CS263237B1 - Způsob tváření výkovků kotoučů - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zvýšení metalurgické jakosti výkovků kotoučů v důsledku řízení usměrněné deformace a zvýšení výtěžnosti kovářských Ingotů. Uvedeného účelu se dosáhne tak, že předkovek, který se získá běžně známým postupem z kovářského ingotu, se ohřeje na teplotu 300 až 650 °K pod teplotu solidu a nejprve se pěchuje na výšku až 60 % jeho původní výsky. Potom se do něj zatlačí dutý trn o průměru 10 až 50 % průměru předkovku do hloubky rovnající se až rozdílu výšky polotovaru a konečné výšky kotouče. Poté se rovnoběžně s osou dutého trnu působí na materiál vně trnu dokud není dosaženo konečné výšky kotouče, čímž dojde k příznivému usměrnění textury kotouče, zejména jeho středové části.

Description

Vynález se týká způsobu tváření/kotoučů zpracovávaných na kovacích lisech za tepla, určených například pro disky parních a spalovacích turbín, části svařovaných rotorů a zařízení pro chemický průmysl.

Až dosud se výkovky kotoučů zhotovují z kovářských ingotů při aplikaci různých metalurgických postupů výroby oceli a odlévání, jejichž cílem je potlačení negativních jevů v oblastech s nerovnoměrným způsobem tuhnutí, zejména ve středové části ingotu. Mezi známé způsoby, které snižují segregační účinky patří například výroba oceli s aplikací vakuové uhlíkové desoxidace,, zpravidla kombinované s odsířením oceli, Další známou technologií výroby oceli je elektrostruskové přetavování, při němž se z ingotu nejprve vyrobí elektrody, ze kterých se pomocí speciálního zařízení a etrusky zhotoví přetavený slitek. Z kovacích postupů mezi nej známější při výrobě výkovků kotoučů patří způsob pěchování výchozího polotovaru, v jehož důsledku dochází ke zkracování původní délky polotovaru. Dalším známým postupem kování je tak zvané křížové kování, u něhož se naopak při pěchování osa původního polotovaru částečně prodlužuje.

Společnou nevýhodou všech dosud známých kovacích postupů při výrobě kotoučů bez ohledu na použitý způsob výroby oceli pro výchozí polotovar je vytváření charakteristických oblastí, s rozdílným stupněm deformace. Blízko povrchu čel a osy kotour čů je jen velmi málo deformovaná oblast, kde se mohou vyskytovat defekty z původního polotovaru před pěchováním. Středová oblast, vyskytující se souměrně kolem poloviny výšky kotoučů a zasahující až do 60 % průměru kotoučů se vyznačuje zřetelně usměrněným průběhem vláken v důsledku pěchovacího procesu.

Tato oblast, obsahující středové segregace z kovářského ingotu, vykazuje obvykle defekty značného rozsahu, které jsou odhalovány při ultrazvukové kontrole. Vnější oblast má relativně stejný, stupeň deformace a nejsou s ní v zásadě žádné problémy. Relativně nejlepší výsledky jsou dosahovány u výkovků kotoučů vyráběných z elektrostruskové přetavených slitků, ale vysoké inves2

263 237 tiční a výrobní náklady brání širšímu využití této technologie.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob tváření výkovků kotoučů podle vynálezu, zpracovávaných na kovacích lisech za tepla. Podstatou způsobu podle vynálezu je to, že se předkovek ohřeje na teplotu 300 až 65O°K pod teplotu solidu a nejprve se pěchuje až na 60 % jeho původní výšky, načež se do něj zatlačí dutý trn, jehož průměr je 10 až 50 % průměru předkovku, do hloubky rovnající se až rozdílu výšky polotovaru a konečné výšky kotouče a poté se rovnoběžně s osou dutého trnu deformuje materiál vně trnu na požadovanou výšku kotouče.

Přínosem způsobu podle vynálezu je zvýšení výtěžnosti ingotů až o 20 % při zvýšení metalurgické jakosti výkovků v důsledku příznivého usměrnění průběhu vláken, zejména v jeho středové části. Ve středové Části výkovku kotouče nedochá-, zí při tváření podle vynálezu ke změně směru vláken z axiálního na radiální, což ve svých důsledcích významně snižuje úroveň smykových napětí, .jejichž účinkem dochází k výskytu vnitřních, necelistvostí. Současně se tím podstatně sníží anizotropie mechanických vlastností po průřezu výkovku, což je zejména důležité u tak dynamicky namáhaných dílů, jako jsou například disky turbín a podobně.

Příkladem způsobu tváření výkovků kotoučů podle vynálezu je kování disku rotoru parní turbíny. Ingot ohřátý na teplotu 1370°K se běžně známým postupem vykove na předkovek o průměru d a výšce h s takovým stupněm redukce, který umožní svaření všech vad z původního ingotu. Tento předkovek se v dalším žáru napěchuje na výšku o 20 Xmenší než byla výška h. Potom se do něj vtlačí dutý trn, jehož průměr je 407» původního průměru d, do hloubky rovnající se maximálnímu rozdílu výšky 0,8 h a konečné výšky disku v. Silou lisu působící rovnoběžně s osou trnu jsou docíleny konečné rozměry disku o průměru D a výšce V,

Claims (1)

1. Způsob tváření výkovků kotoučů zpracovávaných na kovacích lisech, vyznačující se tím, že předkovek se ohřeje na teplotu 300 až 65O°K pod teplotu solidu a nejprve se pěchuje až na 60% jeho původní výšky, načež se do něj zatlačí dutý trn, jehož průměr je 10 až 50 Jf průměru předkovku, do hloubky rovnající se až. rozdílu výšky polotovaru a konečná výšky kotouče a potem se rovr noběžně s osou dutého trnu deformuje materiál vně tmu na požadovanou výšku kotouče.