大中型不锈钢空心盘形锻件的轧制成形方法技术

本发明专利技术公开了一种大中型不锈钢空心盘形锻件的轧制成形方法，首先把不锈钢棒料经镦粗、压型、冲孔成空心盘坯，再把该盘坯装进辗轧机轧制。轧制２０ｓ内，以２ｍｍ／ｓ的轴向进给速度在４０００～４９００ＫＮ的轴向轧制力下使该盘坯以１０～１５ｍｍ／ｓ的速度展宽；轧制２０～４０ｓ内，以１ｍｍ／ｓ的轴向进给速度在３０００～３５００ＫＮ的轴向轧制力和３０００～４０００ＫＮ的径向轧制力下使该盘坯以８～１２ｍｍ／ｓ的速度展宽；轧制４０～６０ｓ内，以０．５ｍｍ／ｓ的轴向进给速度在２５００～３０００ＫＮ的轴向轧制力和２０００～３０００ＫＮ的径向轧制力下使该盘坯以５～８ｍｍ／ｓ的速度展宽，一火轧制成空心盘形锻件。该方法主要用于轧制形状、尺寸及组织、性能优异的盘形锻件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锻件的轧制成形方法，特别是大中型不锈钢空心盘形锻件的轧制成形方法。
技术介绍
大中型空心盘形锻件，如重型地面燃气轮机用的压气机盘和涡轮盘等锻件，由于 工作环境恶劣，受力复杂，要求锻件要具有优异的组织和性能。 2007年8月22日公开的中国专利技术专利说明书CN101020282A公开了一种大中型 空心盘形锻件的轧制成形方法，该方法是把金属棒料加热后经镦粗、压型成盘坯料，再冲孔 成空心盘还，把空心盘坯加热后装机、定位、轴向轧制和径-轴向轧制成空心盘形锻件。该 方法仅仅解决了大中型空心盘形锻件的轧制成形技术问题。在采用该方法轧制大中型不锈 钢空心盘形锻件时，辗轧机的上锥辊朝盘坯作轴向进给运动轧制盘坯时，若其进给速度过 大，将会导致盘坯在轧制时温度升高，容易产生过热、过烧和组织变异等缺陷；若其进给速 度过小，将会使盘坯在轧制时散热过快，导致轧不动，或增加轧制时间和轧制次数，降低轧 制效率，并且还会造成盘形锻件盘面上靠近外环面的环尖角周边部位填充不满等缺陷。而 且采用该方法轧制盘形锻件时，需要经反复多转轧制才能使盘形锻件的形状和尺寸达到要 求，这样不仅增加了生产成本，降低了生产率，而且反复多次轧制还会给工艺和质量控制增 加难度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种使用变化的轴向进给速度来实现大中型不 锈钢空心盘形锻件的轧制成形方法，该方法通过轧制时轴向进给速度由大到小的变化并随 之调整轧制力和径向进给速度，使轧制成形的空心盘形锻件具备了优异的组织和性能。 为解决上述技术问题，本专利技术是采用 以下技术方案来实现的 把按规格下料的不锈钢棒料加热到变形温度后经镦粗、压型和冲孔得到不锈钢空 心盘坯，再把所述空心盘坯加热到变形温度后装进辗轧机定位； 启动辗轧机，操纵其上锥辊朝所述空心盘坯方向以2mm/s的速度作轴向进给运 动，所述辗轧机的上锥辊和下锥辊沿所述空心盘坯的轴向以4000KN 4900KN的轧制力轧 制其盘面并沿其径向水平外移从而实现盘坯的轴向轧制；所述空心盘坯以10mm/s 15mm/ s的速度展宽； 轧制过程进行到20s时，操纵所述辗轧机的芯辊以3000KN 4000KN的径向轧制 力轧制所述空心盘坯，同时，调整所述上锥辊的进给速度使其以lmm/s的速度轴向进给轧 制空心盘坯，所述空心盘坯此时受到上、下锥辊的轴向轧制力为3000KN 3500KN，所述空 心盘坯在径轴向轧制力的作用下以8mm/s 12mm/s的速度展宽； 轧制过程进行到40s时，调整所述上锥辊的进给速度使其以0. 5mm/s的速度轴向进给轧制所述空心盘坯，此时，所述空心盘坯受到上、下锥辊的轧制力为2500KN 3000KN， 受到的径向轧制力为2000KN 3000KN，所述空心盘坯以5mm/s 8mm/s的速度展宽，轧制 过程进行到60s时结束，一火轧制成不锈钢空心盘形锻件。 所述不锈钢空心盘形锻件轧后经淬火加回火处理；所述淬火是把所述空心盘形 锻件加热到1000°C 107(TC保温后进行油淬，所述回火是把所述空心盘形锻件加热到 630。C 67(TC保温后空冷。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下 本专利技术在开始轧制的20s内，以2mm/s的轴向进给速度在4000KN 4900KN的轧 制力下轴向轧制空心盘坯使其以10mm/s 15mm/s的速度展宽；在轧制20s 40s内，以 lmm/s的轴向进给速度在3000KN 3500KN的轴向轧制力下和3000KN 4000KN的径向轧 制力下径轴向轧制空心盘坯使其以8mm/s 12mm/s的速度展宽；在轧制40s 60s内，以 0. 5mm/s的轴向进给速度在2500KN 3000KN的轴向轧制力下和2000KN 3000KN的径向 轧制力下径轴向轧制空心盘坯使其以5mm/s 8mm/s的速度展宽；一火轧制成形为空心盘 形锻件。 