[發明專利]一種帶凸臺超大直徑薄壁弧形鍛件的鍛造方法及成形模具

在審

• 申請號: 202210950235.1
• 申請日: 2022-08-09
• 公開（公告）號: CN115283597A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 陶志勇;梁劍雄;李兆銀;王長軍;黃健;劉振寶;楊觀強;楊志勇;艾海昆
• 申請（專利權）人: 上海電氣上重鑄鍛有限公司;鋼鐵研究總院有限公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J5/00;B21J1/02;B21J13/02
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本發明涉及一種帶凸臺超大直徑薄壁弧形鍛件的鍛造方法及成形模具，所述方法包括步驟：(1)制方坯階段；(2)方坯變三角形坯階段；(3)梯形坯成形階段；(4)終成形階段。其優點表現在：本發明解決了帶凸臺超大直徑薄壁弧形鍛件鍛造成形的難題，并設計了相應的成形模具。通過制方形截面坯、倒角、制三角形截面坯、壓梯形截面坯，以及終成形階段壓梯形兩等腰邊角，通過梯形截面坯料上、下邊鍛造流變的差異，實現長條形的彎曲，最終成形出所需的薄壁弧形鍛件。本方法通過一系列簡單的自由鍛造操作，在保證鍛件形狀尺寸的基礎上，可獲得整體鍛態織構連續的鍛件，顯著提高了產品質量。

技術領域

本發明涉及鍛造技術領域，具體地說，是一種帶凸臺超大直徑薄壁弧形鍛件的鍛造方法及成形模具。

背景技術

弧形鍛件屬于特大型裝備鍛件，其直徑極大，外徑達11000mm，寬幅近1500mm，壁厚僅300mm，弧長高達15000mm，且帶有弧長近1000mm、壁厚500mm的全截面凸臺，形狀復雜，探傷及性能要求高，國內極少數企業能夠成功制造該鍛件。

由于弧長和直徑都極大，鍛造壓機開檔不足，傳統自由鍛企業都將弧形鍛件分為幾段，將幾塊薄板焊接到一起，組成整個的弧形鍛件，這種方法鍛造難度小，但嚴重破壞了對件整體鍛態織構的連續性，對鍛件產品質量和性能都有極大的影響。

中國專利申請：202110007388.8公開了一種異形截面弧形鍛件的成形方法及成形模具，所述異形截面弧形鍛件的成形方法，包括模內鐓粗制坯，不銹鋼鋼錠采用模內鐓粗的方式制得成形坯料；熱擠壓成形，所述成形坯料進行熱擠壓，成形出矩形截面鍛件，并將所述矩形截面鍛件取出后進行水冷，且熱擠壓比不低于4；胎模成形，將水冷后的鍛件在溫度為1030-1050℃下進行胎模成形，成形出異形截面鍛件；彎制成形，所述異形截面鍛件依次進行彎制成形及后處理后制得所述異形截面弧形鍛件。該專利采用熱擠壓成形提高了鍛件的致密性，各位置變形量及變形條件一致，熱擠壓成形后進行胎模成形，提高了材料利用率和生產效率，最大程度的保留了鍛造纖維流線，提高了鍛件力學性能。

中國專利申請：201310681435.2公開了一種大型弧形鍛坯彎曲弧度精確控制成型鍛造方法，將自由鍛造和胎模鍛巧妙的結合起來，鍛坯放在具有圓弧型凸臺的上胎膜(1)和型腔為梯形槽(4)的下胎模(2)之間，通過鍛錘帶動上胎膜(1)向下壓鍛坯(2)的彎曲點進行彎曲鍛造，當鍛坯(2)接觸梯形槽4下表面時彎曲鍛造完成；下胎模(2)所具有的梯形槽(4)短邊和長邊的高度根據鍛坯所需彎曲弧度、長度確定。通過以上所述的胎膜，實現弧形鍛件的彎曲成型；精確控制大型弧形鍛坯彎曲弧度尺寸，減少鍛造火次，提高大型鍛件的組織性能穩定性。

但是以上所述的專利方法要么方法較為繁雜、工藝成本高，要么所制得的產品質量不高。所以本發明從弧形鍛件形狀特點出發，通過設計專用工裝，開發整體成型鍛造工藝，改善鍛件鍛造流變、保證產品鍛態織構、提高鍛件產品質量，既顯著提高了材料利用率，也能保證鍛件連續的鍛態織構。關于本發明一種帶凸臺超大直徑薄壁弧形鍛件的鍛造方法及成形模具目前還未見報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種帶凸臺超大直徑薄壁弧形鍛件的鍛造方法及成形模具。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

本發明提供了一種帶凸臺超大直徑薄壁弧形鍛件的鍛造方法，包括下列步驟：

(1)制方坯階段；本階段鋼錠經2次大變形率整體鐓粗拔長后，采用上、下平砧拔長得臺階方坯；需注意的是，為便于后續變形，需對坯料棱角倒斜角，斜角角度45°為宜，H/2≥200mm(H為方坯厚度，倒角200mm是基于模擬設定的，＜200時在由扁方成形出三角形截面時，邊角容易局部變形出現拉裂，基于鍛件產品質量推算出方坯質量，同時設置了截面尺寸，所述方坯的截面尺寸2000×1000mm，長度為7000mm)，并注意控制凸臺區域和非凸臺區域方坯在長度方向上具有較高的同心度，最終得到形狀如圖2所示方坯。