專利名稱：一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方法，它屬于一種大型金屬環(huán)件加工成形的方法。
背景技術(shù)：
目前生產(chǎn)高質(zhì)量的軸承套圈及法蘭環(huán)等環(huán)件，常用的方法分為冷輾擴和熱輾擴兩 種。冷輾擴方法是利用鍛坯在室溫下進行輾擴，該方法雖然質(zhì)量容易保證，但需要輾擴力 大，只適用于小型環(huán)件的加工。熱輾擴方法通常采用鍛坯_沖孔_加熱_輾擴_機加工_熱 處理等步驟，該方法常用于大型環(huán)件的生產(chǎn)。而對于大型環(huán)件的生產(chǎn)，由于使用鍛件熱輾擴 需要進行去氧化皮及沖孔，且加工余量大，造成人工和材料的浪費。環(huán)件在鍛造及輾擴前需 進行多次加熱，造成能源的浪費和廢氣的排放。因此，該方法存在著材料浪費大和能源浪費 嚴重的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的輾擴方法存在的材料浪費大和能源浪費嚴重的技術(shù) 難點，并提供一種能節(jié)省材料和能源且生產(chǎn)效率高的金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方 法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)難點而采用的技術(shù)方案是一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合 成形的方法，其包括合金熔化——鋼液精煉——離心鑄造環(huán)坯——熱輾擴——粗加工—— 熱處理——精加工步驟；所述鋼液精煉是指采用鋼包精煉爐(LF爐)爐外精煉，冶煉溫度為 1630°C 1650°C，吹氬攪拌使鋼水成份和溫度迅速均勻化，以獲得純凈度高的鋼水；所述 離心鑄造環(huán)坯是指精煉鋼水在1600°C時進行離心鑄造環(huán)坯，同時采用電磁攪拌細化鑄坯晶 粒、減少鑄件缺陷；所述熱輾擴是指待環(huán)坯鑄件凝固，溫度下降至鍛造始鍛溫度1200°C時， 直接在輾環(huán)機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2-3。由于本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案，直接利用鑄坯的余熱進行輾擴生產(chǎn)大型環(huán)件， 減少了加熱次數(shù)，節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率。輾擴過程將鑄造組織變成了鍛造組織，使 得產(chǎn)品零件的質(zhì)量達到鍛件水平，充分滿足軸承法蘭等大型環(huán)件向著風電、航天等領(lǐng)域發(fā) 展的要求。因此，與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點。1、節(jié)約能源本發(fā)明省去了原有方法中的鍛造工序，利用鑄坯余熱直接輾擴，減少 了加熱次數(shù)，節(jié)約了能源。2、減少廢氣排放減少加熱次數(shù)的同時減少了廢氣的排放，保護了環(huán)境。3、節(jié)約材料鑄坯可直接鑄出所需的孔型，省去了原有方法中的沖孔工序，可節(jié)約 材料30%以上。冶煉重熔可使廢料再利用，進一步減少浪費，提高材料利用率。4、節(jié)省人工，提高生產(chǎn)率利用離心鑄坯直接輾擴可省去鍛造、去氧化皮、沖孔等 工序，節(jié)省人工，提高了生產(chǎn)效率。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。實施例1
本實施例中的一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方法，其包括合金熔化一鋼 液精煉一離心鑄造環(huán)坯一熱輾擴一粗加工一熱處理一精加工步驟；所述鋼液精 煉是指采用鋼包精煉爐(LF爐)爐外精煉，冶煉溫度為1630°C 1650°C，吹氬攪拌使鋼水 成份和溫度迅速均勻化，降低鋼水中有害雜質(zhì)和氣體，在精煉的過程中向爐內(nèi)加入合金進 行成份微調(diào)，以獲得純凈度高的鋼水；所述離心鑄造環(huán)坯是指精煉鋼水在1600°C時進行離 心鑄造環(huán)坯，同時采用電磁攪拌細化鑄坯晶粒、減少鑄件偏析等缺陷，提高等軸晶率和鑄坯 質(zhì)量；所述熱輾擴是指待環(huán)坯鑄件凝固，溫度下降至鍛造始鍛溫度1200°C時，直接利用余 熱在輾環(huán)機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2。進給量在鍛透所要求的最小進 給量和咬入孔型所允許的最大進給量之間取小值，使鑄造組織逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殄懺旖M織，得以 細化和均勻化，使得輾擴后的工件機械性能達到或接近鍛件水平，同時達到成形和改性的 目的。粗加工將輾擴件車加工至所需尺寸(留有余量)。熱處理通過熱處理進一步改善 組織，提高產(chǎn)品的力學性能。精加工磨削至產(chǎn)品所需尺寸。