[發明專利]G20Cr2Ni4軸承鋼大型異形截面環坯的制備方法

無效

• 申請號: 201310376913.9
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103447765A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 葉俊青;葛金鋒;歐陽斌;鄒朝江;成陸祥;袁慧;鄒善垚;奚曉
• 申請（專利權）人: 貴州安大航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21J5/06;B21J1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種環形鍛件的制坯方法，特別是涉及了一種G20Cr2Ni4軸承鋼大型異形截面環坯的制備方法。

背景技術

環形鍛件的環軋技術是一種先進的鍛造技術，現已日趨成熟，而且環形鍛件的尺寸也是越做越大，形狀也越來越復雜。要想獲得形狀尺寸合格、性能優良的環形鍛件，其關鍵在于制作合理的中間坯。

2007年08月22日公開的中國發明專利說明書CN101020284A(申請號：200710077667.1)公開了高溫合金大型異形截面環坯的制坯方法，該專利采用的制坯工藝是：在鍛壓機上鐓粗、沖孔，在環軋機上輾軋成矩形環坯；再把矩形環坯裝進脹形模的外形模內置模底板上，施加壓力把脹形模的內形模和外形模擠壓合模使矩形截面環坯變形并充滿形模的型腔，脫模得到異形截面環坯。采用該工藝制坯，合模后，形模是完全封閉的，在生產大、重型的環件時，如材料為G20Cr2Ni4軸承鋼的大型異形截面環坯，該鍛件的重量較大，達到1.5噸到2噸甚至更高，合模的瞬間壓力最大值達到了100MN（相當于10000噸的壓力）以上，而國內擁有上萬噸鍛造設備的廠家非常少，大多數廠家沒有能力生產這種大重型異型環鍛件。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種半封閉式的胎模鍛造制坯方法，來實現G20Cr2Ni4軸承鋼大型異形截面環坯的制備，該方法可有效的降低制坯所需的成形壓力，同時可有效控制工藝余料的流向，保證中間坯的成形尺寸及力學性能。

為解決上述技術問題，本發明所述G20Cr2Ni4軸承鋼大型異形截面環坯的制備方法，其技術方案包括以下步驟：

第一步，將G20Cr2Ni4合金棒材以小于或等于850℃的溫度裝爐，并加熱至850℃保溫，保溫時間為：再加熱至1180±20℃保溫，保溫時間為：

第二步，將所述加熱、保溫好的G20Cr2Ni4合金棒材，經鐓粗、沖孔、輾軋成矩形截面環坯；

第三步，將所述矩形截面環坯裝入胎模內，操作鍛壓機以F₁為24～28MN的壓力將錐度較小的脹形沖頭壓入矩形截面環坯內，對矩形截面環坯進行第一次脹形，將矩形截面環坯脹成喇叭口狀，同時完成異形截面環坯下臺階的成形，得到一次異形截面環坯；

第四步，取出錐度較小的脹形沖頭，換成錐度較大的脹形沖頭，操作鍛壓機以F₂為22～26MN的壓力用錐度較大的脹形沖頭壓入一次異形截面環坯內，對一次異形截面環坯進行第二次脹形，完成異形截面環坯的斜面成形，得到二次異形截面環坯；

第五步，操作鍛壓機以F₃為10～14MN的壓力把高出胎模的二次異形截面環坯的上端自由鐓粗至與胎模平齊，完成異形截面環坯上臺階的成形，得到最終異形截面環坯。

上述方法中，所述異形截面環坯下臺階和斜面的成形屬于封閉式鍛造，而上臺階屬于半封閉式鍛造，因此，該異形截面環坯整體成形屬于半封閉式鍛造。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

本發明所述G20Cr2Ni4軸承鋼大型異形截面環坯的制備方法，該方法采用半封閉胎模鍛對中間坯的下臺階、斜面、上臺階分三步成形，即下臺階和斜面成形時，模具與鍛件是完全接觸的，屬于是封閉式鍛造；而上臺階成形時，模具與鍛件是不完全接觸的，屬于是半封閉式鍛造。由于上臺階是最后成形的，而且又是半封閉式鍛造，使工藝余量集中在上臺階處，且不需要限制多余工藝余量占用的空間，有效的降低制坯所需的成形壓力，同時可有效控制工藝余料的流向，保證中間坯的成形尺寸。經測試，該方法每步成形階段的最大壓力值均小于或等于28MN，完全適用我國絕大多數鍛造廠家的設備要求。

采用上述方法制備的G20Cr2Ni4軸承鋼大型異形截面環坯，經終軋成形后，鍛件尺寸滿足技術要求，無缺肉現象；鍛件熱處理后，經測試，其各項性能指標如下：

室溫拉伸性能：抗拉強度為1186MPa，屈服強度為931MPa，硬度為221HB，伸長率為12%，斷面收縮率為46%。

以上各項性能的測試結構均滿足技術指標。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是異形截面環坯喇叭口及下臺階成形過程示意圖。

圖2是異形截面環坯斜面成形過程示意圖。

圖3是異形截面環坯上臺階成形過程示意圖。

圖4是異形截面環坯結構示意圖。

具體實施方式