大型钢模块锻造方法技术

本发明专利技术公开了一种大型钢模块锻造方法，包括：设计制作包括锥形镦粗板和锥形漏盘的镦粗专用工装；钢锭采用三阶段式加热，第一阶段预热至

【技术实现步骤摘要】
大型钢模块锻造方法


[0001]本专利技术属于锻造
，尤其涉及一种大型钢模块锻造方法
。

技术介绍

[0002]大型钢模块锻件为国家重型机械制造的关键部件，工作条件和受力情况不仅复杂，还对于服役期间的可靠性有很高的要求
。
因此，锻件质量等级要求较高，组织均匀性
、
探伤要求相对严格
。
大型钢模块锻件生产流程为：冶炼
→
铸锭
→
锻造
→
粗加工
→
热处理
→
精加工
。
锻造是非常重要的环节，通过锻造不仅要得到锻件的形状
、
尺寸，还需要破碎钢锭内部铸态组织
、
消减钢锭内部疏松和气孔等缺陷
、
改善非金属夹杂物及第二相化合物的分布，以提高锻件的综合力学性能
。
[0003]大型钢模块锻造采用镦粗和拔长工序来消除钢锭内部缺陷
、
细化组织晶粒
。
钢锭首先需压出钳把，方便拔长时机械手夹持，常规镦粗采用平锤砧
、
漏盘或者内凹球形顶镦帽与漏盘配合来进行“蘑菇状”大锻件镦粗变形，镦粗后进行上下平锤砧
(
上下窄砧
)
拔长来展宽
、
拔长，锻至要求的锻件尺寸
L(
长
)
×
B(
宽
)
×
H(
高
)
>，然后修整至钢模块尺寸
。
[0004]采用上述传统锻造方法，由于存在形成横向拉伸应力和附加横向剪切应力的变形机制，在超声探伤检查时，经常有局部区域探伤杂波和缺陷超标的现象，因探伤报废的锻件达
40
％～
50
％之多，锻造合格率低
、
生产成本高，无法满足用户要求
。
因此，迫切需要一种新的大型钢模块锻造方法，以提高大型钢模块锻件探伤合格率，即提高其组织均匀性水平
。

