高强度挤压轴的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度挤压轴的制造方法，包括：将钢锭加热后对钢锭进行多向锻造，锻造后对钢锭进行退火，生成锻造坯料；对锻造坯料粗加工，挤压轴上部的垂直段与挤压轴基座的上表面之间采用圆角过度，沿挤压轴轴线方向加工通孔；粗加工后的锻造坯料进行调质热处理；对热处理后的锻造坯料进行精加工，生成挤压轴。本发明专利技术能够避免局部应力集中，提高挤压轴的使用寿命。

Manufacturing method of high strength extrusion shaft

The invention discloses a manufacturing method of a high-strength extrusion shaft, which comprises: heating the ingot, forging the ingot in multiple directions, annealing the ingot after forging, and generating forging blank; roughing the forging blank, adopting fillet transition between the vertical section at the upper part of the extrusion shaft and the upper surface of the extrusion shaft base, and machining through holes along the axis direction of the extrusion shaft; roughing the forging blank After heat treatment, the forging blank is finished to produce extrusion shaft. The invention can avoid local stress concentration and improve the service life of the extrusion shaft.

【技术实现步骤摘要】
高强度挤压轴的制造方法
本专利技术涉及一种热加工技术，具体说，涉及一种高强度挤压轴的制造方法。
技术介绍
随着我国大型垂直挤压机的成功研发、顺利投产，为我国重型装备制造提供基本保证。例如：近年来，大飞机项目用FGH(粉末冶金高温合金)粉末高温合金锭在在3.6万吨垂直挤压机上研制成功，现已进入批量生产阶段。其中，挤压轴是挤压过程中动力传动的核心部件，在整个挤压过程中将大型油缸压力传递到挤压筒内的挤压垫下端，由挤压垫推挤坯料。挤压轴下端需要较大的横截面与油缸活塞轴上端板接触，挤压轴的上部为细长杆状，以便能进入筒内推挤挤压垫。因此，挤压轴的质量可靠性直接关系大规格高温合金等难变形金属是否能顺利产出及产品内部质量问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种高强度挤压轴的制造方法，能够避免局部应力集中，提高挤压轴的使用寿命。技术方案如下：一种高强度挤压轴的制造方法，包括：将钢锭加热后对钢锭进行多向锻造，锻造后对钢锭进行退火，生成锻造坯料；对锻造坯料粗加工，挤压轴上部的垂直段与挤压轴基座的上表面之间采用圆角过度，沿挤压轴轴线方向加工通孔；粗加工后的锻造坯料进行调质热处理；淬火过程中，锻造坯料室温下装炉后以100℃/h升温至800-850℃，保温5h以上，保温后水冷至室温；回火过程中，锻造坯料室温下装炉后以60℃/h升温至550-650℃，保温6h以上，保温后出炉冷却至室温；对热处理后的锻造坯料进行精加工，生成挤压轴；精加工后，挤压轴垂直段与挤压轴基座的上表面之间的夹角α＝135±5°，两段之间采用圆角过度，圆角半径的范围：300-400mm。进一步，精加工后，圆角处光洁度不低于Ra3.2，挤压轴基座宽度/垂直段宽度≤2.0。进一步，将钢锭加热至1200℃对钢锭进行多向锻造，锻造比≥4.0。进一步，锻造后退火过程中，锻造后钢锭热装炉，锻件温度不低于500℃，装炉时炉温为600-700℃，保温15h以上，之后按照≤20℃/h冷却至200℃出炉空冷。进一步，采用牌号为G4335V的电渣重熔ESR技术冶炼钢锭，[O]≤20ppm。本专利技术技术效果包括：选择牌号为G4335V的ESR技术冶炼的钢锭为原料，采用退火+调质热处理技术及合理设计其结构，能够避免局部应力集中；根据所配备挤压筒及与大型油缸的承载面积，采用有限元技术设计挤压轴结构，使挤压轴的使用寿命提高2倍以上。本专利技术能够提高了挤压轴的寿命，降低了挤压轴的使用成本，为挤压粉末高温合金等难变形金属提供了可靠的保障，具有重要的意义。附图说明图1是本专利技术中高强度挤压轴的结构示意图；图2是本专利技术中高强挤压轴的挤压示意图；图3是本专利技术中挤压轴过渡圆角R1为100mm时的应力分布图；图4是本专利技术中挤压轴过渡圆角R1为300mm时的应力分布图；图5是本专利技术中挤压轴过渡圆角R1为400mm时的应力分布图。具体实施方式以下描述充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。