專利名稱：一種提高扁方類鍛件橫向力學(xué)性能的鍛造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自由鍛造技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種提高扁方類鍛件橫向力學(xué)性能的鍛造方法。
背景技術(shù)：
目前一些領(lǐng)域經(jīng)常使用的扁方類鍛件，并要求該類鍛件具有較高的橫向強(qiáng)度和縱向強(qiáng)度，例如，某航天用30CrMnSim2A扁方類鍛件，零件形狀復(fù)雜，使用要求特殊，在使用過程中對鍛件的橫向和切向力學(xué)性能有較高要求且無明顯的差異性，其中橫向抗拉強(qiáng)度大于1530MPa，切向抗拉強(qiáng)度大于1540MPa。根據(jù)鍛件形狀(附圖1)，采取傳統(tǒng)的以鐓粗拔長為主的工藝，金屬流線方向與鍛件縱向一致，鍛造纖維組織單一，縱向性能遠(yuǎn)大于橫向切向性能，鍛件性能各向異性明顯，其中橫向性能最低，達(dá)不到技術(shù)要求，而且隨著鍛比的增大橫向性能呈遞減趨勢。目前大型鍛件的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，主要關(guān)注鍛件縱向和切向的機(jī)械性能要求，而對橫向性能考慮不足，而當(dāng)用戶對鍛件橫向機(jī)械性能有較高要求時(shí)，往往因鍛件橫向性能不合格而報(bào)廢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種提高扁方類鍛件橫向力學(xué)性能的鍛造方法，本方法控制金屬的流線方向，增加二次鐓拔，且有效的減小鍛件性能各向差異性，提高了鍛件的橫向力學(xué)性能，提高了鍛件的可靠性。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是一種提高扁方類鍛件橫向力學(xué)性能的鍛造方法，步驟如下步驟一、采用鋼錠作為原材料，首先采用鍛壓機(jī)將鋼錠鐓粗，鐓粗后的長度是原鋼錠長度的48 53%，后采用WHF法拔長鋼錠，拔長后的長度與拔長前長度的比值在2. 0 2. 2之間，保證了原材料心部充分鍛透；步驟二、使鍛件橫向沿鋼錠軸線方向拔扁方，拔扁方后的橫向長度與拔長前長度的比值在1. 6 2. 0之間，使金屬的主流線方向和鍛件的橫向一致；步驟三、在鍛件縱向沿鋼錠徑向進(jìn)行鐓粗，鐓粗壓下量為原長度的30 40%，之后拔長至成品尺寸；步驟四、修整鍛件至所需工藝尺寸及形狀；步驟五、將步驟四修整后的工件進(jìn)行熱處理，完成；所述的熱處理依次由以下步驟組成，880 920°C正火空冷，時(shí)間為1小時(shí)；780 800°C不完全退火，時(shí)間為1. 5小時(shí)；650°C回火，時(shí)間為3個(gè)小時(shí)；880 910°C油淬火，時(shí)間為1個(gè)小時(shí)；250 300°C保溫，時(shí)間為3個(gè)小時(shí)；后油冷至室溫；然后200 300°C回火，時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，以上時(shí)間均按照切向尺寸為IOOmm的鍛件計(jì)算，切向尺寸增加的比例與時(shí)間增加的比例相同，熱處理完成。本發(fā)明的有益效果是
該エ藝方法在每個(gè)階段通過控制變形量以及通過改變鍛造方向來控制金屬流線方向，増加不同方向上的二次鐓拔，有效的減小鍛件性能各向差異性，達(dá)到提高鍛件橫向機(jī)械性能同時(shí)改善綜合機(jī)械性能的目的。其次通過最后階段的熱處理，該熱處理步驟通過調(diào)整每ー步驟的最佳參數(shù)使得更好的改善了鍛件的橫向機(jī)械性能。


圖1是本發(fā)明中鍛件形狀及機(jī)械性能方向示意圖。
具體實(shí)施例方式ー種提高扁方類鍛件橫向力學(xué)性能的鍛造方法，其特征在于步驟如下步驟一、采用鋼錠作為原材料，首先采用鍛壓機(jī)將鋼錠鐓粗，鐓粗后的長度是原鋼錠長度的48 53%，后采用WHF法拔長鋼錠，拔長后的長度與拔長前長度的比值在2. 0 2. 2之間，保證了原材料心部充分鍛透；步驟ニ、使鍛件橫向沿鋼錠軸線方向拔扁方，此處要說明的是鍛件的橫向即為原材料鋼錠的軸線方向，將鋼錠沿軸向拔成為扁形并拉長，拔扁方后的橫向長度與拔長前長度的比值在1.6 2.0之間，使金屬的主流線方向和鍛件的橫向一致，提高了鍛件橫向性能；步驟三、在鍛件縱向上進(jìn)行鐓粗，此處要說明的是鍛件的縱向即為原材料鋼錠的徑向，首先沿徑向鐓粗，鐓粗壓下量為原長度的30 40%，之后沿鍛件縱向拔長至成品尺寸，可改善因主變形產(chǎn)生的明顯的纖維方向性，提高橫向切向性能的同吋，改善性能方向性；步驟四、修整鍛件至所需エ藝尺寸及形狀；步驟五、將步驟四修整后的エ件進(jìn)行熱處理，完成；所述的熱處理依次由以下步驟組成，880 920°C正火空冷，時(shí)間為1小時(shí)；780 800°C不完全退火，時(shí)間為1. 