采用的梯型砧工装进行快锻拔长开坯，拔长过程中进料砧宽比为：0.68，首道次压下率为6％，中间重压道次压下率为18％。开锻温度：1050℃，终锻温度：830℃。
4)径锻压实坯料表面：将坯料回炉在1200℃保温1.5小时，之后吊运至径锻进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为6％，总压下率为10％，步进量：60mm，锻打频率：520ms/次。
5)喷淋坯料表面：操作径锻机钳口将锻件以精整空打模式旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为945℃与心部形成180℃温度差，创造硬壳锻造物理条件。
6)成品锻造：进行两次重锤强力径锻，总压下率为40％；单道次设为20％变形率，之后设置5％压下率的预精整道次和精整道次以确保锻件不圆度和表面质量。开锻温度：930℃，终锻温度：830℃。
7)缓冷：锻后732℃入坑，缓冷48小时，缓冷后硬度：188HB。
实施例1产品的探伤情况如图3所示，未见明显缺陷。
实施例2
一种38CrMoAl连铸坯锻造工艺方法，塑料模具钢材质为38CrMoAl，其化学成分为C：0.393％，Si:0.315％，Mn:0.414％，Cr:1.424％，Mo:0.185％，Al:0.865％，P:0.018％，S:0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。产品规格为φ350mm×8m；所用坯料为连铸坯，规格为φ600mm，锯切截取长度为2700mm；
1)对连铸坯两个锯切端面采用碳钢板焊接封堵，封堵面积至少覆盖中心缺陷表面；
2)端面封堵后的连铸坯加热：600℃预热2小时，然后以60℃/h的升温速率加热到800℃保温2小时，再以100℃/h的升温速率从800℃升温至1200℃，保温5小时；
3)连铸坯梯型砧拔长：采用的梯型砧工装进行快锻拔长开坯，拔长过程中进料砧宽比为：0.55，首道次压下率为5％，中间重压道次压下率为22％。开锻温度：1035℃，终锻温度：820℃。
4)径锻压实坯料表面：将坯料回炉在1200℃保温1.5小时，之后吊运至径锻进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为3％，总压下率为7％，步进量：50mm，锻打频率：485ms/次。
5)喷淋坯料表面：操作径锻机钳口将锻件以精整空打模式旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为910℃与心部形成150℃温度差，创造硬壳锻造物理条件。
6)成品锻造：进行两次重锤强力径锻，总压下率为43％；单道次设为22％变形率，之后设置4％压下率的预精整道次和精整道次以确保锻件不圆度和表面质量。开锻温度：935℃，终锻温度：837℃。
7)缓冷：锻后756℃入坑，缓冷54小时，缓冷后硬度：182HB。
实施例2产品的探伤情况如图4所示，未见明显缺陷。
实施例3
一种38CrMoAl连铸坯锻造工艺方法，塑料模具钢材质为38CrMoAl，其化学成分为C：0.362％，Si:0.324％，Mn:0.409％，Cr:1.412％，Mo:0.181％，Al:0.901％，P:0.013％，S:0.001％，余量为Fe和不可避免的杂质。产品规格为φ350mm×8m；所用坯料为连铸坯，规格为φ600mm，锯切截取长度为2700mm；
1)对连铸坯两个锯切端面采用碳钢板焊接封堵，封堵面积至少覆盖中心缺陷表面；
2)端面封堵后的连铸坯加热：600℃预热2小时，然后以80℃/h的升温速率加热到800℃保温2小时，再以100℃/h的升温速率从800℃升温至1200℃，保温6小时；
3)连铸坯梯型砧拔长：采用的梯型砧工装进行快锻拔长开坯，拔长过程中进料砧宽比为：0.8，首道次压下率为7％，中间重压道次压下率为15％。开锻温度：1043℃，终锻温度：828℃。
4)径锻压实坯料表面：将坯料回炉在1200℃保温2小时，之后吊运至径锻进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为8％，总压下率为12％，步进量：70mm，锻打频率：620ms/次。
5)喷淋坯料表面：操作径锻机钳口将锻件以精整空打模式旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为970℃与心部形成210℃温度差，创造硬壳锻造物理条件。
6)成品锻造：进行两次重锤强力径锻，总压下率为35％；单道次设为18％变形率，之后设置6％压下率的预精整道次和精整道次以确保锻件不圆度和表面质量。开锻温度：925℃，终锻温度：852℃。
7)缓冷：锻后732℃入坑，缓冷36小时，缓冷后硬度：205HB。
实施例3产品的探伤情况如图5所示，未见明显缺陷。
对比例1