高强度挤压轴的制造方法，用于挤压镍基合金等难变形而制造高强度挤压轴，具体包括以下步骤：步骤1：将钢锭加热至1200℃，对钢锭进行多向锻造，锻造比≥4.0，锻造后对钢锭进行退火，生成锻造坯料；采用牌号为G4335V的ESR(电渣重熔)技术冶炼的钢锭，[O]≤20ppm；表1G4335V钢化学成[1](质量分数，％)Table.1rhechemicalcompositionofG4335Vsteel(massfraction，％)钢号CMnSiSPCrNiMoVCuG4335V0.30～0.400.20～0.800.10～0.35≤0.015≤0.0150.50～1.202.00～3.300.40～0.700.10～0.25≤0.20锻造后退火：锻造后热装炉，锻件温度不低于500℃，装炉时炉温为600-700℃，在该温度下保温15h以上(保温时间按照最大壁厚或半径计算，15h+2h/50mm)，之后按照≤20℃/h冷却至200℃出炉空冷。如图1所示，是本专利技术中高强度挤压轴的结构示意图。步骤2：采用大型车床对锻造坯料粗加工，挤压轴上部的垂直段与挤压轴基座的上表面之间的夹角α＝135±5°，两段之间采用圆角过度，圆角半径R1和R2的范围：300-400mm；沿挤压轴轴线方向加工直径d2为70±5mm的通孔；步骤3：粗加工后的锻造坯料进行调质热处理；淬火：室温装炉后以100℃/h升温至800-850℃，保温5h以上(按照最大壁厚或半径计算，5h+1h/100mm)，保温后水冷至室温；回火：室温装炉后以60℃/h升温至550-650℃，保温6h以上(按照最大壁厚或半径计算，6h+2h/100mm)，保温后出炉空冷(或水冷)至室温。性能检测：调质热处理后切取试片进行常温力学性能检测，Rp0.2(规定非比例(或均匀)延伸率为0.2％时的延伸强度)≥1070MPa，Rm(抗拉强度)≥1300MPa，A(断后伸长率)≥10％，Z(断后伸长率)≥35％。步骤4：对热处理后的锻造坯料进行精加工，生成挤压轴。采用数控机床对锻造坯料按照设计图纸精加工，精加工时，挤压轴上部垂直段与挤压轴基座上表面的间的夹角α＝135±5°，两段之间采用圆角过度，圆角半径R1的范围：300-400mm，圆角处光洁度不低于Ra3.2，D(挤压轴基座宽度)/d1(垂直段宽度)≤2.0，d1≥670mm，d2(通孔直径)≤80mm，H(挤压轴高度)≥1500mm。对挤压轴无损检测:采用超声横、纵向波对挤压轴的整体进行超声无损检测；采用磁粉检测挤压轴外表面，应无目视可见缺陷。实施例1制造高强度挤压轴，d1＝680mm，d2＝80mm，D＝1350mm,H＝1500mm，R1＝300mm，R2＝30mm，α＝135°。1、选用1支牌号为G4335V的ESR技术冶炼的电渣锭1支，锭重13.5吨，T[O]＝16ppm；2、电渣锭加热至1200℃，多向锻造，锻造比5.1；3、锻造后热装炉，锻件温度不低于500℃，装炉时炉温为650±10℃，在该温度下保温15h+2h/50mm(按照最大壁厚或半径计算)，之后按照≤20℃/h冷却至200℃出炉空冷。4、粗加工采用大型车床对锻造坯料粗加工，粗加工时挤压轴上身垂直段与挤压轴基座上表面的间的夹角为135°，两段之间采用圆角过度，圆角半径R1的范围：350mm；沿挤压轴轴线方向加工直径为70±5mm的通孔。锻件外表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度挤压轴的制造方法，包括：/n将钢锭加热后对钢锭进行多向锻造，锻造后对钢锭进行退火，生成锻造坯料；/n对锻造坯料粗加工，挤压轴上部的垂直段与挤压轴基座的上表面之间采用圆角过度，沿挤压轴轴线方向加工通孔；/n粗加工后的锻造坯料进行调质热处理；淬火过程中，锻造坯料室温下装炉后以100℃/h升温至800-850℃，保温5h以上，保温后水冷至室温；回火过程中，锻造坯料室温下装炉后以60℃/h升温至550-650℃，保温6h以上，保温后出炉冷却至室温；/n对热处理后的锻造坯料进行精加工，生成挤压轴；精加工后，挤压轴垂直段与挤压轴基座的上表面之间的夹角α＝135±5°，两段之间采用圆角过度，圆角半径的范围：300-400mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度挤压轴的制造方法，包括：
将钢锭加热后对钢锭进行多向锻造，锻造后对钢锭进行退火，生成锻造坯料；
对锻造坯料粗加工，挤压轴上部的垂直段与挤压轴基座的上表面之间采用圆角过度，沿挤压轴轴线方向加工通孔；
粗加工后的锻造坯料进行调质热处理；淬火过程中，锻造坯料室温下装炉后以100℃/h升温至800-850℃，保温5h以上，保温后水冷至室温；回火过程中，锻造坯料室温下装炉后以60℃/h升温至550-650℃，保温6h以上，保温后出炉冷却至室温；
对热处理后的锻造坯料进行精加工，生成挤压轴；精加工后，挤压轴垂直段与挤压轴基座的上表面之间的夹角α＝135±5°，两段之间采用圆角过度，圆角半径的范围：300-400mm。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海江，苗良厚，胡永平，周仲成，冯伟，秦瑞廷，赵先锋，白箴，
申请(专利权)人：内蒙古北方重工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15