一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，简化了加工工艺，极大地提高了生产效率，而且减少了锻件加工余量，提高了材料利用率，降低了生产成本，提高了市场竞争力，其特征在于：其包括以下步骤：（1）、船用碳素钢轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素；（2）、对步骤（1）中生产出来的船用碳素钢轴类锻件材料进行加热、锻造成型船用碳素钢轴类锻件；（3）、对锻造后的船用碳素钢轴类锻件进行热处理。

【技术实现步骤摘要】
一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺
本专利技术涉及机械零件锻造工艺的
，具体为一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺。
技术介绍
随着世界般舶工业的迅速发展，70年代以来船用锻件规格越来越大，技术要求越来越高，生产难度也越来越大。特别是近几年来我国造船业得到了迅猛发展，目前我国造船业对船用锻件的需求急剧上升。这就要求我国的锻件制造厂家改变观念，不断创新，尽快开发出新锻件和新工艺，满足造船业的需要。碳素钢含碳量低，含碳量小于0.5%。与其他钢类相比，良好的塑性是近代工业中使用最早、成本最低、性能范围最宽、使用量最大的基本材料。世界各工业国家，在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。目前碳素钢产品的产量在各国钢总产量中的比重，约保持在80%左右，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面也得到大量使用。 适用于公称压力PN ( 32.0MPa，温度为-30_425°C的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。碳素钢除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。其性能主要取决于含碳量。碳素钢的含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。因此，船用碳素钢轴类锻件使用在船舶的舵系产品上，要求有良好的机械综合性能，有时还要求具有较高的抗冲击性能、较高的低温韧性。船用碳素钢轴类锻件是船用舵系的关键零部件之一，工作中承受周期性变化的弯曲和扭转力矩，同时承受惯性力、振动附加应力，以及交变载荷的作用，受力情况复杂，负荷大，容易产生疲劳破坏，造成舵轴断裂，将引起船用舵系的其他零件的损坏，直接影响船舶设备的安危。因此，对船用碳素钢轴类锻件的强度、刚度、耐磨性等提出了较高的要求。为了满足各种力学性能的要求，船用碳素钢轴类锻件的内部及表面缺陷应该少，组织结构、纤维分布要合理，形状尺寸要精确，尤其是大型的船用舵轴，保证质量要求，减少机械加工余量，是大型船用舵轴锻造生产中十分重要的课题，因为用通常的碳素钢材料，采用常规的正火或正火+回火进行性能热处理，很难达到设计要求，船用碳素钢轴类锻件传统制造工艺流程为:加热一锻造一锻后热处理一粗加工一调质(第二热处理)一性能检验一校直一半精加工一交验入库，船用碳素钢轴类锻件为了获得较好的组织晶粒，需要对锻件进行多次热处理，由于加工处理工序的增加，使得加工时间较长,加工效率低，由于需要多次加工必然要增加锻件的加工余量，造成了材料的浪费，增加了生产成本，降低了市场竞争力。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，简化了加工工艺，极大地提高了生产效率，而且减少了锻件加工余量，提高了材料利用率，降低了生产成本，提高了市场竞争力。其技术方案是这样的:一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，其特征在于:其包括以下步骤: (I )、船用碳素钢轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素； (2)、对步骤(1)中生产出来的船用碳素钢轴类锻件材料进行加热、锻造成型船用碳素钢轴类锻件； (3 )、对锻造后的船用碳素钢轴类锻件进行热处理。其进一步特征在于:所述工艺还包括如下步骤:对热处理后的船用碳素钢轴类锻件进行加工和性能热处理；所述热处理包括正火加回火；所述正火冷却方式为风冷或者雾冷; 在碳素钢生产过程中加入N1:0.08%-0.12% (重量百分比)或/和Al:0.015%_0.035%(重量百分比)合金元素；碳素钢中:C ≤0.65% (重量百分比)、S1:0.25-0.35% (重量百分比)、Μη:0.55-0.75% (重量百分比)、Cr: ≤0.4% (重量百分比)、P: ≤0.035% (重量百分比)、S: ≤0.035% (重量百分比)、Mo: ≤ 0.1% (重量百分比)、N1:0.08-0.012% (重量百分比)、Al:0.015-0.035% (重量百分比)、其余为Fe。