一种超大型轮带锻件制造工艺制造技术

本申请公开了一种超大型轮带锻件制造工艺，包括下述步骤：对板坯进行热处理；将板坯按照预设置尺寸进行切割制得单元坯料；对单元坯料进行铣削加工及清洗打磨，使粗糙度及清洁度达到预设置阈值；将单元坯料按照预设置顺序在堆垛平台上进行堆垛制得堆垛坯；将堆垛坯整体装入真空室进行真空电子束封焊制得封焊坯；对封焊坯进行锻造开坯；采用径‑轴向轧制将封焊坯轧制成型，以制得超大型轮带锻件。本申请公开的方法提供了一种降低原材料用量、提高毛坯表面质量的工艺成型方法，能够制造出成分偏析小、组织均匀、流线完整，综合成本较低的超大型轮带锻件。

【技术实现步骤摘要】
一种超大型轮带锻件制造工艺
本专利技术属于超大型锻件制造
，具体涉及一种超大型轮带锻件制造工艺。
技术介绍
超大型锻件是核电、火电、水电、船舶、工程机械制造等领域的关键部件，制造超大型锻件通常需要使用各类材质的超大尺寸钢锭。但是目前传统的超大尺寸模铸钢锭的制造工艺普遍存在以下问题：(1)超大尺寸模铸钢锭制作工艺复杂，通常需要单独定制；(2)超大尺寸模铸钢锭在制造过程中因各部位的冷却速度不同等原因，普遍会出现偏析、疏松、元素分布不均匀等问题；(3)超大尺寸模铸钢锭在制造过程中材料利用率低，需要切除水口、冒口等处约20％-35％的材料。另外，超大型锻件的生产能力与科技水平也是衡量着一个国家的重工业发展水平与重大关键设备自给能力的重要标志之一。目前，轮带锻件的制造主要分为自由锻和轧制成形两种方式。采用传统自由锻工艺制造轮带锻件普遍存在以下问题：(1)受油压机开档尺寸等设备因素的限制，采用自由锻工艺的锻件一般直径≤7500mm；(2)自由锻工艺锻造火次多，锻件内部组织均质化较差；(3)锻件表面质量较差，需要预留更多的加工余量，造成机加工效率低；(4)自由锻工艺制造周期长，综合生产成本较高。因此，目前需要研发出一种新型的超大型轮带锻件制造工艺，以解决现有的超大尺寸钢锭以及超大型轮带锻件制造过程中出现的上述问题，避免上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超大型轮带锻件制造工艺，以至少解决或缓解现有技术中的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择。本专利技术实施例提供的超大型轮带锻件制造工艺，一方面能够有效地改善现有的超大尺寸钢锭制造过程中出现的内部缺陷等问题；另一方面能够有效地改善现有的采用自由锻工艺制造超大型锻件中存在的不足，提供一种降低原材料用量，提高毛坯表面质量的轧制成形工艺，制造出成分偏析小、组织均匀、流线完整，综合成本较低的超大型轮带锻件。为达到上述目的，本专利技术实施例提供了一种超大型轮带锻件制造工艺，其中，包括下述步骤：(1)对板坯进行热处理，以消除所述板坯的组织应力；(2)将所述板坯按照预设置的尺寸进行切割，以制得单元坯料；(3)对所述单元坯料进行铣削加工，以使所述单元坯料的粗糙度达到预设置的粗糙度阈值，对铣削加工后的所述单元坯料进行清洗打磨，以使所述单元坯料的清洁度达到预设置的清洁度阈值；(4)将处理后的所述单元坯料按照预设置的顺序在堆垛平台上进行堆垛，以制得堆垛坯；(5)将所述堆垛坯整体装入真空室进行真空电子束封焊，以制得封焊坯；(6)对所述封焊坯进行锻造开坯，其中，所述锻造开坯至少包括镦粗、拔长、冲孔、扩孔中的一项或多项工序；(7)采用径-轴向轧制将所述封焊坯轧制成型，以制得超大型轮带锻件。优选地，步骤(1)中所述热处理的温度为500℃-700℃。优选地，步骤(3)中所述铣削加工包括对所述单元坯料的上表面及下表面进行铣削加工，加工去除量为2-5mm，以使所述单元坯料的上表面及下表面粗糙度达到Ra3.2-12.5；和/或对所述单元坯料的四个侧面进行铣削加工，以使所述单元坯料的四个侧面的粗糙度达到Ra6.3-25。优选地，步骤(3)中所述清洗打磨包括对所述单元坯料的上表面及下表面进行清洗打磨，以使所述单元坯料的上表面及下表面清洁度达到RFU≤20.0。优选地，步骤(5)中所述真空电子束封焊采用多级封焊，其中，所述多级封焊至少包括一级单元坯料真空封焊和二级圆锥台坯料真空封焊。进一步地，所述一级单元坯料真空封焊中真空室的气压不大于10-2Pa，焊接电压为80-100KV，焊接电流为100-150mA，焊接速度为150-300mm/min，炉温为1150-1250℃。进一步地，所述二级圆锥台坯料真空封焊中真空室的气压不大于10-2Pa，焊接电压为80-100KV，焊接电流为100-150mA，平台旋转速度为0.025-0.05转/分钟，所述二级圆锥台坯料真空封焊采用燃气加热炉，炉温为1150-1250℃。优选地，所述的超大型轮带锻件制造工艺还包括下述步骤：(8)对所述超大型轮带锻件进行锻后热处理，所述锻后热处理至少包括正火、回火中的一项或多项；(9)对锻后热处理后的所述超大型轮带锻件进行粗加工；(10)对粗加工后的所述超大型轮带锻件进行性能热处理，所述性能热处理至少包括淬火、回火中的一项或多项；(11)对性能热处理后的所述超大型轮带锻件进行精加工。进一步地，步骤(8)中所述正火的温度为860-900℃，所述回火的温度为500-550℃；和/或步骤(9)中所述粗加工后所述超大型轮带锻件的表面粗糙度为Ra6.3-12.5；和/或步骤(10)中所述淬火的温度为860-890℃，所述回火的温度为540-580℃。进一步地，所述的超大型轮带锻件制造工艺在步骤(10)与步骤(11)之间还包括下述步骤：超声波检测，所述超声波检测用以检验所述超大型轮带锻件内部质量是否存在缺陷；取样检测，所述取样检测至少包括分解试样、理化检测中的一项。采用了上述技术方案后，本申请所取得的有益效果为：(1)本专利技术实施例示例的超大型轮带锻件制造工艺，通过将板坯切割成多块体积较小的单元坯料，将单元坯料作为金属构筑的基元，对单元坯料进行铣削加工及清洗打磨，然后将单元坯料制成堆垛坯，采用真空电子束封焊工艺对堆垛坯进行整体封焊，可以制得超大尺寸钢锭。采用金属构筑成型技术代替传统模铸钢锭，使制得的超大尺寸钢锭实现了均质化、致密化、纯净化。同时，本专利技术实施例示例的超大型轮带锻件制造工艺采用径-轴向轧制工艺代替传统自由锻工艺制造超大型轮带锻件。与传统自由锻工艺相比本专利技术实施例示例的方法具有节能、高效、材料利用率高等特点，而且径-轴向轧制后的超大型轮带锻件的内部组织致密、晶粒细小，流线完整，能够有效地提高锻件的强度、耐磨性、疲劳寿命等。(2)本专利技术实施例示例的超大型轮带锻件制造工艺采用多级封焊方法，能够充分利用现有加工设备的的极限能力，制造重量超过百吨的锻件，并且采用多级封焊能够更有效地确保超大型轮带锻件的质量。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1用以说明本专利技术一实施例中的超大型轮带锻件制造工艺的一种流程示意图。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。首先，对本专利技术所揭示的技术方案的技术构思进行说明。目前生产超大型锻件普遍存在两大问题，首先是超大尺寸钢锭制造工艺，其次是超大型锻件成形工艺。传统的超大尺寸钢锭制造工艺存在以下问题：制作工艺复杂，需要单独定制；在制造过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大型轮带锻件制造工艺，其特征在于，包括下述步骤：/n(1)对板坯进行热处理，以消除所述板坯的组织应力；/n(2)将所述板坯按照预设置的尺寸进行切割，以制得单元坯料；/n(3)对所述单元坯料进行铣削加工，以使所述单元坯料的粗糙度达到预设置的粗糙度阈值，对铣削加工后的所述单元坯料进行清洗打磨，以使所述单元坯料的清洁度达到预设置的清洁度阈值；/n(4)将处理后的所述单元坯料按照预设置的顺序在堆垛平台上进行堆垛，以制得堆垛坯；/n(5)将所述堆垛坯整体装入真空室进行真空电子束封焊，以制得封焊坯；/n(6)对所述封焊坯进行锻造开坯，其中，所述锻造开坯至少包括镦粗、拔长、冲孔、扩孔中的一项或多项工序；/n(7)采用径-轴向轧制将所述封焊坯轧制成型，以制得超大型轮带锻件。/n