5小時(shí)；650°C回火，時(shí)間為3個(gè)小時(shí)；880 910°C油淬火，時(shí)間為1個(gè)小時(shí)；250 300°C保溫，時(shí)間為3個(gè)小時(shí)；后油冷至室溫；然后200 300°C回火，時(shí)間為3個(gè)小吋，熱處理完成，以上時(shí)間均按照切向尺寸為IOOmm的鍛件計(jì)算，切向尺寸増加的比例與時(shí)間增加的比例相同，也就是說時(shí)間變化率和切向尺寸的變化率相同；當(dāng)鍛件為圓柱狀時(shí)按照直徑IOOmm的鍛件計(jì)算，直徑増加的比例與時(shí)間增加的比例相同。實(shí)施例一、首先采用鋼錠WHF法鐓粗拔長，保證了鋼錠心部充分鍛透；后拔扁方 1400X700X440,即為縱向長度為1400mm，橫向長為700mm，切向長為440mm，使鍛件橫向和鋼錠軸線一致，即金屬的流行方向和鍛件的橫向一致，提高了鍛件橫向性能；其次沿 1400mm長度方向鐓粗至H = 910mm,變形量控制在35%左右 ’沿910mm方向拔扁方至成品尺寸，可改善因主變形產(chǎn)生的明顯的纖維方向性，提高橫向切向性能的同吋，改善性能方向性；4)鍛件進(jìn)行熱處理タ)鍛件橫向切向取試棒進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)過對鍛件的橫向切向性能試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了技術(shù)要求。實(shí)施例ニ、
首先采用鋼錠WHF法鐓粗拔長，保證了鋼錠心部充分鍛透；后拔扁方 1400X700X440,即為縱向長度為1400mm，橫向長為700mm，切向長為440mm，使鍛件橫向和鋼錠軸線一致，即金屬的流行方向和鍛件的橫向一致，提高了鍛件橫向性能；其次沿 1400mm長度方向鐓粗至H = 980mm,變形量控制在30%左右；沿980mm方向拔扁方至成品尺寸，可改善因主變形產(chǎn)生的明顯的纖維方向性，提高橫向切向性能的同吋，改善性能方向性；4)鍛件進(jìn)行熱處理タ)鍛件橫向切向取試棒進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)過對鍛件的橫向切向性能試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了技術(shù)要求。實(shí)施例三、首先采用鋼錠WHF法鐓粗拔長，保證了鋼錠心部充分鍛透；后拔扁方 1400X700X440,即為縱向長度為1400mm，橫向長為700mm，切向長為440mm，使鍛件橫向和鋼錠軸線一致，即金屬的流行方向和鍛件的橫向一致，提高了鍛件橫向性能；其次沿 1400mm長度方向鐓粗至H = 840mm，變形量控制在40%左右；沿840mm方向拔扁方至成品尺寸，可改善因主變形產(chǎn)生的明顯的纖維方向性，提高橫向切向性能的同吋，改善性能方向性；4)鍛件進(jìn)行熱處理タ)鍛件橫向切向取試棒進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)過對鍛件的橫向切向性能試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了技術(shù)要求。
權(quán)利要求
1. 一種提高扁方類鍛件橫向力學(xué)性能的鍛造方法，其特征在于 步驟如下步驟一、采用鋼錠作為原材料，首先采用鍛壓機(jī)將鋼錠鐓粗，鐓粗后的長度是原鋼錠長度的48 53%，后采用WHF法拔長鋼錠，拔長后的長度與拔長前長度的比值在2. 0 2. 2 之間；步驟二、使鍛件橫向沿鋼錠軸線方向拔扁方，拔扁方后的橫向長度與拔長前長度的比值在1. 6 2. 0之間，使金屬的主流線方向和鍛件的橫向一致；步驟三、在鍛件縱向沿鋼錠徑向進(jìn)行鐓粗，鐓粗壓下量為原長度的30 40%，之后拔長至成品尺寸；步驟四、修整鍛件至所需工藝尺寸及形狀； 步驟五、將步驟四修整后的工件進(jìn)行熱處理，完成；所述的熱處理依次由以下步驟組成，880 920°C正火空冷，時(shí)間為1小時(shí)；780 800°C不完全退火，時(shí)間為1. 5小時(shí)；650°C回火，時(shí)間為3個(gè)小時(shí)；880 910°C油淬火，時(shí)間為1個(gè)小時(shí)；250 300°C保溫，時(shí)間為3個(gè)小時(shí)；后油冷至室溫；然后200 300°C回火，時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，以上時(shí)間均按照切向尺寸為IOOmm的鍛件計(jì)算，切向尺寸增加的比例與時(shí)間增加的比例相同，熱處理完成。
全文摘要
一種提高扁方類鍛件橫向力學(xué)性能的鍛造方法，該工藝通過改變鍛造方向來控制金屬流線方向，增加不同方向上的二次鐓拔，達(dá)到提高鍛件橫向機(jī)械性能同時(shí)改善綜合機(jī)械性能的目的。本發(fā)明通過下述方案得以實(shí)現(xiàn)鋼錠鐓粗拔長-沿鍛件橫向拔扁方-沿鍛件縱向二次鐓粗拔長-熱處理-機(jī)械性能檢驗(yàn)。本發(fā)明鍛造方法有效的提高了鍛件的橫向力學(xué)性能，提高了鍛件的可靠性。
文檔編號B21J5/00GK102554085SQ201110462379
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者姬立功, 宋新雙, 董文斐, 陳明, 韓利杰, 馬斌 申請人:中信重工機(jī)械股份有限公司