本专利技术的上述结构中，由于在船用碳素钢轴类锻件材料的生产过程中加入Ni或/和Al合金元素，在保证船用碳素钢轴类锻件力学性能的同时，提高了船用碳素钢轴类锻件材料的韧性，减少了加工次数，简化了加工工艺，极大地提高了生产效率，而且减少了锻件加工余量，提高了材料利用率，降低了生产成本，提高了市场竞争力。【具体实施方式】一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，其包括以下步骤: (I )、船用碳素钢轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素； (2)、对步骤(1)中生产出来的船用碳素钢轴类锻件材料进行加热、锻造成型船用碳素钢轴类锻件； (3)、对锻造后的船用碳素钢轴类锻件进行热处理； (4)、对热处理后的船用碳素钢轴类锻件进行加工和性能热处理。在碳素钢生产过程中加入N1:0.08%-0.12%(重量百分比)，Al:0.015%_0.035%(重量百分比)合金元素，通过工艺流程的优化整改，取消了传统制造工艺流程中的调质(第二热处理)、校直、半精加工三个工序，可以极大地提高制造效率，同时减少了机械加工余量，提高材料利用率，进而达到降低成本，提高市场竞争力的目的。对热处理后的船用碳素钢轴类锻件进行加工和性能热处理是船用碳素钢轴类锻件的通常后续处理工艺。通过调整化学成分的内控范围，例如在通常碳素钢的基础上添加一些N1、Al等合金元素，可以极大地提高铁素体的强度，提高强韧性，同时可以增加碳化物的占有量，从而提高正火状态下(正火+回火)材料的力学性能。用锻后热处理的“正火+回火”工艺替代第二热处理的“淬火+回火”工艺，把通常的正火冷却方式空冷调整为快速冷却的风冷，把锻造后的船用碳素钢轴类锻件冷却到室温，必要时还需采用雾冷，从而获得良好的组织晶粒，使艉轴锻件的力学性能达到船规要求。在保证船用碳素钢轴类锻件力学性能的同时，提高了船用碳素钢轴类锻件材料的韧性，减少了加工次数，简化了加工工艺，极大地提高了生产效率，而且减少了锻件加工余量，提高了材料利用率，降低了生产成本，提高了市场竞争力。一方面整改锻造工艺，一方面在通常碳素钢的基础上添加一些提高强韧性的N1、Al等合金元素；另一方面把通常的正火冷却方式空冷调整为风冷，必要时还需采用雾冷。这样一是可以提高材料等级，使之具有较好的满足使用要求的潜能，二是通过加快冷速的方式获得良好的组织，从而最终达到满足要求的性能指标。实施例一: (一)以C45钢为例的化学成分:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，其特征在于：其包括以下步骤：（1）、船用碳素钢轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素；（2）、对步骤（1）中生产出来的船用碳素钢轴类锻件材料进行加热、锻造成型船用碳素钢轴类锻件；（3）、对锻造后的船用碳素钢轴类锻件进行热处理。

【技术特征摘要】
1.一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，其特征在于:其包括以下步骤: (I )、船用碳素钢轴类锻件材料生产，在碳素钢生产过程中加入Ni或/和Al合金元素； (2)、对步骤(1)中生产出来的船用碳素钢轴类锻件材料进行加热、锻造成型船用碳素钢轴类锻件； (3 )、对锻造后的船用碳素钢轴类锻件进行热处理。2.根据权利要求1所述的一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，其特征在于:所述工艺还包括如下步骤:对热处理后的船用碳素钢轴类锻件进行加工和性能热处理。3.根据权利要求1所述的一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，其特征在于:所述热处理包括正火加回火。4.根据权利要求3所述的一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺，其特征在于:所述正火冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟东，张忠明，王忠安，
申请(专利权)人：无锡宏达重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32