用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝方法，所述的工藝即是用空心沖頭鍛壓去除連鑄坯中心缺陷和對(duì)通過(guò)鍛件尺寸、鐓粗比、擴(kuò)孔比、環(huán)厚限制條件，提供合格的環(huán)件毛坯料來(lái)保證供碾環(huán)機(jī)軋制后使大軸承、大齒輪圈的合格的操作工藝；本發(fā)明所用同材料連鑄坯比鋼錠價(jià)格低，每噸價(jià)格要低600～1000元；同時(shí)本發(fā)明選用的連鑄坯比鋼錠成材或鍛件利用率高，連鑄坯成材或鍛件的利用率約90%～92%；鋼錠成材或鍛件的利用率約72%～75%，在生產(chǎn)工藝過(guò)程中減少一火次能源費(fèi)和工費(fèi)；提高了產(chǎn)品的尺寸精度和企業(yè)的生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼的塑性成形工藝，具體涉及一種用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的程度，連鑄坯的應(yīng)用也越來(lái)越廣，連鑄坯與鋼錠比較，連鑄坯材料利用率高，碾環(huán)機(jī)軋制的環(huán)件的工件截面形狀更接近成品，比自由鍛提聞20%左右。
[0003]但連鑄坯比鋼錠具有較發(fā)達(dá)的柱狀晶組織，并有較小的樹(shù)枝晶間距，柱狀晶組織其晶體具有明顯的方向性，加工性能差，易導(dǎo)致中心偏析、中心疏松和中心裂紋等缺陷，所以在連鑄坯凝固過(guò)程中，應(yīng)盡可能遏制柱狀晶區(qū)的發(fā)展，促使等軸晶區(qū)的擴(kuò)大。國(guó)內(nèi)于1999年開(kāi)始生產(chǎn)軸承鋼、碳素工具鋼等高碳的特殊鋼和齒輪鋼。雖然連鑄鋼的表面質(zhì)量較模鑄鋼有了很大改善，但隨其截面越做越大，中心缺陷絕對(duì)值也越大，因高碳鋼固液二箱區(qū)較其它鋼種寬，在連鑄坯的凝固過(guò)程中由于選分結(jié)晶和凝固收縮導(dǎo)致富集溶質(zhì)的鋼液向中心的宏觀流動(dòng)而引起中心偏析，同時(shí)由于枝晶“搭橋”，下部鋼液在凝固收縮過(guò)程中得不到上部鋼液的補(bǔ)充，形成殘余縮孔和中心疏松等缺陷，試驗(yàn)0 500低倍軸承鋼GCrl5SiMn，中心疏松、中心縮孔、中心裂紋基本必有一到二個(gè)缺陷指標(biāo)較高，如圖5、6、7所示，最高達(dá)到4級(jí)。圖5測(cè)得數(shù)據(jù):.俯雜丨.宇?漏^Ii^?中石_紋+I Ψ間舊故皮卞_致^皮f氣龜I
【權(quán)利要求】
1.一種用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝，其特征在于，所述的用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝即是用空芯沖頭鍛壓去除連鑄坯中心缺陷和對(duì)通過(guò)鍛件尺寸、鐓粗比、擴(kuò)孔比、環(huán)厚限制條件，提供合格的環(huán)件毛坯料來(lái)保證供碾環(huán)機(jī)軋制后使大軸承、大齒輪圈的合格的操作工藝，所述的工藝包括按需要環(huán)件的重量由鋸床下料一加熱一壓機(jī)鐓粗一沖孔一壓機(jī)平整一加熱一碾環(huán)機(jī)軋環(huán)--第一熱處理一粗加工一質(zhì)量檢查一調(diào)質(zhì)一精加工，所述的具體的工藝步驟如下: 1)按訂貨圖放調(diào)質(zhì)余量圖，如果訂貨圖已經(jīng)是調(diào)質(zhì)圖或無(wú)調(diào)質(zhì)需求可不放調(diào)制余量圖； 2)在調(diào)質(zhì)圖上放鍛造余量圖； 3)根據(jù)鍛造余量圖計(jì)算出鍛件重量；G鍛重=(D2-d2)*6.165相高； 4)通過(guò)計(jì)算得出毛坯重量=(鍛件重量+芯料重量)/(0.96~0.98);按兩火次操作完成; 5)按毛還重量由鋸床下料,做好還料缺陷大的一端標(biāo)記； 6)由缺陷標(biāo)記的面朝上裝爐，坯料加熱，按鋼種加熱溫度取上限； 