一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺，包括以下步骤：A)按照尺寸，将钢锭加热后采用拔长或一镦一拔的方式下料，再镦粗冲孔，得到初始锻坯；B)按照尺寸，将所述初始锻坯依次进行芯棒拔长、芯棒马杠扩孔、上下平砧无芯棒空收外径、套环镦粗和表面精整，得到成品锻件；C)将所述成品锻件进行热处理，得到薄壁异形台阶筒件。本申请在制备薄壁异形台阶筒件的过程中，通过对自由锻造变形方式及钢坯火次变形要求、特殊工装的有效使用等工艺要点进行了严格规定，可以克服设备能力不足，采用自由锻替代常规模锻，节省高昂的模具制作成本，同时可以保证锻件外形尺寸、探伤检验、性能指标要求。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺
本专利技术涉及异形件的制备
，尤其涉及一种异形台阶筒件的自由锻造工艺。
技术介绍
薄壁异形台阶筒件的结构示意图具体如图1所示，其多应用于军工，其外形尺寸、探伤检验标准以及性能指标要求极其严格，各部位不得有黑皮、裂纹、气孔、夹渣、砂眼、疏松等缺陷。因该类异形锻件的形状、尺寸复杂，且规格多变(外径尺寸范围1000mm～2000mm)，目前国内模锻设备能力无法满足大规格薄壁异形台阶筒件的锻造要求，且模具制作成本超过1000万元。薄壁异形台阶筒件的要求具体：1)锻件尺寸及表面满足用户加工要求：锻件应逐件进行渗透探伤，检验结果应符合JB/T4730.5II级要求；2)锻件应逐件进行超声波探伤，检验结果应符合JB/T5000.15II级要求。因此，为了满足薄壁异形台阶筒件的外形尺寸、探伤检验和性能指标，薄壁异形台阶筒件的制备工艺是亟需开发的。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种大尺寸跨度薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺，该自由锻造工艺可保证锻件的外形尺寸、探伤检验和性能指标要求。有鉴于此，本申请提供了一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺，包括以下步骤：A)按照尺寸，将钢锭加热后采用拔长或一镦一拔的方式下料，再镦粗冲孔，得到初始锻坯；B)按照尺寸，将所述初始锻坯依次进行芯棒拔长、芯棒马杠扩孔、上下平砧无芯棒空收外径、套环镦粗和表面精整，得到成品锻件；C)将所述成品锻件进行热处理，得到薄壁异形台阶筒件。优选的，所述一镦一拔中的镦粗为钢锭高度的1/3～1/2，所述一镦一拔中的拔长采用平砧拔长。优选的，所述芯棒拔长采用上平砧、下V型砧的拔长方式。优选的，所述芯棒马杠扩孔包括依次进行的普通芯棒马杠扩孔和特殊芯棒马杠扩孔。优选的，所述普通芯棒马杠扩孔的道次压下量为20～50mm，扩孔至锻件最小内径热锻尺寸时开始进行局部扩孔；所述特殊芯棒马杠扩孔的芯棒为台阶芯棒。优选的，所述上下平砧无芯棒空收外径具体为：利用上下平砧送进量≤80mm、压下量按10～50mm均匀旋转锻造，每旋转2～3个圆周方向进行送进量和压下量调节。优选的，所述热处理为正回火。本申请提供了一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺，其包括制坯、成型以及锻后冷却，在上述过程中，本申请对成型方式和锻后冷却方式等控制要点细节进行了严格规定，使得薄壁异形台阶筒件的外形尺寸、探伤检测和性能指标都满足要求，具体体现在：通过镦拔+冲孔+扩孔的成型方式，充分保证锻件各部位的变形应力状态，再配以适当的变形量和回复再结晶效果，能使晶粒得到较充分的细化，有利于钢的低倍组织和金相组织；采用台阶芯棒、带锥度套环的工装运用，可对锻造过程直接变形困难区域实现均匀性规则变形，保证锻件后续加工尺寸精度水平；采用正回火热处理方式，有助于去除锻材的应力，均匀钢的内部组织，保证了最终产品的内部质量和车削性能。附图说明图1为本专利技术大尺寸跨度薄壁异形台阶筒件的结构示意图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。鉴于薄壁异形台阶筒件外形尺寸、探伤检验和性能指标要求严格的现状，本申请提供了一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺，其通过采用制坯、成型以及锻后冷却的方式，并通过严格控制各步骤的细节，使得到的薄壁异形台阶筒件的外形尺寸、探伤检验和性能指标都能满足要求。