專利名稱：用31.5mn油壓機(jī)鍛壓大截面大高徑比半聯(lián)軸器方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半聯(lián)軸器鍛件的鍛造方法。屬于金屬鍛造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一、產(chǎn)品技術(shù)要求
1、半聯(lián)軸器8件，材質(zhì)為34CrNi3Mo，鍛件規(guī)格見圖1。超聲波探傷按JB/T7(^6_93標(biāo)準(zhǔn)。2、此半聯(lián)軸器最大截面達(dá)Φ 1505mm，高度達(dá)1050mm，中心既沒有通孔也沒有盲孔，是一個實(shí)實(shí)在在的鐵坨子。用中小型壓機(jī)鍛壓時，無論用鐓粗還是用拔長的鍛造方式生產(chǎn)，由于壓機(jī)的能量很快就被表層金屬變形所吸收，能量難以傳導(dǎo)到鍛件的中心部位，難以將中心部位壓實(shí)。中心變形不充分，就容易形成枝晶等鑄態(tài)組織，非金屬夾雜及合金元素容易沿枝晶的晶界析出，使晶界塑性變差，當(dāng)采取局部鐓粗輾壓時極易產(chǎn)生層狀撕裂性缺陷。 34CrM3Mo材質(zhì)是白點(diǎn)敏感性較強(qiáng)的馬氏體鋼，在應(yīng)力和金屬內(nèi)氫離子的綜合作用下，極易產(chǎn)生白點(diǎn)、氫脆性裂紋等密集性超聲波探傷缺陷，生產(chǎn)難度較大。鍛壓設(shè)備為31. 5MN油壓機(jī)，由于受設(shè)備鍛造能力的限制，截面超過Φ 1200mm的軸類鍛件及直徑超過Φ 1300且高徑比超過0. 6的盤形鍛件，采用常規(guī)方式鍛造生產(chǎn)，超聲波探傷合格率較低，這一直是鍛造生產(chǎn)中比較棘手的技術(shù)性難題。如何用現(xiàn)有設(shè)備制造出合格的大截面高技術(shù)要求的大鍛件，是擺在我們面前的一道高門檻，是我們需要攻克的一個技術(shù)難關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種工藝簡單、火次少、能耗較低、鍛件質(zhì)量能明顯得到保證的用31. 5ΜΝ油壓機(jī)鍛壓大截面大高徑比半聯(lián)軸器鍛件的方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用31. 5ΜΝ油壓機(jī)鍛壓大截面大高徑比半聯(lián)軸器方法，所述方法包括以下工藝過程
鋼錠采用34CrNi3Mo鋼，鋼錠錠型選為16t (噸)，采用EF+LF+VD工藝，即電爐+爐外精煉+真空處理工藝。一個鋼錠生產(chǎn)一件產(chǎn)品。鋼錠用保溫桶進(jìn)行保溫、采取紅送方式送達(dá)鍛造廠。所述鋼錠紅送是指鋼錠澆注脫模后，采取一定保溫措施送到鍛造廠裝爐時，表面溫度不低于650°C的過程。鋼錠紅送到車間后及時裝爐，加熱到1250士 10°C保溫;TlOh后出爐鍛造，鍛造溫度為 1250 850°C。鍛壓工藝將產(chǎn)品的大端改在鋼錠的底部端。鍛造工藝路線為鐓粗一拔長一用外徑Φ1640πιπιΧ內(nèi)徑Φ IlOOmmX厚度310mm
