本發明涉及一種大錐度風電軸承內圈仿形成形的環軋工藝，適用于精密鍛造領域。

背景技術：

在傳統合鍛工藝中，對于大錐度風能軸承內圈根據其形狀特點直接采用自由鍛+開始模鍛件進行制造，經過近幾十年的發展，環件軋制技術已逐步取代自由鍛成為環件產品的主要生產方式，矩形件設計方法是當時環件的主流，近幾年隨著設備能力以及環軋技術的提高，仿形件設計開始逐漸占據市場，并一舉占領市場，產品材料損耗是降低了但是仿形件所投入模具成本確日益增加，每套工裝對應一種型號，生產過程中極具占據人力和物力，并且市場瞬息萬變，很多型號產品型號升級、變更或者需求量消失或者減少，造成了相對應仿形模具失效，模具成本極大的浪費。現有輾環技術中矩形鍛件機加工余量大，材料利用率和生產效率低，后續機加工中容易對鍛造流線造成破壞，并且輾環工藝中安裝工裝不靈活，工裝消耗大。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種大錐度風電軸承內圈仿形成形的環軋工藝，極大地提高了原材料的利用率，降低燃氣消耗和后續加工的成本，并且在后續機加工中不破壞鍛造流線，模具靈活性高，實現了一套模具軋制多種型號鍛件的效果，降低了工裝成本。

本發明解決上述技術問題采取的技術方案是：一種大錐度風電軸承內圈仿形成形的環軋工藝，包括如下工藝步驟：

(1)檢驗：對原材料的材質以及外觀質量進行檢驗。

(2)切料：在鋸切機上將步驟(1)中檢驗合格的棒料鋸切成段，并且對切割后的料段進行外觀質量檢查，其中料段的最大壁厚為D。

(3)加熱：在蓄熱式鍛造爐內對步驟(2)獲得的料段進行加熱保溫。

(4)制作仿形坯：將加熱保溫后的料段放置與壓機制坯模具內，在壓機工位進行鐓粗、沖孔和端面平整，制成環軋仿形毛坯。

(5)仿形環軋：將環軋仿形毛坯轉移至立式碾環機工位，環軋仿形毛坯在芯輥的作用下逐漸與內圈立式組合模具貼合并開始軋制變形，在主輥工裝和芯輥的共同作用下，環軋仿形毛坯發生塑性變形并不斷填充工裝模具，當環軋仿形毛坯外徑達到預設尺寸時，環軋操作完成。

(6)整圓定尺：對由步驟(5)獲得的半成品進行整圓定尺，得到行為公差良好的鍛件。

(7)鍛件過程檢測：對由步驟(6)獲得的鍛件進行過程檢測。

(8)熱處理：對經過過程檢測獲得的合格半成品進行熱處理。

(9)性能測試：將熱處理后的半成品進行解剖，然后對解剖的半成品進行性能測試。

(10)機加工：對經過性能測試獲得的合格半成品進行機加工，切除余量。

(11)硬度檢查：對經過機加工后的半成品進行硬度檢查。

(12)終檢、標識和包裝：對達到硬度檢查要求的半成品進行終檢、標識和包裝，獲得風電軸承內圈。

在步驟(1)中，檢驗材質需要滿足產品圖紙或規范要求，原材料表面無裂紋、折疊或者尖角凸臺，避免后續鍛造產生缺陷。

在步驟(3)中，加熱溫度為1000℃～1200℃，保溫時間為D*(0.3min/mm～0.8min/mm)。

在步驟(8)中，熱處理為球化退火預備熱處理，目的是降低硬度和調整組織，其中熱處理工藝為：將半成品溫度加熱至≤600℃時進行裝爐，程序升溫3h～5h至800℃～820℃，并且在此溫度維持3.5h～5.5h，再以20℃/h～30℃/h的降溫速度爐冷至700℃～720℃，在此溫度保持1.5h～2.5h，然后以20℃/h～30℃/h的降溫速度爐冷至650℃出爐空冷。

在步驟(9)中，性能測試的具體要求如下：球狀碳化物(CG)2.2～2.4，珠光體(PA)≤3.0，網狀碳化物(CN)≤4.3，脫碳層深度小于等于單邊最小加工余量的1/3。

在步驟(11)中，硬度要求≤250HBW。

采用了上述技術方案后，本發明具有以下的有益效果：本發明可以極大地提高原材料利用率，降低燃氣消耗，符合鍛造行業綠色發展的趨勢，同時降低后續機加工成本，由于仿形鍛件在后續機加工中不破壞鍛造流線，可大大提高成品的性能，內圈立式組合模具設計靈活的提高了裝配模具的時間，以及實現了一套模具軋制多個型號鍛件的效果，極大了降低了仿形件工裝成本，減少了工裝報廢，提高了模具的利用率。