一种38CrMoAl连铸坯锻造工艺方法，塑料模具钢材质为38CrMoAl，其化学成分为C：0.379％，Si:0.335％，Mn:0.401％，Cr:1.401％，Mo:0.189％，Al:0.835％，P:0.012％，S:0.001％，余量为Fe和不可避免的杂质。产品规格为φ330mm×8m；所用坯料为连铸坯，规格为φ600mm，锯切截取长度为2700mm；具体包括以下步骤：
1)对连铸坯两个锯切端面采用碳钢板焊接封堵，封堵面积至少覆盖中心缺陷表面；
2)连铸坯加热：600℃预热2小时，然后以80℃/h的升温速率加热到800℃保温2小时，再以100℃/h的升温速率从800℃升温至1200℃，保温6小时；
3)平型砧拔长开坯：采用常规平型砧进行快锻拔长开坯，拔长过程中进料砧宽比为：0.8，首道次压下率为5％，中间重压道次压下率为15％。开锻温度：1040℃，终锻温度：820℃。
4)成品锻造：径锻直接进行两次重锤强力径锻，总压下率为43％；单道次下压率设为22％，之后设置4％压下率的预精整道次和精整道次以确保锻件不圆度和表面质量。开锻温度：954℃，终锻温度：860℃。
5)缓冷：锻后：773℃入坑，缓冷48小时，缓冷后硬度：197HB。
对比例1的探伤情况如图6所示，其虽按本发明进行端部封堵，但采取常规平型砧 拔长开坯及径锻成型工艺，开坯后没有采用回炉保温，没有径锻轻锤轻锻压实表面和表面 水冷，直接进行成品锻造，导致其中心缺陷明显，最大缺陷当量：Φ6.2mm。
对比例2
一种38CrMoAl连铸坯锻造工艺方法，塑料模具钢材质为38CrMoAl，其化学成分为C：0.376％,Si:0.357％,Mn:0.439％,Cr:1.408％,Mo:0.172％,Al:0.833％,P:0.023％,S:0.001％,余量为Fe和不可避免的杂质。产品规格为φ330mm×8m；所用坯料为连铸坯，规格为φ600mm，锯切截取长度为2700mm；具体包括以下步骤：
1)连铸坯两个锯切端面不作封堵预处理，直接装炉加热；
2)端面未封堵的连铸坯加热：600℃预热2小时，然后以80℃/h的升温速率加热到800℃保温2小时，再以100℃/h的升温速率从800℃升温至1210℃，保温6小时；
3)连铸坯梯型砧拔长：快锻拔长开坯采用的梯型砧工装，拔长过程中进料砧宽比为：0.75，首道次压下率为6％，中间重压道次压下率为16％。开锻温度1050℃，终锻温度850℃。
4)径锻压实坯料表面：将坯料回炉在1200℃保温2小时，之后吊运至径锻进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为5％，总压下率为9％，步进量：55mm，锻打频率：562ms/次。
5)喷淋坯料表面：操作径锻机钳口将锻件以精整空打模式旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为925℃与芯部形成180℃温度差，创造硬壳锻造物理条件。
6)成品锻造：进行两次重锤强力径锻，总压下率为40％；单道次下压率设为20％，之后设置5％压下率的预精整道次和精整道次以确保锻件不圆度和表面质量。开锻温度：935℃，终锻温度：835℃。
7)缓冷：锻后768℃入坑，缓冷52小时，缓冷后硬度：192HB。
对比例2的探伤情况如图7所示，其虽按本发明进行梯型砧拔长开坯及径锻硬壳重锤锻造，但未对坯料端部进行封堵，其中心缺陷明显，最大缺陷当量：Φ4.6mm。
对比例3
一种38CrMoAl连铸坯锻造工艺方法，塑料模具钢材质为38CrMoAl，其化学成分为C：0.388％，Si:0.323％，Mn:0.414％，Cr:1.416％，Mo:0.183％，Al:0.875％，P:0.013％，S:0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。产品规格为φ330mm×8m；所用坯料为连铸坯，规格为φ600mm，锯切截取长度为2700mm；具体包括以下步骤：
1)对连铸坯两个锯切端面采用碳钢板焊接封堵，封堵面积至少覆盖中心缺陷表面；
2)端面封堵后的连铸坯加热：600℃预热2小时，然后以80℃/h的升温速率加热到800℃保温2小时，再以100℃/h的升温速率从800℃升温至1200℃，保温6小时；
3)连铸坯梯型砧拔长：快锻拔长开坯采用的梯型砧工装，拔长过程中进料砧宽比为：0.8，首道次压下率为7％，中间重压道次压下率为15％。开锻温度：1055℃，终锻温度：855℃。
4)成品锻造：直接进行两道次重锤强力径锻，总压下率为40％；单道次下压率设为22％，之后设置4％压下率的预精整道次和精整道次以确保锻件不圆度和表面质量。开锻温度：945℃，终锻温度：840℃。
5)缓冷：锻后：787℃入坑，缓冷52小时，缓冷后硬度：186HB。
对比例3的探伤情况如图8所示，其虽按本发明进行端部封堵，采取梯型砧拔长开坯，开坯后没有采用回炉保温，没有径锻轻锤轻锻压实表面和表面水冷，直接进行成品锻 造，其中心缺陷较为明显，最大缺陷当量：Φ3.1mm。
