[發(fā)明專利]大規(guī)格20SiMn主軸的鍛造及熱處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910617617.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN110257617B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳倩;陳偉;徐群;趙彩艷;李海濱;鄭安雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南中原特鋼裝備制造有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/28
• 分類號(hào): C21D9/28;C21D1/78;B21K1/06;B21J5/00
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 亢志民

1.一種大規(guī)格20SiMn主軸的鍛造及熱處理方法，其特征在于：具體步驟如下：

步驟1）、首先鋼錠在600～650℃溫度下進(jìn)行低溫保溫3小時(shí)，然后以不超過80℃/h的速度升溫至700～800℃保溫5小時(shí)，再按功率升溫至1200～1250℃后出爐；

步驟2）、將步驟1）出爐后的鋼錠進(jìn)行第一次鐓粗拔長，在1100mm寬上下平砧上拔長，每道次壓下量控制在18%～22%，倒棱單邊50mm，一次鐓粗拔長結(jié)束后繼續(xù)返爐加熱2～3小時(shí)；

步驟3）、將步驟2）出爐后的中間坯再進(jìn)行第二次鐓粗拔長，在1100mm寬上下平砧上拔長，每次壓下量控制在18%～22%，第二次鐓粗拔長結(jié)束后繼續(xù)返爐加熱2～3小時(shí)；

步驟4）、將步驟3）出爐后的中間坯再吊至油壓機(jī)，在700mm寬的上下平砧上倒八方并滾圓，按要求刻痕并將中間凹檔鍛制成品，由于鋼錠較大，錠尾端余料較短，為防止夾爪印需先夾持冒口端，將尾端凹檔一錘寬鍛至成品尺寸，再將冒口端凹檔一錘寬鍛至成品尺寸；然后尾冒調(diào)頭，夾持鍛坯錠尾端，冒口端用天車吊著緩沖器進(jìn)行輔助，將中間凹檔鍛造至成品尺寸，拔長過程采用順拔方式，保證鍛造效率；

步驟5）、法蘭盤成型：先成型冒口端法蘭盤，再調(diào)頭成型尾端法蘭盤，將法蘭盤鍛造至成品尺寸，變形量達(dá)到7%；

步驟6）、鍛后利用余熱進(jìn)行校直；

步驟7）、鍛后將鍛件用天車吊至風(fēng)冷場地進(jìn)行風(fēng)冷，為了達(dá)到了良好的冷卻效果，利用功率為7.5KW口徑為1200mm的軸流風(fēng)機(jī)，軸身兩側(cè)對(duì)稱各擺放兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，確保整個(gè)鍛件在風(fēng)機(jī)最佳工作有效范圍內(nèi)，并每隔半小時(shí)翻料一次，確保鍛件冷卻均勻；當(dāng)鍛件中間凹檔溫度符合工藝要求350℃～400℃即入退火爐執(zhí)行專用雙正火+回火工藝；

步驟8）、專用雙正火+回火工藝：鍛后風(fēng)冷至350～400℃入爐，以≤80℃/h升溫至620～680℃并保溫8小時(shí)，再按功率升溫至第一次正火溫度880℃～980℃，均溫大于8小時(shí)并保溫6.5小時(shí)，出爐風(fēng)冷至350～400℃入爐；在350～400℃保溫8小時(shí)，以≤80℃/h升溫至620～680℃并保溫8小時(shí)，按功率升溫至第二次正火溫度850℃～950℃，均溫大于8小時(shí)并保溫6.5小時(shí)，風(fēng)冷至350～400℃入爐；在350～400℃保溫8小時(shí)，以≤80℃/h升溫至回火溫度550℃～650℃，均溫結(jié)束后保溫24h,在爐內(nèi)以≤50℃/h冷卻至250℃；

步驟9）：熱處理工藝結(jié)束后出爐交檢探傷及切片進(jìn)行性能試驗(yàn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格20SiMn主軸的鍛造及熱處理方法，其特征在于：在步驟1）中，鋼錠按專用加熱工藝升溫至1200℃～1250℃后出爐用天車吊至5000噸油壓機(jī)預(yù)壓鉗把，錯(cuò)平錠尾尖角，之后再返爐保溫10小時(shí)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格20SiMn主軸的鍛造及熱處理方法，其特征在于：在步驟2）、3）中，鋼錠在保溫結(jié)束后出爐執(zhí)行兩鐓兩拔工序，拔長過程采用WHF法，所述WHF法是指寬平砧強(qiáng)壓拔長法，采用寬砧子、增大送進(jìn)量，使砧面下的變形區(qū)和變形影響區(qū)向心部擴(kuò)展，使心部建立起靜水壓力，保證砧寬比在0.4～0.8之間，每道次壓下量控制在18%～22%，便能很好的保證內(nèi)部的壓實(shí)效果。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格20SiMn主軸的鍛造及熱處理方法，其特征在于：在步驟5）的法蘭盤成型中，利用內(nèi)外溫差，采用JTS鍛造法，JTS鍛造法具體是指法蘭內(nèi)部溫度高，表面溫度低，再對(duì)法蘭盤施壓鍛造至成品，可使變形集中于心部，使法蘭處于強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，以此獲得內(nèi)部疏松區(qū)的壓實(shí)效果，且變形量達(dá)到7%，保證了內(nèi)部壓實(shí)效果；先成型冒口端法蘭盤，再調(diào)頭成型尾端法蘭盤，提高生產(chǎn)效率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格20SiMn主軸的鍛造及熱處理方法，其特征在于：在步驟8）的風(fēng)冷過程中為保證兩次正火后風(fēng)冷的效果，風(fēng)冷過程翻料及風(fēng)機(jī)擺放要求同步驟7），風(fēng)冷過程每隔半小時(shí)翻料一次且測溫，當(dāng)鍛件中間凹檔溫度符合工藝要求350℃～400℃即入退火爐；為了保證熱處理效果，均保溫過程需保證爐溫均勻性，必要時(shí)進(jìn)行人工調(diào)火。