SU1489910A1 - Способ ковки ступенчатых поковок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупных ступенчатых поковок типа прокатных валков из заэвтектоидных сталей. Цель изобретени  - повышение производительности и качества поковок за счет снижени  поверхностного трещинообразовани . Нагретый до ковочной температуры слиток деформируют по переходам с постепенным понижением температуры осевой зоны на каждом переходе до температуры, не превышающей критического порога роста аустенитного зерна. Нагрев слитка в первом переходе осуществл ют неравномерно по сечению до температуры в центре 1150°*С, а на поверхности 1200°*С в течение времени Τ₁=0,0197 Дс-16, ч, где Дс - средний диаметр слитка, мм. В последующих переходах ступенчатую заготовку нагревают неравномерно по длине и сечению до температуры в центре наименьшей ступени заготовки 1150°*С, а на ее поверхности 1200°*С. Нагрев заготовки осуществл ют в течение времени Τ₂=0,00725 Дш+3,75, ч, где Дш - диаметр наименьшей шейки ступени, мм. Регламентирование режимов нагрева позвол ет получить в конце ковки оптимальную температуру в осевой зоне заготовки, исключив операцию подстуживани , и тем самым добитьс  повышени  качества поковок и производительности процесса. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупных ступенчатых поковок типа прокатных валков из заэвтектоидных сталей.

Цепь изобретени  - повышение производительности и качества поковок за счет снижени  поверхностного тре- щинообразовани .

а фиг. 1 показан исходный слиток; на фиг. 2 - поковка после первого перехода; на фиг. 3 - то же, после

второго нагрева; на фиг. 4 - поковка после второго перехода ковки.

Способ ковки осуществл етс  следующим образом.

Исходную заготовку - слиток перед процессом ковки помещают в нагревательную печь и нагревают в зависимости от его среднего диаметра до заданных температур в течение времени

t 0,0197 DC - 16, ч, где D - средний диаметр слитка, мм.

темпер ату-. f

314899

После нагрева исходной заготовки до получени  в осевой зоне ры , а на поверхности 1200 С осуществл ют биллетирование совместно с формированием ступеней заготовки че рез конус.

После завершени  процесса ковки в первом переходе осуществл ют повторный нагрев. Нагрев ступенчатой заготовки осуществл ют в зависимости от диаметра наименьшей шейки ступени в течение времени

10

0

Хорошо прогревать эти ступени необходимо , так как их куют в последнюю очередь. В случае недостаточного прогрева завершить процесс ковки не удаетс  из-за падени  температуры поверхности ступеней ниже нижнего пр е- дела ковочных температур. Дл  устранени  осевого и поверхностного трещи- нообразовани  ступени нагревают нев на

равномерно до момента получени  осевой зоне температуры 1150 С, а поверхности 1200 с.

е

0,00725 Dtu + 3,75, ч,

где Dtu - диаметр наименьшей шейки ступени, мм..

После нагрева ступенчатой заготовки до получени  в осевой зоне ступеней температуры 1150 С, а на поверхности 1200°С деформируют ступенчатую заготовку до поковочных размеров.

Целью первого нагрева  вл етс  получение в осевой зоне температуры.

Так как деформирование ступеней завершаетс  в конце процесса ковки то за этот промежуток времени темп ратура центральной зоны ступеней

ЮО С

падает примерно на

и достига

20

оптимальной, равной 1050 С.

При повторном нагреве ступенчат заготовки в течение времени t осе ва  зона металла на бочке вследств ее большого диаметра нагреваетс  ме ше, примерно до , а поверхно

- 94 до . После нагрева в первую

котора  бы обеспечила наилучшую плас- «

очередь формируетс  бочка поковки

35

40

тичность металла, заварку дефектов металлургического происхождени  и привели бы впоследствии к постепенному уменьшению температуры центральной зоны до оптщ1ального уровн  на послед-30 :нем .переходе ковки, которым  вл етс  температура,не превьшгак ца  критического поворота роста аустенитного зерна . Этим требовани м удовлетвор ет дл  заэвтектоидных сталей температура центральной зоны 1150 С и температура поверхности .

Дл  более надежного и точного получени  этих температур перед ковкой, устранени  субъективного фактора при контроле температуры и вли ни  неточности пo caзaни  измерительных приборов контроль нагрева осуществл ют по общему времени нагрева. Основным фактором , вли ющим на врем  нагрева дл  45 получени  в осевой зоне температуры , а на поверхности 1200 с,  вл етс  средний диаметр слитка, поэтому в первом переходе слиток нагревают до необходимых ковочных температур в зависимости от его среднего диаметра.

После завершени  процесса ковки на первом выносе осуществл етс  нагрев .

Ступенчатую заготовку нагревают неравномерно по длине и сечению, исход  из достаточного нагрева только минимальных по диаметру ступеней.

50

55

валка. С учетом её проглажнвани  д получени  поковочных размеров темп ратура осевой зоны бочки за этот п межуток времени понижаетс  не боле чем на и достигает рптимально равной .

Неравномерный повторный нагрев ступеней заготовки по длине обеспе вает одинаковость теплового участков в конце их ковки, что поз л ет получить равномерные механиче кие свойства металла по длине поко ки и снизить поверхностное трещино образование..

Пример. Поковку опорного в ка, имеющую диаметр бочки 1605±14 и симметрично расположенные по обе стороны бочки ступени диаметром 1165±13 мм и длиной 500+20 мм, диа метром 1020+13 и длиной 490+20 мм, диаметром 605+.11 и длиной 1065 мм, куют из слитка массой 97000 кг на гидравлическом прессе усилием 15000 тс. Материал - сталь 9ХФ, ма са поковки 61000 кг, средний диаме слитка 2000 мм.