附圖說明

圖1為本發明的一種大錐度風電軸承內圈仿形成形的環軋工藝的流程圖；

圖2為本發明的一種大錐度風電軸承內圈仿形成形的環軋工藝的實施例1中仿形環軋后的半成品的剖面圖；

圖3為本發明的一種大錐度風電軸承內圈仿形成形的環軋工藝的實施例2中仿形環軋后的半成品的剖面圖；

圖中：1.檢驗，2.切料，3.壓機制坯模具，4.鐓粗，5.沖孔，6.環軋仿形毛坯，7.內圈立式組合模具，8.仿形環軋后的半成品。

具體實施方式

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明。

如圖1-3所示，一種大錐度風電軸承內圈仿形成形的環軋工藝的實施例如下：

實施例1：仿形件的規格為Ф1234*Ф1054Ф382(見圖2)，主要包括以下步驟：

(1)檢驗1：對原材料的材質以及外觀質量進行檢驗，棒料規格為Ф360。

(2)切料2：在鋸切機上將步驟(1)中檢驗合格的棒料鋸切成段，并且對切割后的料段進行外觀質量檢查，其中料段的最大壁厚為D＝360mm。

(3)加熱：在蓄熱式鍛造爐內對步驟(2)獲得的料段進行加熱保溫，加熱溫度為1079℃，保溫時間為160min。

(4)制作仿形坯：將加熱保溫后的料段放置與壓機制坯模具3內，在壓機工位進行鐓粗4、沖孔5和端面平整，制成環軋仿形毛坯6。

(5)仿形環軋：將環軋仿形毛坯6轉移至立式碾環機工位，環軋仿形毛坯6在芯輥的作用下逐漸與內圈立式組合模具7貼合并開始軋制變形，在主輥工裝和芯輥的共同作用下，環軋仿形毛坯6發生塑性變形并不斷填充工裝模具，當環軋仿形毛坯6外徑達到預設尺寸時，環軋操作完成。

(6)整圓定尺：對由步驟(5)獲得的半成品進行整圓定尺，得到行為公差良好的鍛件，其尺寸為外徑尺寸1234+/-6mm，內徑尺寸1054+/-6mm，高度尺寸382+/-6mm。

(7)鍛件過程檢測：對由步驟(6)獲得的鍛件進行過程檢測。

(8)熱處理：對經過過程檢測獲得的合格半成品進行熱處理，其中熱處理工藝為：將半成品溫度加熱至≤600℃時進行裝爐，程序升溫3h至805℃，并且在此溫度維持5.5h+/-0.5h，再以20-30℃/h的降溫速度爐冷至720℃，在此溫度保持2h+/-0.5h，然后以20-30℃/h的降溫速度爐冷至650℃出爐空冷。

(9)性能測試：將熱處理后的半成品進行解剖，然后對解剖的半成品進行性能測試，其性能參數為：球狀碳化物(CG)2.3，珠光體(PA)3.0，網狀碳化物(CN)≤4.0，脫碳層深度0.34mm。

(10)機加工：對經過性能測試獲得的合格半成品進行機加工，切除余量。

(11)硬度檢查：對經過機加工后的半成品進行硬度檢查，其硬度為207HBW。

(12)終檢、標識和包裝：對達到硬度檢查要求的半成品進行終檢、標識和包裝，獲得風電軸承內圈。

實施例2：仿形件的規格為Ф1235*Ф1103.5Ф336(見圖3)，主要包括以下步驟：

(1)檢驗1：對原材料的材質以及外觀質量進行檢驗，棒料規格為Ф360。

(2)切料2：在鋸切機上將步驟(1)中檢驗合格的棒料鋸切成段，并且對切割后的料段進行外觀質量檢查，其中料段的最大壁厚為D＝360mm。

(3)加熱：在蓄熱式鍛造爐內對步驟(2)獲得的料段進行加熱保溫，加熱溫度為1079℃，保溫時間為150min。

(4)制作仿形坯：將加熱保溫后的料段放置與壓機制坯模具3內，在壓機工位進行鐓粗4、沖孔5和端面平整，制成環軋仿形毛坯6。

(5)仿形環軋：將環軋仿形毛坯6轉移至立式碾環機工位，環軋仿形毛坯6在芯輥的作用下逐漸與內圈立式組合模具7貼合并開始軋制變形，在主輥工裝和芯輥的共同作用下，環軋仿形毛坯6發生塑性變形并不斷填充工裝模具，當環軋仿形毛坯6外徑達到預設尺寸時，環軋操作完成。

(6)整圓定尺：對由步驟(5)獲得的半成品進行整圓定尺，得到行為公差良好的鍛件，其尺寸為外徑尺寸1235+/-6mm，內徑尺寸1103.5+/-6mm，高度尺寸336+/-6mm。

(7)鍛件過程檢測：對由步驟(6)獲得的鍛件進行過程檢測。

(8)熱處理：對經過過程檢測獲得的合格半成品進行熱處理，其中熱處理工藝為：將半成品溫度加熱至≤600℃時進行裝爐，程序升溫3h至805℃，并且在此溫度維持5.5h+/-0.5h，再以20-30℃/h的降溫速度爐冷至720℃，在此溫度保持2h+/-0.5h，然后以20-30℃/h的降溫速度爐冷至650℃出爐空冷。

(9)性能測試：將熱處理后的半成品進行解剖，然后對解剖的半成品進行性能測試，其性能參數為：球狀碳化物(CG)2.2，珠光體(PA)3.0，網狀碳化物(CN)≤4.0，脫碳層深度0.37mm。

(10)機加工：對經過性能測試獲得的合格半成品進行機加工，切除余量。

(11)硬度檢查：對經過機加工后的半成品進行硬度檢查，其硬度為201HBW。

(12)終檢、標識和包裝：對達到硬度檢查要求的半成品進行終檢、標識和包裝，獲得風電軸承內圈。

與現有技術相比，本發明可以極大地提高原材料利用率達15％～35％，降低燃氣消耗，符合鍛造行業綠色發展的趨勢，同時降低后續機加工成本達10％～30％，由于仿形鍛件在后續機加工中不破壞鍛造流線，可大大提高成品的性能，內圈立式組合模具設計靈活的提高了裝配模具的時間，以及實現了一套模具軋制多個型號鍛件的效果，極大了降低了仿形件工裝成本，減少了工裝報廢，模具成本降低了75％，提高了模具的利用率。

以上所述的具體實施例，對本發明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。