本发明专利技术公开了一种大型厚壁含镍环锻件的生产方法，其技术方案包括制坯、辗环以及热处理步骤。本发明专利技术通过增加坯料高度，合理分配径、轴向变形量，加大辗环过程中锥辊的进给量，有效地避免了上端面内圆塌陷和上端面凹槽的产生。环锻件辗后摊开空冷至250-350℃进炉退火装炉，满足钢材的组织、性能等要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁材料的生产
，涉及一种环形锻件的生产方法，特别是涉及了一种。
技术介绍
环件乳制又称辗扩或扩孔，它通过径、轴向双变形区材料的反复协调变形，使环坯在长大过程中产生充分的塑性变形和体积转移，再结合合理的温度控制，可获得优化的材料微观组织，从而形成高性能的优质环件，环乳工艺在生产轴承套圈、齿轮毛坯等中、小环件零件中占有重要地位。随着工业的飞速发展，不管是电力、海上石油平台、民用船舶，还是特大重型机械、军工、航空航天等对大型厚壁环锻件的需求日益增加。大型厚壁环锻件乳制成形通常使用卧式乳环机，其成形简图如图1所示，环件坯料水平放置于径轴向乳环机的驱动辊和芯辊之间，驱动辊作旋转运动，芯辊作进给运动，环件在驱动辊和芯辊作用下反复通过辊缝产生连续局部变形，一对导向辊(又称抱辊)对称分布于变形区入口和出口两侧，对环件乳制起导向作用，环件每通过辊缝乳制一转，其径向(X向)壁厚减小，轴向(Y向)则会相应的增高。上锥辊和下锥辊均为锥形，分别对环件的水平上端面和下端面进行加工。由于大型厚壁含镍(1.6-3.75% Ni)环锻件体型巨大，并且热加工过程处于高温，高压和不稳定成形状态，影响因素多，很难进行控制，其生产工艺存在以下不足:(1)大型厚壁含镍环锻件毛坯重量往往超过5t，毛坯体积大，最终环锻件毛坯尺寸在辗环过程中难以合理分配径、轴向变形量，导致环锻件上端面产生凹槽或上端面内圆塌陷。通过增加环锻件高度和内径方向的生产余量，以便将凹槽等缺陷车削掉，但环件成材率低；(2)通过提高环锻件的加热温度，增加钢材的热加工塑性，此法虽然消除了大型环锻件上端面的凹槽缺陷，但因环件终辗温度高，使成品环锻件晶粒粗大、组织不均；(3)大型厚壁含镍环锻件尺寸规格大，热加工过程处于高温、高压和不稳定成形状态，成品环锻件椭圆度大。(4)在辗环后期因环件直径的增长速度偏快，而抱辊作用力又未及时进行调整，最终会导致环件椭圆度大，但环件尺寸大、环壁厚，椭圆度不易被矫正；(5)大型厚壁含镍环锻件在冷却过程中表面和芯部由于冷却速率的不一样，冷却过程中环件由表及里会得到不同组织使环件组织不均匀。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种，本专利技术方法解决了现有技术中的问题，由此得到的环锻件成材率高、钢材组织性能得到改善，可以满足要求。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种，包括如下步骤:制坯步骤，将圆柱形料制成环形毛坯；辗环步骤，将所述环形毛坯加热后置于径轴向辗环机上进行多火次辗环，从而得到环锻件坯；热处理步骤，将多个所述环锻件坯摊开空冷至250-350°C，之后进行退火处理。机加工步骤，将所述热处理后的环锻件坯加工成成品环锻件。在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，在所述制坯步骤中，所述圆柱形料的高径比(Η/D)为1.6彡Η/D彡2.5，其中Η为圆柱形料的高度，D为圆柱形料的直径。更优选地，所述圆柱形料的直径D为850-900mm。在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，在所述制坯步骤中，所述圆柱形料首先被加热至变形温度，然后经锻造和冲孔制得所述环形毛坯；更优选地，所述锻造的始锻温度为多1100°C，终锻温度为多800°C ;所述锻造依次为:第一次墩粗、倒棱、第二次墩粗、滚圆、第三次墩粗、轻微滚边、第四次墩粗。更优选地，所述变形温度为1160-1260°C。在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，在所述制坯步骤中，得到的所述环形毛坯的尺寸如下:外径为1000-2000mm，内径为200_500mm，高度为200_700mm。在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，所述辗环步骤中，在辗环过程的整形阶段，通过测量杆测量环件椭圆度，如果椭圆度超过规定值，则通过所述辗环机的上下锥辊夹持处于辗环过程的环件上下端面并以芯辊为支点沿径向拉伸环件以实现环件整圆。优选地，所述椭圆度的规定值为彡8mm。 