采用这样的工艺路线，可以避免盘坯在轧制时温度升高，产生过热、过烧和组织变 异等缺陷；还可以避免盘坯在轧制时散热过快，导致轧不动，降低轧制效率和在盘形锻件盘 面上靠近外环面的环尖角周边部位填充不满等缺陷。而且采用该方法实现了一火轧制成 形，减少了轧制时间和轧制次数，易于对工艺和质量进行控制，降低了生产成本，提高了生产率。 经检测该不锈钢空心盘形锻件的尺寸和形状，达到了设计图纸要求。 以牌号为0CrllNi2MoVNb的不锈钢材料为例 经检测该不锈钢空心盘形锻件的低倍组织，未发现有任何缺陷。 经检测该不锈钢空心盘形锻件的高倍组织，其晶粒度达到了技术标准7 7.5级，获得了均匀细小的组织。 经检测该不锈钢空心盘形锻件的室温拉伸性能抗拉强度为930MPa 940MPa(大于设计使用要求的834MPa)，其伸长率为0. 2%时的屈服强度为825MPa 860MPa(大于设计使用要求的735MPa)，断后伸长率为18% 20. 5% (大于设计使用要求的12)，断面收縮率为67% 69. 5% (大于设计使用要求的55)，冲击功为82J 86J(大于设计使用要求的55J)，布氏硬度为295HB 300HB(达到了设计使用要求的269HB 321HB)。 经检测该不锈钢空心盘形锻件的室温持久性能应力为657MPa，断裂时间^ 100小时，完全达到使用要求。附图说明 下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是采用本专利技术所述方法轧制成形的不锈钢盘形锻件的低倍金相组织图。图2是采用本专利技术所述方法轧制成形的不锈钢盘形锻件的高倍金相组织图。具体实施例方式下面以牌号为0CrllNi2MoVNb的不锈钢材料为例来说明本专利技术的具体工艺步骤 步骤1 :把按规格下料的0CrllNi2MoVNb的不锈钢棒料加热到1100°C 120(TC的 变形温度后经镦粗、压型和冲孔后得到不锈钢空心盘坯； 步骤2 :把所述空心盘坯加热到上述变形温度后装进辗轧机并定位； 步骤3 :启动辗轧机，操纵其上锥辊朝所述空心盘坯方向以2mm/s的速度作轴向进 给运动，所述辗轧机的上锥辊和下锥辊沿所述空心盘坯的轴向以4000KN 4900KN的轧制 力轧制其盘面并沿其径向水平外移从而实现盘坯的轴向轧制；所述空心盘坯以10mm/s 15mm/s的速度展宽。 步骤4 :轧制过程进行到20s时，操纵所述辗轧机的芯辊以3000KN 4000KN的径向轧制力轧制所述空心盘坯，同时，调整所述上锥辊的进给速度使其以lmm/s的速度轴向进给轧制空心盘坯，所述空心盘坯此时受到上、下锥辊的轴向轧制力为3000KN 3500KN，所述空心盘坯在径轴向轧制力的作用下以8mm/s 12mm/s的速度展宽。 步骤5 :轧制过程进行到40s时，调整所述上锥辊的进给速度使其以0. 5mm/s的速度轴向进给轧制所述空心盘坯，此时，所述空心盘坯受到上、下锥辊的轧制力为2500KN 3000KN，受到的径向轧制力为2000KN 3000KN，所述空心盘坯以5mm/s 8mm/s的速度展宽，轧制过程进行到60s时结束，一火轧制成不锈钢空心盘形锻件。 上述0CrllNi2MoVNb的不锈钢材料的终锻或终轧温度大于950°C 步骤6 :所述不锈钢空心盘形锻件轧后进行淬火加回火热处理，所述淬火是把所述空心盘形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大中型不锈钢空心盘形锻件的轧制成形方法，包括把按规格下料的不锈钢棒料加热到变形温度后经镦粗、压型和冲孔得到不锈钢空心盘坯，再把所述空心盘坯加热到变形温度后装进辗轧机定位的步骤；其特征在于，该方法还包括以下步骤：　　启动辗轧机，操纵其上锥辊朝所述空心盘坯方向以２ｍｍ／ｓ的速度作轴向进给运动，所述辗轧机的上锥辊和下锥辊沿所述空心盘坯的轴向以４０００ＫＮ～４９００ＫＮ的轧制力轧制其盘面并沿其径向水平外移从而实现盘坯的轴向轧制；所述空心盘坯以１０ｍｍ／ｓ～１５ｍｍ／ｓ的速度展宽；轧制过程进行到２０ｓ时，操纵所述辗轧机的芯辊以３０００ＫＮ～４０００ＫＮ的径向轧制力轧制所述空心盘坯，同时，调整所述上锥辊的进给速度使其以１ｍｍ／ｓ的速度轴向进给轧制空心盘坯，所述空心盘坯此时受到上、下锥辊的轴向轧制力为３０００ＫＮ～３５００ＫＮ，所述空心盘坯在径轴向轧制力的作用下以８ｍｍ／ｓ～１２ｍｍ／ｓ的速度展宽；　　轧制过程进行到４０ｓ时，调整所述上锥辊的进给速度使其以０．５ｍｍ／ｓ的速度轴向进给轧制所述空心盘坯，此时，所述空心盘坯受到上、下锥辊的轧制力为２５００ＫＮ～３０００ＫＮ，受到的径向轧制力为２０００ＫＮ～３０００ＫＮ，所述空心盘坯以５ｍｍ／ｓ～８ｍｍ／ｓ的速度展宽，轧制过程进行到６０ｓ时结束，一火轧制成不锈钢空心盘形锻件。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，舒毅，苏春民，张衡，杨勇，夏欲民，
申请(专利权)人：贵州安大航空锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]