7)坯料直接從加熱爐取出，標(biāo)記面朝上，壓機(jī)鐓粗，鐓粗比=HcZH1≥2.5； 8)選擇空心沖頭進(jìn)行沖孔操作，有缺陷標(biāo)記的面朝上，使沖孔時(shí)缺陷芯料擠進(jìn)孔中去除； 9)通過(guò)壓機(jī)平整沖孔坯料表面； 10)對(duì)沖孔坯料進(jìn)行加熱； 11)碾環(huán)機(jī)軋制，軋制過(guò)程中，滿足擴(kuò)孔比=(Dc1-Clci)AD-Cl)≥2； 12)碾環(huán)機(jī)的操作過(guò)程中，通過(guò)人工機(jī)械操作，保證產(chǎn)品的參數(shù)滿足限定的性能參數(shù): 13)碾環(huán)后的熱處理；正火+回火； 14)上立車，進(jìn)行產(chǎn)品的粗加工； 15)質(zhì)量檢查:外觀檢查、尺寸檢查、超聲波檢測(cè)； 16)調(diào)質(zhì)； 17)精加工后表面PT或MT檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝，其特征在于，所述的用空芯沖頭沖孔的步驟中，根據(jù)鐓粗截面面積的實(shí)際大小選擇不同大小的空芯沖頭，所述空芯沖頭的截面直徑與鐓粗截面面積的大小成正比，一般按截面的1/3取。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝，其特征在于，所述的工藝過(guò)程中:在針對(duì)材料為軸承鋼、齒輪鋼大圓連鑄坯≥C 380mm易產(chǎn)生中心裂紋、縮孔1-2.5級(jí)的鋼種，鍛造環(huán)坯選擇使用≥C 300mm的空芯沖頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝，其特征在于，所述的碾環(huán)機(jī)壓制過(guò)程中，其鍛件尺寸、高徑比、鐓粗比、擴(kuò)孔比的規(guī)定的性能參數(shù)如下表所示:在保證產(chǎn)品滿足超聲波探傷合格的同時(shí)，又可以減少產(chǎn)品的拔長(zhǎng)火次數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝，其特征在于，所述的碾環(huán)機(jī)壓制過(guò)程中，當(dāng)軸承、齒輪圈等環(huán)類件鍛件壁厚尺寸(D,-dy/2 > 180，且產(chǎn)品需要超聲波探傷的，標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)按GB/T6402=2008 III級(jí)以上和JB/T5000.15-2007 II JII級(jí)探傷標(biāo)準(zhǔn)的，則需要采取多次鐓拔工藝，還需要在壓機(jī)上上馬架擴(kuò)孔再轉(zhuǎn)碾環(huán)機(jī)軋制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝，其特征在于，所述的碾環(huán)機(jī)壓制過(guò)程中，當(dāng)軸承、齒輪圈等環(huán)類件鍛件壁厚尺寸(D#-c^)/2 > 180，內(nèi)壁需要做JB/T5000.15-2007 <111級(jí)磁粉、著色的，下料尺寸需保證高徑比< 2.5，用空芯沖頭沖孔，沖去缺陷料，減少連鑄坯中心缺陷殘留。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝，其特征在于，所述的在對(duì)沖孔坯料進(jìn)行加熱碾環(huán)工藝步驟中，為防止鍛件粗晶加熱溫度可為1050°C~1150。。。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用連鑄坯塑性成形大尺寸軸承、齒輪鋼的工藝，其特征在于，所述的空芯沖頭內(nèi)為圓 錐形的空心槽，所述空心槽的截面長(zhǎng)度自上而下依次減小。
【文檔編號(hào)】B23P15/14GK103990938SQ201410139411
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】許民, 高輝 申請(qǐng)人:江蘇聯(lián)峰能源裝備有限公司