[發(fā)明專利]一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610313555.0
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105880944B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳強;黃樹海;趙祖德;陳文;胡傳凱;林軍;舒大禹;康鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國兵器工業(yè)第五九研究所
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司50209
• 代理人: 李玉州

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金鋼盲孔構(gòu)件的制造方法。

背景技術(shù)

超高強度合金鋼材料以其超高的強度，優(yōu)良的斷裂韌性、抗剪切失穩(wěn)能力等綜合性能，在武器裝備和國民經(jīng)濟高端裝備中應(yīng)用需求廣泛。

超高強度鋼主要有低合金超高強度鋼、中合金超高強度鋼、高合金超高強度鋼，其中30CrMnSiNi2A、40CrNi2Si2MoVA 、300M、D6AC等低合金超高強度鋼的強度能達到1600MPa以上，但其斷裂韌性較差；馬氏體時效鋼、二次硬化鋼的綜合力學(xué)性能高，如00Ni18Co8Mo5TiAl、Amert100等合金鋼的強度達到2000MPa以上，但其含一定的貴重金屬Co，材料成本昂貴。為了改善超高強合金鋼的強韌性，采用真空感應(yīng)爐熔煉、真空自耗重熔工藝方法，降低氣體含量，以及S、P等有害元素和相關(guān)的夾雜含量，但冶煉的成本較高。

超高強度鋼盲孔構(gòu)件的制造方法主要采用焊接結(jié)構(gòu)和棒料直接機加掏空等方法，焊接結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于低合金超高強度鋼構(gòu)件，以及對強韌性和斷裂韌性要求不太高的低成本構(gòu)件，但無法滿足高強高韌型構(gòu)件的制造性能要求；棒料直接機加掏空結(jié)構(gòu)的性能主要依賴棒料的性能，對棒料組織均勻性要求很高，需要將棒料芯部完全鍛透，否則盲孔構(gòu)件底部性能不合格將導(dǎo)致其整體報廢，并且機械加工造成大量優(yōu)質(zhì)合金鋼材料浪費，鍛件成材率極低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造方法，解決超高強合金鋼冶煉成本高的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開的一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造工藝，能夠有效改善和提高超高強合金的斷裂韌性，實現(xiàn)其強韌性的匹配，降低冶煉成本；能夠有效解決超高強盲孔構(gòu)件分體連接結(jié)構(gòu)損傷母體性能、棒料機械加工掏空材料利用率低下的制造不足，滿足武器裝備和國民經(jīng)濟高端裝備對高性能構(gòu)件制造的需要，降低產(chǎn)品性能質(zhì)量不達標存在的安全與事故隱患，減少昂貴的優(yōu)質(zhì)合金鋼材料的浪費。

說明書附圖

圖1為鐓粗示意圖；

圖2為FMV拔長示意圖；

圖3為超高強合金鋼盲孔構(gòu)件成形工序；

圖4為超高強合金鋼盲孔構(gòu)件沖拔引伸模具。

圖中，1-上模座；2-沖頭；3-引伸凹模；4-壓板；5-可移動打料板；6-左墊塊；7-右墊塊；8-下模座；9-坯料。

具體實施方式

以下結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

（1）采用電弧爐+真空爐外精煉+真空自耗重熔方法熔煉G50合金鋼，當精煉的鋼水溫度降低到1580～1630℃時，采用自硬砂澆注成Φ340×490mm的鋼錠鑄坯，鋼錠中O、N等氣體元素含量在15～20ppm。

（2）將鋼錠加熱到始鍛溫度1150℃，進行鐓粗和拔長（如圖1和圖2），終鍛溫度860℃。重復(fù)鐓粗和拔長次數(shù)為3次。第1次鐓粗的高度壓下量45%，第1次拔長的高徑鍛比為2，獲得坯料尺寸為Φ304×608mm；第2次鐓粗的高度壓下量57%，第2次拔長的高徑鍛比為1.8，獲得坯料尺寸為Φ315×567mm；第3次鐓粗的高度壓下量55%，第3次拔長的高徑鍛比為1.6，獲得坯料尺寸為Φ330×517mm。

（3）將坯料加熱到1160℃進行擠壓預(yù)制坯、反擠壓，擠壓速度在80mm/s，反擠壓變形量20%；然后將擠壓件接著在加熱爐中加熱到900℃～1000℃進行沖拔引伸，引伸速度在150mm/s，壁厚變薄率49%。預(yù)制坯、反擠壓、沖拔引伸工藝過程見圖3。沖拔引伸工藝要求設(shè)備具有較高的凈空距和行程，為了解決垂直擠壓機的凈空距和行程受限的問題，設(shè)計了圖4的沖拔引伸模具結(jié)構(gòu)，引伸凹模具有引伸、導(dǎo)向的作用，引伸后構(gòu)件在左右墊塊中間，方便取出。

（5）所述的熱處理，在880℃溫度保溫1min后進行油淬，然后在300℃回火2h。經(jīng)力學(xué)性能檢測，抗拉強度1700MPa以上、屈服強度1400MPa以上、延伸率11%以上、斷裂韌性120MPa·m^1/2以上。

本發(fā)明提出的一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造工藝，一是在超高強度合金冶煉過程中改善和提高斷裂韌性，實現(xiàn)強韌性匹配，同時降低冶煉成本；二是通過鐓拔開坯、整體熱沖拔成形、熱處理，實現(xiàn)深盲孔構(gòu)件的整體制造，保證深盲孔構(gòu)件強韌性的一致性，適用于低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼等高性能構(gòu)件制造。

本發(fā)明的實施案例揭露如上，然而并非限定本發(fā)明。本技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明，可以應(yīng)用到低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼等超高強深盲孔構(gòu)件和高性能深孔管坯的制造。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化都應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。