在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，所述辗环步骤中，所述加热的温度为1160-1260。。。在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，所述辗环步骤中，所述多火次辗环的火次为2-4次。各火次辗环的开始温度为多1150°C，终止温度为多800°C。更优选地，当所述多火次辗环的火次为2时，第1火次辗环后坯料的外径为所述成品环锻件和所述环形毛坯外径尺寸之和的一半。在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，在所述热处理步骤中，所述退火处理的温度为650-710°C，退火时间可根据成品环锻件壁厚来确定。在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，所述成品环锻件的规格如下:外径0D 为 3000-5000mm ;壁厚为 100_500mm ;高 Η 为 200_500mm。在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，所述成品环锻件中，镍含量为1.6-3.75wt%。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果:(1)本专利技术的方法主要通过以下三方面有效的预防大型厚壁含镍环锻件上端面凹槽或上端面内圆塌陷的产生:①适当增加环件坯料的制坯高度。②制定多火比如两火辗环，如规定一火辗环外径尺寸，一火回炉加热时间。③在辗环过程中加大锥辊的进给量，二火辗环容易产生上端面缺陷，这就需要增大锥辊的压力，增大环件高度方向的变形。(2)本专利技术的方法解决了大型厚壁环锻件椭圆度不易矫正的难题；(3)本专利技术的方法探伤合格率提高，钢材的组织性能得到改善；(4)本专利技术的方法实现大型厚壁环锻件径、轴向相互协调变形，获得精确的形状尺寸和良好的组织、性能。【附图说明】图1是环件乳制成形简图；其中，1、径向机架；2、轴向机架；3、主辊；4、芯辊；5、抱辊；6、锥辊；7、定位块；8、环件Z向拉伸方向即径向拉伸方向(矫正环件)图2是大型厚壁含镍环锻件显微组织图(X 100);图3是大型厚壁含镍环锻件显微组织图(X 1000);图4是现有热处理工艺得到的G20Cr2Ni4A大型厚壁含镍环锻件的显微组织图(X1000)。【具体实施方式】下面通过具体实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不限于此。本专利技术提供的包括以下步骤:(1)制坯:先将圆柱形料段加热到变形温度，之后依次进行第一次墩粗一倒棱一第二次墩粗一滚圆一第三次墩粗一轻微滚边一第四次墩粗一冲孔，最终制环形毛坯(即环件坯料)。首先，按规定下料，并将下料后的圆柱形料加热到变形温度，所述变形温度优选为1160-1260°C (比如:1165°C、1180°C、1200°C、1220°C、1240°C、1250°C、1255°C )，加热时间为3-7h(比如:3.5h、5h、6h、6.5h)，所述圆柱形料的高径比(Η/D)为1.6彡Η/D彡2.5 (比如H/D = 1.7、H/D = 2.0、H/D = 2.2、H/D = 2.4)，其中Η为圆柱形料的高度，D为圆柱形料的直径，优选地，所述圆柱形料的直径D为850-900mm。然后，经锻造和冲孔制得环形毛坯；所述锻造依次为:第一次墩粗、倒棱、第二次墩粗、滚圆、第三次墩粗、轻微滚边、第四次墩粗，所述锻造的始锻温度为多1100°C (比如 1102 °C、1110 °C、1120 °C、1150 °C、1180 °C、1200 °C、1240 °C )，终锻温度为彡 800 °C (比如810°C、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大型厚壁含镍环锻件的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：制坯步骤，将圆柱形料制成环形毛坯；辗环步骤，将所述环形毛坯加热后置于径轴向辗环机上进行多火次辗环，从而得到环锻件坯；热处理步骤，将多个所述环锻件坯摊开空冷至250‑350℃，之后进行退火处理；机加工步骤，将所述热处理后的环锻件坯加工成成品环锻件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：费三林，柯其棠，王前利，黎作先，李自强，
申请(专利权)人：大冶特殊钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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