В первом выносе осуществл ют би летировку слитка на диаметр 1800 м и предварительное формирование сту ней диаметром 1200 мм и длиной 1400 Переход от бочки к ступени осущест л етс  по конусу длиной 580 мм. С целью обеспечени  наилучшей пласти

Так как деформирование ступеней завершаетс  в конце процесса ковки, то за этот промежуток времени температура центральной зоны ступеней

ЮО С

падает примерно на

и достигает

оптимальной, равной 1050 С.

При повторном нагреве ступенчатой заготовки в течение времени t осева  зона металла на бочке вследствие ее большого диаметра нагреваетс  меньше , примерно до , а поверхность

5

0

0

5

0

5

валка. С учетом её проглажнвани  дл  получени  поковочных размеров температура осевой зоны бочки за этот промежуток времени понижаетс  не более чем на и достигает рптимальной, равной .

Неравномерный повторный нагрев ступеней заготовки по длине обеспечивает одинаковость теплового сост о ни  участков в конце их ковки, что позвол ет получить равномерные механические свойства металла по длине поковки и снизить поверхностное трещино- образование..

Пример. Поковку опорного валка , имеющую диаметр бочки 1605±14 мм и симметрично расположенные по обе стороны бочки ступени диаметром 1165±13 мм и длиной 500+20 мм, диаметром 1020+13 и длиной 490+20 мм, диаметром 605+.11 и длиной 1065 мм, куют из слитка массой 97000 кг на гидравлическом прессе усилием 15000 тс. Материал - сталь 9ХФ, масса поковки 61000 кг, средний диаметр слитка 2000 мм.

В первом выносе осуществл ют бил- летировку слитка на диаметр 1800 мм и предварительное формирование ступеней диаметром 1200 мм и длиной 1400 мм Переход от бочки к ступени осуществл етс  по конусу длиной 580 мм. С целью обеспечени  наилучшей пластич5148

ности металла осевой зоны, заварки дефектов металлургического происхождени , а также понижени  температуры в центре заготовки в последующем переходе первый нагрев осуществл ют таким образом, что в осевой зоне слитка получают температуру 1150 С, а на поверхности . Дл  этого слиток нагревают под ковку в течение времени tt 0,0197 DC - 16 0,0197x2000-16 23,5 ч. .

Получением ступенчатой заготовки в первом выносе осуществлено рациональное перераспределение уковов с увеличением объема деформировани  .в первом выносе и уменьшением на последующем .

Во втором выносе осуществл ют неравномерный нагрев полученной заготовки как по сечению, так и по длине и окончательное деформирование до поковочных размеров, исход  из достаточного прогрева ступеней диаметром 1200 мм. Дп  устранени  осевого и поверхностного трещннообразов ани  ступени неравномерно нагревают по

г-г-40 1-0 j 012D«r+0 085T2 -0 044t4 +0,056Tj

Djj - диаметр бочки, мм;

-врем  ковки ступенчатой за-. готовки, мин;

-температура нагрева поверхности слитка, °С;

tx Тц

Тп - температура печи, С.

1800 мм, tr 60 мин, TR о,

Дп  D

1200 С и Т„ , Тп, 1164 Тц ЮбО с.

Общий процесс ковки поковки до окончательных размеров составл ет 2,0 ч. За этот промежуток времени температура центральной зоны ступене падает на 100 Си становитс  равной .

Способ ковки ступенчатых поковок эффективен при изготовлении поковок прокатных валков, а также других ступенчатых поковок,требунлцих хорошей проработки структуры металла по сечению и исключени  поверхностного растрескивани  при минимальных затратах на их производство.

Фор м у ла изобретени 

Claims (3)

1. Способ ковки ступенчатых поко- Ьок преимущественно из зазвтектоид- ных сталей, включающий нагрев слит

Q

15

0

5

106

сечению с получением в осевой зоне температуры , а на поверхности 1200 С. Общее врем  нагрева заготовки при этом равно

0,00725 Dtu + 3,75 О,00725X 1200 + 3,75 12,5 ч.

По.известной технологии кузнечно- прессового производства только выдержка на ковочной температуре дл  слитков указанной массы в первом и во

автором выносах составл ет от 12 до

,29 ч.

Вследствие того, что.диаметр бочки ступенчатой заготовки больше диаметра ступени, за этот промежуток времени сечение бочки прогреваетс  слабее. Температуру поверхности бочки при нагреве можно определит по формуле

ц 7 Т,г - 300 - 0.047 , + 0,3741,. + 0,85 Тп,

а температуру центра по формуле

ка и последующую ковку с формированием ступеней по переходам и понижением температуры осевой зоны до температуры , не превышающей критического

порога роста аустенитного зерна, о т- личающийс  тем, 4TOi с целью повьш1ени  производительности и качества поковок за счет снижени  поверхностного трещинообразовани , слитка в первом перекоде осуществл ют неравномерно по сечению до температуры в центре 1150 С, а на поверхности 1200 С, а в последующих переходах ступенчатую заготовку нагревают неравномерно по сечению до температуры в центре наименьшей ступени заготовки , а на ее поверхности 1200 С и по длине с превышением температуры нагрева наименьшей ступени заготовки относительно наибольшей ступени с разницей температур , равной перепаду температур этих ступеней при естественном охлаждении равномерно нагретой по длине заготовки.

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что слиток в первом переходе нагревают н течение времени

1 0,0197 DC - 16, ч,

где DC - с редний диаметр слитка, мм.

3. Способ поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что ступенчатую заT/i lZOO

готовку в последующих переходах нагревают в течение времени i 0,00725 DLU + 3,75, ч, где Doj - диаметр наименьшей шейки ступени, мм.

Фиг.З