[發明專利]一種大型船用曲軸的鍛造方法

有效

• 申請號: 201210211359.4
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102728772A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 葛艷明;楊志華;李明;袁宇良
• 申請（專利權）人: 江蘇金源鍛造股份有限公司
• 主分類號: B21K1/08
• 分類號: B21K1/08;C21D1/28;C21D9/30;C22C38/56
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技術領域

本發明屬于鍛造領域，具體地說涉及一種大型船用曲軸的彎曲鍛造方法。

背景技術

船用曲軸是船用柴油發動機的關鍵部件之一，在工作中承受周期性變化的彎曲和扭矩力矩，同時承受慣性力和振動附加應力以及交變載荷的作用。曲軸在工作中容易產生疲勞損壞，造成曲軸斷裂，直接影響船體設備的安全。所以船用曲軸的強度、剛度、耐磨性等技術參數都有很高的要求。

目前大型船用曲軸部件的制造方法一般采用采用切斷纖維制造，即將鋼錠壓成與曲軸外形相似的扁方形，再用機械切削的加工方法，把曲軸的主軸頸和曲柄銷軸頸切削加工出來，這種方法不但加工余量極大，而且切斷了曲柄銷軸頸和曲臂連接處的鍛造纖維，降低了曲軸承受載荷的能力。鋼錠的軸心缺陷(如疏松、偏析等)，切削后暴露于軸頸表面，引起應力集中，影響疲勞強度。而且這種方法因為有機械切削加工，因此不可避免產生大量的鋼坯廢料，造成鋼坯的浪費。

隨著根據大型船舶的發展情況，對大型船舶曲軸的要求也逐漸轉向大型化、高強度、長壽命等方向發展。因此采用切斷纖維法制造的曲軸已不能滿足大型船舶的發展要求，目前國際上有彎曲鍛造和模鍛兩種制備全纖維曲軸鍛件的方法，模鍛法雖然使鍛件成形情況好，組織致密，鍛造工序短，機加費用低，材料利用率高，但由于不同的曲軸需要不同的模具、因此其工裝費用高，只能生產特定型號的曲軸鍛件，并且模具的制造難度高，每次鍛壓前均需對模具進行預熱，更換模具操作流程復雜，因此在實際生產中很少采用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題提出一種制備全纖維大型船用曲軸鍛件的鍛造方法，具體來說，本發明采用彎曲鍛造方法來鍛造大型船用曲軸。

彎曲鍛造方法的過程先是將鋼坯壓成扁坯，然后在彎曲模架上彎曲，最后修成成型，彎曲鍛造方法的優點是成型容易，操作簡單，金屬纖維流向好，所需設備功率相對較小，

本發明提出的大型船用曲軸的鍛造方法，其包括如下工序：

1.制坯，將高強度合金鋼錠經過倒棱、鐓粗、拔長成截面為圓形的鋼坯，并使得該鋼坯的直徑和高度符合要求；其中，所述高強度合金鋼錠的化學成分配比(重量％)是：碳：3.50％-3.80％，硅：1.8％-2.2％，錳：0.5％-0.8％，磷：不大于0.04％，硫：不大于0.04％，鉻：0.04％-0.06％，銅：0.3％-0.5％，鎂：不大于0.08％，鈦：不大于0.02％，鎳：0.25％-0.35％，余量為Fe。

2.將V型下模具，鋼坯、上壓塊在水壓機或油壓機上對中后，利用水壓機或油壓機帶動上壓塊壓將鋼坯向下模具的內腔產生彎曲，其中，上壓塊勻速下壓，速度約為220mm/s；當鋼坯與下模具的內腔底部接觸時，上壓塊停止下壓；

3.將步驟2的鋼坯卸下，在鋼坯的彎曲開口部分插入舌板，然后用平砧板將鋼坯彎曲開口壓扁，從而制成曲軸半成品；

4.對完成彎曲的曲軸半成品進行等溫正火處理，將曲軸半成品載入加熱設備中加熱至約850℃±15℃后，保溫2小時后出爐，然后經冷卻至360℃后，將曲軸半成品放入保溫箱中進行保溫，保溫時間為3小時，從而使得曲軸半成品獲得貝氏體組織；

5.對完成等溫正火處理的曲軸半成品進行精整，從而獲得最終的曲軸成品。

具體實施方式

為了更加清楚地說明本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明的具體實施方式作進一步描述。

實施例

本發明提出的大型船用曲軸的鍛造方法，其包括如下工序：

首先，制坯，即將高強度合金鋼錠經過倒棱、鐓粗、拔長成截面為圓形的鋼坯，并使得該鋼坯的直徑和高度符合要求；倒棱、鐓粗、拔長等都可以采用現有技術中的常規工藝，因此本發明并沒有特別對此予以說明。為了增加本發明的大型船用曲軸的強度和韌性，在本發明中，所述的高強度合金鋼錠采用發明人特別配置的合金鋼錠，其化學成分配比(重量％)是：碳：3.50％-3.80％，硅：1.8％-2.2％，錳：0.5％-0.8％，磷：不大于0.04％，硫：不大于0.04％，鉻：0.04％-0.06％，銅：0.3％-0.5％，鎂：不大于0.08％，鈦：不大于0.02％，鎳：0.25％-0.35％，余量為Fe。

然后，將V型下模具，鋼坯、上壓塊在水壓機或油壓機上對中后，利用水壓機或油壓機帶動上壓塊壓將鋼坯向下模具的內腔產生彎曲，其中，上壓塊勻速下壓，速度為220mm/s；當鋼坯與下模具的內腔底部接觸時，上壓塊停止下壓；

接著，將完成下壓的鋼坯卸下，在鋼坯的彎曲開口部分插入舌板，然后用平砧板將鋼坯彎曲開口壓扁，從而制成曲軸半成品；