【技术特征摘要】
20201214 CN 20201146537801.一种超大型轮带锻件制造工艺，其特征在于，包括下述步骤：
(1)对板坯进行热处理，以消除所述板坯的组织应力；
(2)将所述板坯按照预设置的尺寸进行切割，以制得单元坯料；
(3)对所述单元坯料进行铣削加工，以使所述单元坯料的粗糙度达到预设置的粗糙度阈值，对铣削加工后的所述单元坯料进行清洗打磨，以使所述单元坯料的清洁度达到预设置的清洁度阈值；
(4)将处理后的所述单元坯料按照预设置的顺序在堆垛平台上进行堆垛，以制得堆垛坯；
(5)将所述堆垛坯整体装入真空室进行真空电子束封焊，以制得封焊坯；
(6)对所述封焊坯进行锻造开坯，其中，所述锻造开坯至少包括镦粗、拔长、冲孔、扩孔中的一项或多项工序；
(7)采用径-轴向轧制将所述封焊坯轧制成型，以制得超大型轮带锻件。


2.根据权利要求1所述的超大型轮带锻件制造工艺，其特征在于：
步骤(1)中所述热处理的温度为500℃-700℃。


3.根据权利要求1所述的超大型轮带锻件制造工艺，其特征在于：
步骤(3)中所述铣削加工包括对所述单元坯料的上表面及下表面进行铣削加工，加工去除量为2-5mm，以使所述单元坯料的上表面及下表面粗糙度达到Ra3.2-12.5；和/或
对所述单元坯料的四个侧面进行铣削加工，以使所述单元坯料的四个侧面的粗糙度达到Ra6.3-25。


4.根据权利要求1所述的超大型轮带锻件制造工艺，其特征在于：
步骤(3)中所述清洗打磨包括对所述单元坯料的上表面及下表面进行清洗打磨，以使所述单元坯料的上表面及下表面清洁度达到RFU≤20.0。


5.根据权利要求1所述的超大型轮带锻件制造工艺，其特征在于：
步骤(5)中所述真空电子束封焊采用多级封焊，其中，所述多级封焊至少包括一级单元坯料真空封焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：银伟，任秀凤，孙明月，李玲，赵兴明，赵丽美，郑永强，刘兰潇，赵方娜，张维全，
申请(专利权)人：伊莱特能源装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37