實施例2本實施例中的一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方法，其包括合金熔化——鋼 液精煉——離心鑄造環(huán)坯——熱輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述鋼液精 煉是指采用鋼包精煉爐(LF爐)爐外精煉，冶煉溫度為1630°C 1650°C，吹氬攪拌使鋼水 成份和溫度迅速均勻化，降低鋼水中有害雜質(zhì)和氣體，在精煉的過程中向爐內(nèi)加入合金進 行成份微調(diào)，以獲得純凈度高的鋼水；所述離心鑄造環(huán)坯是指精煉鋼水在1600°C時進行離 心鑄造環(huán)坯，同時采用電磁攪拌細化鑄坯晶粒、減少鑄件偏析等缺陷，提高等軸晶率和鑄坯 質(zhì)量；所述熱輾擴是指待環(huán)坯鑄件凝固，溫度下降至鍛造始鍛溫度1200°C時，直接利用余 熱在輾環(huán)機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為3。進給量在鍛透所要求的最小進 給量和咬入孔型所允許的最大進給量之間取小值，使鑄造組織逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殄懺旖M織，得以 細化和均勻化，使得輾擴后的工件機械性能達到或接近鍛件水平，同時達到成形和改性的 目的。粗加工將輾擴件車加工至所需尺寸(留有余量)。熱處理通過熱處理進一步改善 組織，提高產(chǎn)品的力學性能。精加工磨削至產(chǎn)品所需尺寸。實施例3本實施例中的一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方法，其包括合金熔化——鋼 液精煉——離心鑄造環(huán)坯——熱輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述鋼液精 煉是指采用鋼包精煉爐(LF爐)爐外精煉，冶煉溫度為1630°C 1650°C，吹氬攪拌使鋼水 成份和溫度迅速均勻化，降低鋼水中有害雜質(zhì)和氣體，在精煉的過程中向爐內(nèi)加入合金進 行成份微調(diào)，以獲得純凈度高的鋼水；所述離心鑄造環(huán)坯是指精煉鋼水在1600°C時進行離 心鑄造環(huán)坯，同時采用電磁攪拌細化鑄坯晶粒、減少鑄件偏析等缺陷，提高等軸晶率和鑄坯 質(zhì)量；所述熱輾擴是指待環(huán)坯鑄件凝固，溫度下降至鍛造始鍛溫度1200°C時，直接利用余 熱在輾環(huán)機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2. 5。進給量在鍛透所要求的最小 進給量和咬入孔型所允許的最大進給量之間取小值，使鑄造組織逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殄懺旖M織，得 以細化和均勻化，使得輾擴后的工件機械性能達到或接近鍛件水平，同時達到成形和改性的目的。粗加工將輾擴件車加工至所需尺寸(留有余量)。熱處理通過熱處理進一步改善組織，提高產(chǎn)品的力學性能。精加工磨削至產(chǎn)品所需尺寸。
上述實施例中的輾擴比還可以在2-3之間任意選擇。
權(quán)利要求
一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方法，其特征是包括合金熔化——鋼液精煉——離心鑄造環(huán)坯——熱輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述鋼液精煉是指采用鋼包精煉爐(LF爐)爐外精煉，冶煉溫度為1630℃～1650℃，吹氬攪拌使鋼水成份和溫度迅速均勻化，以獲得純凈度高的鋼水；所述離心鑄造環(huán)坯是指精煉鋼水在1600℃時進行離心鑄造環(huán)坯，同時采用電磁攪拌細化鑄坯晶粒、減少鑄件缺陷；所述熱輾擴是指待環(huán)坯鑄件凝固，溫度下降至鍛造始鍛溫度1200℃時，直接在輾環(huán)機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2-3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方法，它屬于一種大型金屬環(huán)件加工成形的方法。本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有的輾擴方法存在的材料浪費大和能源浪費嚴重的技術(shù)難點。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復合成形的方法，其包括合金熔化——鋼液精煉——離心鑄造環(huán)坯——熱輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述鋼液精煉是指采用LF爐爐外精煉，吹氬攪拌以獲得純凈度高的鋼水；所述離心鑄造環(huán)坯是指精煉鋼水在1600℃時進行離心鑄造環(huán)坯，同時采用電磁攪拌細化鑄坯晶粒；所述熱輾擴是指待環(huán)坯鑄件凝固，溫度下降至鍛造始鍛溫度1200℃時，直接在輾環(huán)機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2-3。
文檔編號B23P15/00GK101817134SQ20101013248
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者李永堂, 杜詩文, 郭艷萍, 齊會萍 申請人:太原科技大學