对比例4
一种38CrMoAl连铸坯锻造工艺方法，塑料模具钢材质为38CrMoAl，其化学成分为C：0.372％,Si:0.289％,Mn:0.412％,Cr:1.426％,Mo:0.195％,Al:0.869％,P:0.017％,S:0.001％,余量为Fe和不可避免的杂质。产品规格为φ350mm×8m；所用坯料为连铸坯，规格为φ600mm，锯切截取长度为2700mm；
1)对连铸坯两个锯切端面采用碳钢板焊接封堵，封堵面积至少覆盖中心缺陷表面；
2)端面封堵后的连铸坯加热：600℃预热2小时，然后以80℃/h的升温速率加热到800℃保温2小时，再以100℃/h的升温速率从800℃升温至1200℃，保温5小时；
3)连铸坯梯型砧拔长：采用的梯型砧工装进行快锻拔长开坯，拔长过程中进料砧宽比为：0.4，首道次压下率为5％，中间重压道次压下率为15％。开锻温度：1036℃，终锻温度：822℃。
4)径锻压实坯料表面：将坯料回炉在1200℃保温1.5小时，之后吊运至径锻进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为5％，总压下率为10％，步进量：55mm，锻打频率：590ms/次。
5)喷淋坯料表面：操作径锻机钳口将锻件以精整空打模式旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以3m3/分钟，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为1020℃与心部只形成80℃温度差，硬壳锻造效果较差。
6)成品锻造：进行固定道次拔长率径锻，总压下率为35％；单道次设为10％变形 率，之后设置4％压下率的预精整道次和精整道次以确保锻件不圆度和表面质量。开锻温度：965℃，终锻温度：882℃。
7)缓冷：锻后790℃入坑，缓冷36小时，缓冷后硬度：218HB。
对比例4的探伤情况如图9所示，其虽按本发明完整工艺程序执行，但梯型砧拔长及喷淋坯料表面水冷、径锻成品锻造等工艺参数不能满足本发明要求，其次表面缺陷及中心缺陷都较为明显，皮下最大缺陷当量：Φ3.7mm，中心最大缺陷当量：Φ7.2mm。
表1各实施例和对比例的探伤结果
以上画下划线的为不满足本发明要求的数据。
以上实例是本发明专利的较佳实例，并非对本发明专利作任何形式上的限制，凡是依据本发明专利的技术实质对以上实例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明专利技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，所述38CrMoAl连铸坯锻造方法包括以下步骤：
1)、对锯切后的连铸坯两端面进行封堵预处理；
2)、连铸坯加热；
3)、梯型砧拔长开坯；
4)、回炉保温后，径锻轻锤轻锻压实表面；
5)、表面水冷；
6)、成品锻造；
7)、锻后缓冷。
2.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤2)中，所述加热具体为：对连铸坯进行600±20℃预热1.5-2.5小时，之后升温至800±20℃保温1.5-2小时，再升温至1200±20℃保温5-6小时。
3.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤3)中，采用梯型砧拔长开坯，拔长过程中进料砧宽比为：0.54-0.8，首道次压下率为5-7％，中间重压道次压下率为15-22％。
4.根据权利要求1或3所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤3)中，开锻温度≥1020℃，终锻温度≥800℃。
5.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤4)中，所述回炉保温具体为：坯料回炉1200±20℃保温1.5-2小时。
6.根据权利要求1或5所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤4)中，所述径锻轻锤轻锻压实表面，具体为：回炉保温后的坯料，进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为3-8％，总压下率为7-12％，步进量：50-70mm，锻打频率：485-620ms/次。
7.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤5)中，具体为：将锻件以旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟。