技术实现思路

[0005]为至少部分地解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种大型钢模块锻造方法，包括以下步骤：
[0006]S1
：设计制作镦粗专用工装，所述镦粗专用工装包括上部的锥形镦粗板和下部的锥形漏盘，所述锥形镦粗板和锥形漏盘的锥角
α
按照以下方式确定：
[0007]α
＝
K
·
[tan
‑
1(H/D)
‑
45
°
]，
[0008]其中，
H
为待镦粗钢锭的锭身工艺设计高度，
D
为待镦粗钢锭的锭身工艺设计直径，并且锭身工艺设计高度
H
和锭身工艺设计直径
D
预先根据目标钢模块锻件的成品规格确定，
K
为修正系数且
K
＝
0.5
～
1.5
；
[0009]S2
：钢锭加热，将钢锭采用三阶段式加热，第一阶段预热至
380℃
～
420℃
，保温4～
8h
；第二阶段升温至
750℃
～
800℃
，保温6～
8h
；第三阶段升温至
1200℃
～
1230℃
后保温，保温时间按照
(0.6
～
1.5)
×
钢锭有效截面尺寸
/100
控制，单位为小时，其中，所述钢锭有效截面尺寸根据所述锭身工艺设计高度
H
和所述锭身工艺设计直径
D
按照如下方式确定：当
H
＞
3D
时，所述钢锭有效截面尺寸为
1.5H
；当
1.5D
＜
H≤3D
时，所述钢锭有效截面尺寸为
(1
～
1.5)H
；当
D
＜
H≤1.5D
时，所述钢锭有效截面尺寸为
H
；
[0010]S3
：预制钢锭坯，钢锭在靠近冒口端距离
100
～
150mm
处压钳把，钳把直径压至
800
～
1500mm
，压钳把后钢锭的锭身高度控制为所述锭身工艺设计高度
H、
压钳把后钢锭的锭身
直径控制为所述锭身工艺设计直径
D
，高径比
H/D
控制在
1.75
～
2.0
之间；
[0011]S4
：镦粗钢锭，将预制的钢锭坯放在处于压机设备工况的镦粗专用工装内，钳把放到锥面向上的锥形漏盘的中心孔里定位，锥形镦粗板锥面向下放在钢锭上端，由压机向锥形镦粗板施加载荷，将钢锭镦粗，镦粗后钢锭的高径比控制在
0.5
～
1.0
之间，然后取下锥形镦粗板和锥形漏盘，改用平砧和平型漏盘采用局部碾压法压平镦粗端面；
[0012]S5
：钢锭展宽拔长，压机上采用上部平砧
、
下部大平面工作台，机械手夹持钳把，将钢锭展宽
、
拔长至要求的锻件尺寸，然后修整至钢模块尺寸，其中，压下展宽方向时，分二遍压，先压一遍后翻转
180
°
再压第二遍，并且钢锭展宽拔长时料宽比
、
压下率
、
砧宽比的工艺参数匹配控制为：
[0013]在砧宽比为
0.5
～
0.6
的情况下，料宽比为
0.7
～
0.8
时压下率需
≥35
％；料宽比为
1.0
～
1.2
时压下率需
≥30
％；
[0014]在砧宽比为
0.7
～
0.8
的情况下，料宽比为
0.5
～
0.6
时压下率需
≥35
％；料宽比为
0.7
～
0.8
时压下率需
≥25
％；料宽比为
1.0
～
1.2
时压下率需
≥20
％；
[0015]在砧宽比为
1.0
～
1.2
的情况下，料宽比为
0.5
～
0.6
时压下率需
≥37
％；料宽比为
0.7
～
0.8
时压下率需
≥28
％；料宽比为
1.0
～
1.2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大型钢模块锻造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：设计制作镦粗专用工装，所述镦粗专用工装包括上部的锥形镦粗板和下部的锥形漏盘，所述锥形镦粗板和锥形漏盘的锥角
α
按照以下方式确定：
α
＝
K
·
[tan
‑
1(H/D)
‑
45
°
]
，其中，
H
为待镦粗钢锭的锭身工艺设计高度，
D
为待镦粗钢锭的锭身工艺设计直径，并且所述锭身工艺设计高度
H
和所述锭身工艺设计直径
D
预先根据目标钢模块锻件的成品规格确定，
K
为修正系数且
K
＝
0.5
～
1.5
；
S2
：钢锭加热，将钢锭采用三阶段式加热，第一阶段预热至
380℃
～
420℃
，保温4～
8h
；第二阶段升温至
750℃
～
800℃
，保温6～
8h
；第三阶段升温至
1200℃
～
1230℃
后保温，保温时间按照
(0.6
～
1.5)
×
钢锭有效截面尺寸
/100
控制，单位为小时，其中，所述钢锭有效截面尺寸根据所述锭身工艺设计高度
H
和所述锭身工艺设计直径
D
按照如下方式确定：当
H
＞
3D
时，所述钢锭有效截面尺寸为
1.5H
；当
1.5D
＜
H≤3D
时，所述钢锭有效截面尺寸为
(1
～
1.5)H
；当
D
＜
H≤1.5D
时，所述钢锭有效截面尺寸为
H
；
S3
：预制钢锭坯，钢锭在靠近冒口端距离
100
～
150mm
处压钳把，钳把直径压至
800
～
1500mm
，压钳把后钢锭的锭身高度控制为所述锭身工艺设计高度
H、
压钳把后钢锭的锭身直径控制为所述锭身工艺设计直径
D
，高径比
H/D
控制在
1.75
～
2.0
之间；
S4
：镦粗钢锭，将预制的钢锭坯放在处于压机设备工况的镦粗专用工装内，钳把放到锥面向上的锥形漏盘的中心孔里定位，锥形镦粗板锥面向下放在钢锭上端，由压机向锥形镦粗板施加载荷，将钢锭镦粗，镦粗后钢锭的高径比控制在
0.5
～
1.0
之间，然后取下锥形镦粗板和锥形漏盘，改用平砧和平型漏盘采用局部碾压法压平镦粗端面；
S5
：钢锭展宽拔长，压机上采用上部平砧
、
下部大平面工作台，机械手夹持钳把，将钢锭展宽
、
拔长至要求的锻件尺寸，然后修整至钢模块尺寸，其中，压下展宽方向时，分二遍压，先压一遍后翻转
180
°
再压第二遍，并且钢锭展宽拔长时料宽比
、
压下率
、
砧宽比的工艺参数匹配控制为：在砧宽比为
0.5
～
0.6
的情况下，料宽比为
0.7
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超平，吴杏格，王旭颖，陈民涛，梁晓捷，陈志芳，彭彩霞，张根红，王意平，
申请(专利权)人：太原重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：