的漏盤局部鐓粗成形。鍛后熱處理鍛件鍛后空冷至表面溫度350士 10°C時進(jìn)熱處理爐，處理爐溫度控制在45(T50(TC，保溫3小時后隨爐冷至280士20°C保溫6h，進(jìn)行第一次過冷處理。隨后升溫至650士 10°C保溫6h，再次升溫至890士 10°C保溫IOh進(jìn)行奧氏體化處理。吊下臺車， 用鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)冷，進(jìn)行正?；幚?。風(fēng)冷至表面溫度350°C 士 10°C進(jìn)爐，爐冷至沈0士20°C保溫幾進(jìn)行第二次過冷。升溫至650士 10°C保溫40h進(jìn)行回火并擴(kuò)氫防白點(diǎn)處理，隨爐冷至彡250°C出爐。熱處理采取二次過冷，第一次過冷為280°C保溫Mi ；第二次過冷在正火完成后進(jìn)行，過冷溫度為260°C保溫7h。兩次過冷的目的是為了使金屬中殘余奧氏體能較充分地向貝氏體轉(zhuǎn)變，有利于氫的擴(kuò)散與晶粒的細(xì)化。正火時，鍛件吊下臺車用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷，加大冷速，目的是為了形成以索氏體和貝氏體為主的金屬基體組織，細(xì)化晶粒，為后續(xù)熱處理打下較好的基礎(chǔ)?；鼗饡r，650°C較長時間的保溫，目的除了為消除正火應(yīng)力外，主要是為了擴(kuò)氫處理預(yù)防白點(diǎn)的產(chǎn)生。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明方法工藝簡單，火次少，能耗較低，鍛件質(zhì)量能明顯得到保證。


圖1為本發(fā)明涉及的半聯(lián)軸器鍛件圖。圖2為以往采用的方案一工藝圖。圖3為以往采用的方案二工藝圖。圖4為以往采用的方案二第二件產(chǎn)品UT檢測缺陷分布示意圖。圖5為本發(fā)明采用的方案三工藝圖。圖6為本發(fā)明采用的方案三鍛后熱處理工藝圖。
具體實(shí)施例方式1、原鍛造工藝(方案一)
1.1、以前生產(chǎn)這類產(chǎn)品的鍛造方法是采取二鐓二拔式，工藝路線為鐓粗一拔長一再鐓粗一再拔長一局部鐓粗成型，見圖2。該方法不僅工藝復(fù)雜、火次多、能耗大、生產(chǎn)成本高， 而且實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗與實(shí)驗數(shù)據(jù)證明，采用兩鐓兩拔的工藝，鍛件質(zhì)量并不能明顯得到保證。1. 2、這種鍛造方式表面上看鍛造比較大，例如，每次鐓粗鍛造比=2，則二次鐓粗后的總鍛造比為2+2=4。但實(shí)際生產(chǎn)中，由于壓機(jī)受鍛造噸位的限制，整體鐓粗不能到位，靠隨后的窄砧回轉(zhuǎn)輾壓完成鐓粗到位，砧面與鍛件的接觸面較小，鍛件中心部位不是處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，塑性變形不充分，容易形成枝晶組織?；蛘咭騌ST效應(yīng)(Rigid Slid Tearing Effect—剛性滑動撕裂效應(yīng)一《大型鑄鍛件》1991-4)而形成層狀撕裂性缺陷。為此，我們對原鍛造工藝作了第一次改進(jìn)。2、鍛造工藝的第一次改進(jìn)(方案二)
2.1經(jīng)過技術(shù)論證，我們對上述鍛造工藝作了第一次改進(jìn)，此工藝采用32t (噸)鋼錠， 兩件連鍛，直接鐓粗拔長成形，見圖3。與原工藝方法相比，該方法工藝簡單、火次少、能耗較低、降低了生產(chǎn)成本。2.2使用該工藝，先投入了一支鋼錠，生產(chǎn)了兩件產(chǎn)品(連鍛)。2.3超聲波探傷發(fā)現(xiàn)，在靠近T (冒口)端的第二件產(chǎn)品中，小端距中心Φ150
4Φ 200mm范圍內(nèi)有呈半圓狀的超標(biāo)密集缺陷存在，大端約2/3R處、深度200 400mm范圍內(nèi)存在環(huán)形密集超標(biāo)缺陷，見圖4?？拷麭 (底部)端的第一件產(chǎn)品合格。3、此次工藝改進(jìn)的思路是，兩件連鍛時，選用較大的鋼錠，用以增大鍛造比。正如在1.1中分析闡明的，此鍛造比的增大是假像，效果同樣不理想。3. 1針對第一次工藝改進(jìn)后(方案二)存在的問題，我們對鍛造工藝又作了進(jìn)一步地改進(jìn)，即按方案三實(shí)行。3. 2方案三的鍛造工藝為鋼錠越大，內(nèi)部鑄態(tài)組織缺陷及非金屬夾雜存在的可能性也越大，鍛造所需設(shè)備能力也越大。顯然，在無法改變鍛造設(shè)備能力的情況下，選擇較小的鋼錠錠型對鍛造質(zhì)量非常有利。正是基于這種考慮，我們第二次改進(jìn)時，選擇了下述鍛造工藝一方案二。鋼錠錠型選為16t (噸)，采用EF+LF+VD (電爐+爐外精煉+真空處理)工藝，目的是提高鋼錠的純凈度，減少金屬材料中Η、Ν、0氣體含量。一個鋼錠生產(chǎn)一件產(chǎn)品。紅送鋼錠到車間后及時裝爐，適當(dāng)提高加熱溫度和始鍛溫度，加熱溫度 1250士 10°C保溫；TlOh后出爐鍛造，始鍛溫度1250°C。(注原加熱溫度1230士 10°C，始鍛溫度 1230 °C)
(注紅送鋼錠是指澆注脫模后，采取一定保溫措施送到鍛造廠裝爐時，表面溫度不低于650°C的鋼錠)。同時根據(jù)鋼錠B (底部)端質(zhì)量優(yōu)于T (冒口)端的情況，將產(chǎn)品的大端改在鋼錠的底部端(通常大端是放在冒口端)。修改后的鍛造工藝路線為鐓粗一拔長一用外徑Φ 1640mm/內(nèi)徑Φ IlOOmmX厚度 310mm的漏盤局部鐓粗成形，見圖5。3. 3鍛后熱處理
由于34CrM3Mo鋼是白點(diǎn)敏感性較強(qiáng)，產(chǎn)生白點(diǎn)、氫脆性裂紋等超聲波探傷密集性缺陷傾向性較大的鋼種，鍛后必須采用適宜的鍛后熱處理工藝，否則可能前功盡棄。此批產(chǎn)品采用二次過冷+擴(kuò)氫的正火回火熱處理工藝，見圖6。具體熱處理工藝如下
鍛后熱處理鍛件鍛后空冷至表面溫度350士 10°C時進(jìn)熱處理爐，處理爐溫度控制在 45(T50(TC，保溫3小時后隨爐冷至觀0士20°C保溫6h，進(jìn)行第一次過冷處理。隨后升溫至 650士 10°C保溫6h，再次升溫至890士 10°C保溫IOh進(jìn)行奧氏體化處理。吊下臺車，用鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)冷，進(jìn)行正?；幚怼ｏL(fēng)冷至表面溫度350°C 士 10°C進(jìn)爐，爐冷至沈0士20°C保溫進(jìn)行第二次過冷。升溫至650士 10°C保溫40h進(jìn)行回火并擴(kuò)氫防白點(diǎn)處理，隨爐冷至彡250°C 出爐。4、效果
4. 1用方案三的鍛造工藝指導(dǎo)生產(chǎn)了 6件產(chǎn)品，均獲得了較為滿意的效果，粗加工后超聲波探傷完全符合JB/T7(^6-93標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對超聲波探傷不合格的1件，我們作了返工重新加熱鍛造，也獲得成功。5. 2通過此次鍛造工藝的二次改進(jìn)與優(yōu)化，同時將有缺陷產(chǎn)品的返工鍛造成功， 總結(jié)出鋼錠鑄態(tài)組織缺陷改善與鍛合的三個條件
1)、應(yīng)力狀態(tài)，鋼錠的內(nèi)部缺陷只有在塑性狀態(tài)、三向壓應(yīng)力情況下才能有效鍛合；
2)、變形量，要將一定當(dāng)量直徑的缺陷鍛合必須要有相應(yīng)的變形量；3)、科學(xué)合理的鍛后熱處理制度是內(nèi)部缺陷鍛合并不再次重新產(chǎn)生的保證。缺陷的存在往往與氣體、夾雜物聚集有關(guān)。即使在三向壓應(yīng)力并有一定變形量、缺陷已經(jīng)鍛合的情況下，如果不作好鍛后熱處理，沒有合理的熱處理制度作保證，沒經(jīng)過重結(jié)晶和擴(kuò)散作用的配合，缺陷還有可能在冷卻或時效過程中再次產(chǎn)生。 第二次改進(jìn)鍛造工藝并使產(chǎn)品生產(chǎn)一次合格的成功運(yùn)用，加快了生產(chǎn)流程、節(jié)約了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1. 一種用31. 5MN油壓機(jī)鍛壓大截面大高徑比半聯(lián)軸器方法，其特征在于所述方法包括以下工藝過程鋼錠采用34CrNi3Mo鋼，鋼錠錠型選為16噸，采用EF+LF+VD工藝，即電爐+爐外精煉 +真空處理工藝，一個鋼錠生產(chǎn)一件產(chǎn)品，鋼錠用保溫桶進(jìn)行保溫、采取紅送方式送達(dá)鍛造廠，所述鋼錠紅送是指鋼錠澆注脫模后，采取一定保溫措施送到鍛造廠裝爐時，表面溫度不低于650°C的過程；鋼錠紅送到車間后及時裝爐，加熱到1250士 10°C保溫;TlOh后出爐鍛造，鍛造溫度為 1250"850°C ；鍛壓工藝將產(chǎn)品的大端改在鋼錠的底部端；鍛造工藝路線為鐓粗一拔長一用外徑Φ1640πιπιΧ內(nèi)徑Φ IlOOmmX厚度310mm的漏盤局部鐓粗成形；鍛后熱處理鍛件鍛后空冷至表面溫度350士 10°C時進(jìn)熱處理爐，處理爐溫度控制在 45(T50(TC，保溫3小時后隨爐冷至280士20°C保溫6h，進(jìn)行第一次過冷處理，隨后升溫至 650士 10°C保溫6h，再次升溫至890士 10°C保溫IOh進(jìn)行奧氏體化處理，吊下臺車，用鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)冷，進(jìn)行正?；幚恚L(fēng)冷至表面溫度350°C 士 10°C進(jìn)爐，爐冷至260士20°C保溫幾進(jìn)行第二次過冷，升溫至650士 10°C保溫40h進(jìn)行回火并擴(kuò)氫防白點(diǎn)處理，隨爐冷至彡250°C出爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用31.5MN油壓機(jī)鍛壓大截面大高徑比半聯(lián)軸器方法，鍛造工藝路線為鐓粗→拔長→用外徑Φ1640mm/內(nèi)徑Φ1100mm×厚度310mm的漏盤局部鐓粗成形。鍛后熱處理鍛件鍛后空冷至表面溫度350±10℃時進(jìn)熱處理爐，處理爐溫度控制在450~500℃，保溫3小時后隨爐冷至280±20℃保溫6h，進(jìn)行第一次過冷處理，隨后升溫至650±10℃保溫6h，再次升溫至890±10℃保溫10h進(jìn)行奧氏體化處理，吊下臺車，用鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)冷，進(jìn)行正常化處理，風(fēng)冷至表面溫度350℃±10℃進(jìn)爐，爐冷至260±20℃保溫7h進(jìn)行第二次過冷，升溫至650±10℃保溫40h進(jìn)行回火并擴(kuò)氫防白點(diǎn)處理，隨爐冷至≤250℃出爐。本發(fā)明方法工藝簡單，火次少，能耗較低，鍛件質(zhì)量能明顯得到保證。
文檔編號B21J5/00GK102357626SQ20111024876
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月27日
發(fā)明者劉圣祥, 周順華 申請人:江陰振宏重型鍛造有限公司