具体的，本专利技术实施例公开了一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺，包括以下步骤：A)按照尺寸，将钢锭加热后采用拔长或一镦一拔的方式下料，再镦粗冲孔，得到初始锻坯；B)按照尺寸，将所述初始锻坯依次进行芯棒拔长、芯棒马杠扩孔、上下平砧无芯棒空收外径、套环镦粗和表面精整，得到成品锻件；C)将所述成品锻件进行热处理，得到薄壁异形台阶筒件。在上述自由锻造过程中，本申请首先进行了薄壁异形台阶筒件的制坯步骤，本申请首先将钢锭加热均匀，再进行后续的下料，所述下料的方式采用直接拔长或一镦一拔的方式，在具体实施例中，所述下料的方式采用一镦一拔的方式；具体的，按照尺寸要求，可以先将钢锭镦粗到钢锭原高度的1/3～1/2，再采用平砧直接拔长，以避免表面折迭缺陷的发生。该过程可以分多火次完成，以尽量避免产生表面裂纹。所述镦粗和所述拔长按照本领域技术人员熟知的方式进行，对此本申请没有特别的限制。在完成上述下料之后，则进行镦粗冲孔，以得到初始锻坯；所述镦粗冲孔为本领域技术人员熟知的方式进行，对此本申请没有特别的限制。上述制坯的过程中，所述镦粗之后进行了保温，所述拔长之后进行了保温，所述镦粗冲孔之后同样进行了保温。在上述制坯完成后，本申请则将得到的初始锻坯进行成型操作，以得到较大尺寸的跨度薄壁异形台阶筒件；即将上述得到的初始锻坯依次进行芯棒拔长、芯棒马杠扩孔、上下平砧无芯棒空收外径、套环镦粗和表面精整，得到成品锻件；按照上述步骤，首先将初始锻坯进行芯棒拔长，所述芯棒拔长为本领域技术人员熟知的技术手段，对此本申请不对其具体实施方式进行说明，在本申请中，所述芯棒拔长的方式采用上平砧、下V型砧的拔长方式；所述芯棒拔长的目的除了为了保证尺寸要求，还具有调节端面平齐度作用，以减少变形不均匀造成的端面拉斜。本申请然后将拔长后的锻件进行芯棒马杠扩孔，其具体包括依次进行的普通芯棒马杠扩孔和特殊芯棒马杠扩孔。采用普通芯棒马杠扩孔进行局部扩孔，底垫端起至锻坯1/2长度部分扩孔可根据温度情况多火次扩孔，所述普通芯棒马杠扩孔在保证过渡的同时可提升扩孔效率；所述普通芯棒马杠扩孔的道次压下量为20～50mm，扩孔至锻件最小内径热锻尺寸时开始进行局部扩孔。然后进行特殊芯棒马杠扩孔，即具体采用台阶芯棒进行扩孔，扩孔锻件位置调整为小台和大台过渡根部位置。所述特殊芯棒马杠扩孔除了满足薄壁台阶筒件的尺寸要求外，还可对局部纤维组织的方向性进行强化。上述普通芯棒马杠扩孔为锻造台阶过渡的主要步骤，而特殊芯棒马杠扩孔可有效保证锻件内径机加工尺寸。本申请然后进行上下平砧无芯棒空收外径加工，即利用上下平砧送进量≤80mm、压下量按20～50mm均匀旋转锻造，每旋转两个圆周方向进行送进量与压下量调节。本过程可有效保证锻件大、小台内外径机加尺寸。按照本专利技术，然后将上述得到的锻件进行套环镦粗和表面精整，即利用内孔带锥度环件进行过渡区域局部镦粗，锥度与过渡区域角度一致，以确保内径机加尺寸的同时大台外径尺寸会增大，可进一步对锻件各区域尺寸进行精整锻造。本过程可进行各区域尺寸微调，确保锻件尺寸一次合格。按照本专利技术，最后将成品锻件进行热处理，以得到薄壁异形台阶筒件。所述热处理具体采用正回火热处理方式，以去除锻材的应力，均匀钢件的内部组织，保证钢件的内部质量和车削质量。本专利技术能充分利用现有设备实现“较大尺寸跨度薄壁异形台阶筒件的自由锻造”，实用性强，能生产出满足用户和协议要求的较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺，包括以下步骤：/nA)按照尺寸，将钢锭加热后采用拔长或一镦一拔的方式下料，再镦粗冲孔，得到初始锻坯；/nB)按照尺寸，将所述初始锻坯依次进行芯棒拔长、芯棒马杠扩孔、上下平砧无芯棒空收外径、套环镦粗和表面精整，得到成品锻件；/nC)将所述成品锻件进行热处理，得到薄壁异形台阶筒件。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄壁异形台阶筒件的自由锻造工艺，包括以下步骤：
A)按照尺寸，将钢锭加热后采用拔长或一镦一拔的方式下料，再镦粗冲孔，得到初始锻坯；
B)按照尺寸，将所述初始锻坯依次进行芯棒拔长、芯棒马杠扩孔、上下平砧无芯棒空收外径、套环镦粗和表面精整，得到成品锻件；
C)将所述成品锻件进行热处理，得到薄壁异形台阶筒件。


2.根据权利要求1所述的自由锻造工艺，其特征在于，所述一镦一拔中的镦粗为钢锭高度的1/3～1/2，所述一镦一拔中的拔长采用平砧拔长。


3.根据权利要求1所述的自由锻造工艺，其特征在于，所述芯棒拔长采用上平砧、下V型砧的拔长方式。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：权榆凯，黄博，代永斌，伍海滨，文泽龙，许金龙，
申请(专利权)人：攀钢集团江油长城特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51