[發明專利]一種大型鑄鍛件鑄-連-鍛近凈形成形工藝

在審

• 申請號: 201911017166.3
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110773957A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 葛亞瓊;陳星;李濟鵬;馬明峰
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 14101 太原市科瑞達專利代理有限公司
• 代理人: 趙禛

本發明提供了一種大型鑄鍛件鑄?連?鍛近凈形成形工藝，包括以下步驟：1）將大型結構件通過鑄?連?鍛結構設計分解為多個分體結構件；2）將分體結構件分別澆鑄成形，并對待焊面進行機械加工以達到高能電子束焊的要求；3）將加工后的分體結構件采用高能電子束焊接工藝連接起來，對連接成形后的整體結構件進行去應力回火和組織均勻化熱處理；4）將整體結構件進行鍛壓，使其達到規定的性能；5）將鍛壓后的整體結構件進行最后的成品加工。本發明的大型鑄鍛件的近形成形技術可控性高，有利于形成智能化、規模化生產，生產效率高，鑄件良品率高，減少了資源浪費，具有較高的經濟效益。

技術領域

本發明屬于大型鑄鍛件近凈形成形技術領域，具體涉及的是一種大型鑄鍛件鑄-連-鍛近凈形成形工藝。

背景技術

大型鑄鍛件的主要特點是體形大、質量要求高、批量小、生產費用高、周期長、良品率不高，其生產過程包括：冶煉、鑄造、鍛造、熱處理等多道工序。對于鑄造工序來說，制造過程中最重要的問題是缺陷的產生導致生產成本的增加，因此大型鑄鍛件急需一種能規模化、智能化的制造工藝。

目前大型鑄鍛件多為奧氏體不銹鋼材料，然而奧氏體不銹鋼的合金元素含量高、鍛造溫度范圍窄、過熱敏感性強、高溫下抗力大且塑性低，在軋制和鍛造等變形制造過程種易出現變形開裂和組織不均勻等情況，嚴重影響大型鑄鍛件的制造質量及服役性能。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，突破傳統方法在尺寸和形狀上的限制，減少制造過程中的缺陷，同時使大型鑄鍛件的制造面向智能化、規模化發展，本發明提出了一種基于增材制造思想的大型鑄鍛件近形成形技術。該技術基于增材制造——分區離散成形的技術思想，將大型結構件分解，通過分步鑄造、分步組裝和連接的方法實現結構件的大型化和復雜化，最后通過鍛壓技術提高結構件整體性能，是一種高效、節能、可控性好的大型鑄鍛件成形技術。

本發明通過以下技術方案予以實現。

一種大型鑄鍛件鑄-連-鍛近凈形成形工藝，包括以下步驟：

S1、鑄-連-鍛結構設計

依據鑄造設備能力、高能電子束焊機能力以及焊接結構設計原則，將整體的大型鑄坯分解為一個或多個形狀、尺寸均相等的小型鑄坯分體部件，使每一個分體部件均滿足鑄造尺寸與高能電子束焊機的深熔焊能力，并滿足焊接結構設計；

S2、分鑄成形

根據所述步驟S1鑄-連-鍛結構設計的要求，分別澆鑄各分體部件，并對分體部件內部的質量進行缺陷檢測；

S3、連接成形

首先，對步驟S2制得的分體部件的待焊面進行裝配，采用高能電子束對待焊面進行焊接，使分體部件焊接為整體部件；然后，對焊縫進行表面質量檢測、熔深檢測和內部質量檢測；最后，對檢測合格的整體部件進行高溫回火處理，消除焊縫殘余應力，提高焊縫和熱影響區的組織性能，第一次熱處理溫度為550~650℃，保溫時間為1~2小時；

S4、鍛造成形

對上述步驟S3熱處理后的整體部件進行加壓鍛造，鍛壓過程溫度控制在850℃~1180℃，鍛造完成后對整體結構進行內部質量的缺陷檢測，對檢測合格的鍛件進行第二次熱處理，第二次熱處理溫度為1000~1100℃，保溫60~90min，最后水冷至室溫，獲得單相奧氏體組織的整體部件；

S5、成品加工

對上述步驟S4鍛造成形后的整體結構部件進行機械加工，達到使用標準，并對加工完成后的產品進行無損檢測和平行試樣的組織性能檢測，近凈形成形制得鑄鍛整體部件。

與現有技術相比本發明的有益效果為：

將大型復雜鑄鍛件分解為多個部件，分別澆鑄成形，再利用高能電子束焊接技術將其連接起來。與現有技術相比，其顯著優點為：