8.根据权利要求1或7所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤5)中，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为910～970℃，与芯部形成150-210℃温度差。
9.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤6)中，所述成品锻造具体为：进行两次重锤强力径锻，总压下率为35～43％；单道次下压率设为18-22％变形率，之后设置4-6％压下率的预精整道次和精整道次，开锻温度≥900℃，终锻温度≥820℃。
10.一种权利要求1-9任一项所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法锻造的38CrMoAl连铸坯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311391782.1A CN117444112A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311391782.1A CN117444112A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117444112A true CN117444112A (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=89581082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311391782.1A Pending CN117444112A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117444112A (zh) |
-
2023
- 2023-10-25 CN CN202311391782.1A patent/CN117444112A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102581145B (zh) | 一种制造高硬度、高耐磨性预弯机下模的方法 | |
| CN109022686A (zh) | 超大吨位高筒型环锻件的制造方法 | |
| CN111876662B (zh) | 一种热作模具钢钢板及其制造方法 | |
| CN109280754A (zh) | 一种制取CrNiMo合金钢锻圆的黑皮调质工艺方法 | |
| CN112605353A (zh) | 一种超大型立式连铸坯及生产方法、锻件及生产方法 | |
| CN110614338A (zh) | Gh4169合金钢圆棒的锻造方法 | |
| CN114055092B (zh) | 高镍合金结构钢制作风洞超高压管件的方法 | |
| CN112501382B (zh) | 一种获得低网状碳化物的碳素工具钢的制备方法 | |
| CN111250641B (zh) | 一种h13钢立式连铸圆坯的锻造方法 | |
| CN104325259A (zh) | 一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法 | |
| CN108950134B (zh) | 冷轧辊用电渣锭的重熔方法 | |
| CN1618539A (zh) | 一种应用薄板坯连铸连轧工艺生产焊接气瓶用热轧钢板的方法 | |
| CN109338064B (zh) | 一种重载齿轮用合金钢1.6582锻圆的制备方法 | |
| CN117444112A (zh) | 一种38CrMoAl连铸坯及其锻造方法 | |
| CN108620518B (zh) | 一种降低卷取机卷筒用拱形板锻件重量的锻造方法 | |
| CN1094756A (zh) | 铝铸轧机用辊套钢 | |
| CN108942093B (zh) | 一种节约型卷取机卷筒用扇形板锻件制造方法 | |
| CN110885947A (zh) | 一种高性能强韧热作模具钢及其制备方法 | |
| CN114774782A (zh) | 一种穿孔辊及其制备方法 | |
| CN113843283A (zh) | 一种大规格冷作模具钢坯的制备方法 | |
| CN108467917B (zh) | 一种23CrNi3MoA钻头用钢棒的制造方法 | |
| JP2004269981A (ja) | 棒鋼の製造方法 | |
| JPH03199307A (ja) | 摩擦圧接性に優れた鋼材の製造方法 | |
| CN108823566B (zh) | 一种提高韧性的轧辊激光熔覆合金材料 | |
| CN113337780A (zh) | 一种模具钢及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |