本發(fā)明涉及一種環(huán)軋軋制成形方法，特別是涉及了不銹鋼-結(jié)構(gòu)鋼雙金屬環(huán)件軋制成形方法。

背景技術(shù)：

雙金屬環(huán)件是由兩種不同金屬構(gòu)成的復(fù)合環(huán)件，環(huán)件之間通過(guò)各種變形和連接技術(shù)緊密結(jié)合,在外力作用下內(nèi)外環(huán)件不會(huì)分離。和單一金屬環(huán)件相比,雙金屬環(huán)件可以充分發(fā)揮兩種金屬各自的最佳性能，不僅具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、力學(xué)等綜合性能，還可以節(jié)省大量貴重金屬，降低生產(chǎn)成本，因而雙金屬環(huán)件被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、火車、船舶、冶金、化工、能源、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。目前，雙金屬環(huán)件的主要制造方法是先通過(guò)環(huán)件軋制工藝分別軋制成形兩個(gè)單金屬環(huán)件，再將兩個(gè)單金屬環(huán)件組合裝配成雙金屬環(huán)件。由于兩個(gè)單金屬環(huán)件分開(kāi)軋制成形，導(dǎo)致該方法工序多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)效率低。且軋制成形的兩個(gè)單金屬環(huán)件進(jìn)行組合裝配時(shí)，環(huán)件接觸界面只發(fā)生彈性變形或小塑性變形，從而導(dǎo)致該方法制造的雙金屬環(huán)件界面接觸質(zhì)量差，連接強(qiáng)度低，不能滿足高性能雙金屬環(huán)件服役性能和使用壽命的要求。

雙金屬環(huán)件軋制是指將兩種金屬環(huán)坯套在一起進(jìn)行軋制，軋制過(guò)程中，由于金屬的變形抗力與溫度以及材料本身的特性等因素有關(guān)，很容易造成變形不均，而導(dǎo)致軋制失敗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用控制變形過(guò)程中金屬材料的變形溫度，實(shí)現(xiàn)雙金屬環(huán)件的軋制成形，獲得性能、尺寸良好的雙金屬環(huán)件。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所述不銹鋼-結(jié)構(gòu)鋼雙金屬環(huán)件軋制成形方法，其技術(shù)方案包括以下步驟：

分別將不銹鋼、結(jié)構(gòu)鋼按一定規(guī)格下料成棒材，然后經(jīng)過(guò)鐓粗、沖孔、預(yù)軋制成不銹鋼環(huán)坯和結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯，不銹鋼環(huán)坯的內(nèi)徑等于結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯的外徑；分別將不銹鋼環(huán)坯加熱到800±10℃保溫，將結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯加熱到820±10℃保溫；將不銹鋼環(huán)坯套在結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯的外面一起放在環(huán)軋機(jī)上進(jìn)行軋制，獲得不銹鋼-結(jié)構(gòu)鋼雙金屬環(huán)件，其中，不銹鋼環(huán)件的軋制比為K₁、結(jié)構(gòu)鋼環(huán)件的軋制比為K₂；K₁/K₂＝σ_s/σ_s′，式中，σ_s為不銹鋼環(huán)坯軋制變形抗力，σ_s′為結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯軋制變形抗力。

所述不銹鋼環(huán)坯軋制變形抗力為σ_s＝nσ₀，其中，n為不銹鋼在軋制相應(yīng)變形溫度下的熱力參數(shù)系數(shù)，σ₀為不銹鋼在常溫下的變形抗力。

所述結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯軋制變形抗力為σ_s′＝n′σ₀′，其中，n′為結(jié)構(gòu)鋼在軋制相應(yīng)變形溫度下的熱力參數(shù)系數(shù)，σ₀′為結(jié)構(gòu)鋼在常溫下的變形抗力。

所述不銹鋼為1Cr12Ni2WmoVNb鋼。

所述結(jié)構(gòu)鋼為40CrNiMoA鋼。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明所述不銹鋼-結(jié)構(gòu)鋼雙金屬環(huán)件軋制成形方法，首先根據(jù)雙金屬環(huán)件的最終尺寸，設(shè)計(jì)不銹鋼環(huán)坯和結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯，并分別確定不銹鋼環(huán)件和結(jié)構(gòu)鋼環(huán)件的軋制比K₁、K₂，再根據(jù)K₁/K₂＝σ_s/σ_s′確定不銹鋼環(huán)坯和結(jié)構(gòu)鋼軋制變形抗力σ_s、σ_s′，從而確定不銹鋼環(huán)件和結(jié)構(gòu)鋼環(huán)件的加熱溫度。在相應(yīng)溫度下，將不銹鋼環(huán)坯和結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯套在一起軋制，從而獲得性能、尺寸良好的雙金屬環(huán)件。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是雙金屬軋制過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施本發(fā)明所述的不銹鋼-結(jié)構(gòu)鋼雙金屬環(huán)件軋制成形方法需要提供鍛造加熱爐、壓力機(jī)、機(jī)械手等設(shè)備。以我國(guó)材料牌號(hào)為1Cr12Ni2WmoVNb的不銹鋼和40CrNiMoA結(jié)構(gòu)鋼為例來(lái)說(shuō)明該方法的具體實(shí)施方式：

該1Cr12Ni2WmoVNb鋼的主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為：含C量0.11％～0.17％、含Mn量≤0.60％、含Si量≤0.60％、含Cr量11.00％～12.00％、含Ni量1.80％～2.20％、含W量0.7％～1.0％、含Mo量0.80％～1.20％、含V量0.20％～0.30％、含Nb量0.15％～0.30％、含P量≤0.030％、含S量≤0.020％、余量為Fe。

該40CrNiMoA鋼的主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為：含C量0.36％～0.44％、含Mn量0.50％～0.80％、含Si量0.17％～0.37％、含S量≤0.020％、含P量≤0.020％、含Cr量0.60％～0.90％、含Ni量1.25％～1.75％、含Mo量0.15％～0.25％、余量為Fe。

本方法的步驟如下：

分別將1Cr12Ni2WmoVNb鋼、40CrNiMoA鋼按一定規(guī)格下料成棒材，然后經(jīng)過(guò)鐓粗、沖孔、預(yù)軋制成1Cr12Ni2WmoVNb鋼環(huán)坯4和40CrNiMoA鋼環(huán)坯5，1Cr12Ni2WmoVNb鋼環(huán)坯4的內(nèi)徑等于40CrNiMoA鋼環(huán)坯5的外徑；分別將1Cr12Ni2WmoVNb鋼環(huán)坯4加熱到800±10℃保溫，將40CrNiMoA鋼環(huán)坯5加熱到820±10℃保溫；將1Cr12Ni2WmoVNb鋼環(huán)坯4套在40CrNiMoA鋼環(huán)坯5的外面一起放在環(huán)軋機(jī)上進(jìn)行軋制，如圖1所示，獲得不銹鋼-結(jié)構(gòu)鋼雙金屬環(huán)件，其中，不銹鋼環(huán)件的軋制比為K₁、結(jié)構(gòu)鋼環(huán)件的軋制比為K₂；K₁/K₂＝σ_s/σ_s′，式中，σ_s為不銹鋼環(huán)坯軋制變形抗力，σ_s′為結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯軋制變形抗力。

所述不銹鋼環(huán)坯4軋制變形抗力為σ_s＝nσ₀，其中，n為不銹鋼在軋制相應(yīng)變形溫度下的熱力參數(shù)系數(shù)，σ₀為不銹鋼在常溫下的變形抗力。

所述結(jié)構(gòu)鋼環(huán)坯5軋制變形抗力為σ_s′＝n′σ₀′，其中，n′為結(jié)構(gòu)鋼在軋制相應(yīng)變形溫度下的熱力參數(shù)系數(shù)，σ₀′為結(jié)構(gòu)鋼在常溫下的變形抗力。