專利名稱：發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鍛造領(lǐng)域，是一種針對熱塑性差的合金鋼材料的鍛造技術(shù)，這些材料包括1Mn18Cr18N、Cr12、高碳高合金鋼等，進一步講是對作為發(fā)電機護環(huán)的合金材料——1Mn18Cr18N鋼的熱鍛技術(shù)。
背景技術(shù)：
1Mn18Cr18N發(fā)電機護環(huán)在生產(chǎn)過程中執(zhí)行JB/T7030-2002標準。1Mn18Cr18N又稱雙十八鋼、護環(huán)鋼，因這種材料具有很高的抗應(yīng)力腐蝕性能，逐漸被用于發(fā)電機護環(huán)的制作。
目前，該護環(huán)的制造是采用電渣重熔錠。首先，鋼錠坯料必須經(jīng)過熱鍛，該工序是在水壓機上完成。采用常規(guī)的鍛造方法是下料—鐓粗—沖孔—預(yù)擴孔—馬杠拔長—略擴孔—平整。然而該工藝很難達到預(yù)定目的，主要難點是該材料熱塑性特別差，經(jīng)水壓機一壓就開始出現(xiàn)裂紋，隨著進一步的變形，裂紋迅速發(fā)展，這樣就必須冷卻下來進行電弧氣刨，反復(fù)數(shù)次，層層剝皮，清除裂紋。由此使坯料體積減少了，只能做小于原先設(shè)定級數(shù)的護環(huán)，浪費了大量人力物力，而且成品率極低，成品成本高，嚴重阻礙了1Mn18Cr18N作為發(fā)電機護環(huán)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對熱塑性特別差(即可鍛性差)的材質(zhì)而提出的鍛造方法，如1Mn18Cr18N、Cr12、高碳高合金鋼等的熱鍛。本發(fā)明主要解決這些材質(zhì)在熱鍛過程中出現(xiàn)裂紋，從而導(dǎo)致坯料損耗、成品率低、產(chǎn)品成本高等問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)，其特征在于低塑性的鋼錠熱鍛前，在其表面澆注一層高塑性碳素鋼包裹層，使坯料在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形，提高坯料塑性，防止裂紋產(chǎn)生，熱鍛后再將鋼錠上的包裹料去掉。
包裹后的鋼錠加熱到1200℃±10℃保溫出爐，在水壓機上鍛造。
所述鋼錠加熱后鍛造前迅速將所述包裹層水冷卻至900～1000℃。
所述鋼錠為空心鋼錠，包裹料澆注在空心鋼錠的外表面和內(nèi)孔，熱鍛成型后在漏盤上漏掉內(nèi)孔中的包裹料，然后冷卻再去掉外層包裹料，得到所需護環(huán)熱鍛毛坯。
所述鋼錠為實心鋼錠，包裹料澆注在實心鋼錠的外表面，加熱出爐后進行熱鍛，冷卻后再去掉外層包裹料，得到所需護環(huán)熱鍛毛坯。
所述包裹層高塑性碳素鋼選用普通45鋼。
所述包裹層厚度為60mm。
本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明采用熱鍛前在鋼錠上包裹高塑性碳素鋼的方法，解決了現(xiàn)有1Mn18Cr18N護環(huán)鋼熱鍛工藝中水壓機直接壓鋼錠而出現(xiàn)裂紋的問題。低塑性的鋼錠包裹在一層高塑性的普通碳素鋼內(nèi)，使鍛坯在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形，從而提高了鍛坯的塑性；另外1Mn18Cr18N這種材質(zhì)鍛造溫度范圍窄(1200℃～900℃)，由于有了外包裹層，鍛坯冷卻速度慢(特別是棱角處)，這樣也提高了塑性，防止裂紋產(chǎn)生。由于在熱鍛過程中增強了塑性，防止了裂紋產(chǎn)生，進而避免了因反復(fù)清除裂紋而減少坯料體積，節(jié)約了材料，降低了生產(chǎn)成本，提高了成品率，推動了1Mn18Cr18N作為發(fā)電機護環(huán)這一技術(shù)的發(fā)展。


圖1為護環(huán)鍛件2為澆注包裹層示意3水壓機滾鍛鋼錠外園(拔長)示意4為漏掉空心鋼錠內(nèi)孔包裹料的示意圖具體實施方式
本發(fā)明的創(chuàng)新點在于把低塑性的材質(zhì)外包裹一層高塑性的普通碳素鋼來進行熱鍛，由此提高了1Mn18Cr18N護環(huán)的塑性，防止裂紋產(chǎn)生。由于此鍛造技術(shù)涉及到電渣重熔的煉鋼技術(shù)問題，故以下分兩種方案來選擇性實施。即供料為空心鋼錠和實心鋼錠。其工藝有所區(qū)別，針對上述兩種方案給出以下兩個實施例實施例1一、鋼錠在電渣重熔時就作成與熱鍛毛坯尺寸略大的空心鋼錠1，如圖1所示。經(jīng)立車剝皮加工后正好是熱鍛毛坯尺寸。剝皮加工主要目的是去掉鋼錠表面和內(nèi)孔的裂紋、重皮等缺陷。如果空心鋼錠表面質(zhì)量符合要求，可省掉該步驟，也可用砂輪清除表面缺陷。
二、在空心鋼錠1表面和內(nèi)孔澆注一層高塑性普通碳素鋼(45鋼，或類似其他碳素鋼)的包裹層2，如圖2所示。厚度可采用60mm左右(可根據(jù)生產(chǎn)過程中靈活掌握)各邊均勻，并測量外徑Φ3和高度H2。
三、將包裹好的鋼錠加熱至1200℃，經(jīng)保溫出爐，坯料3放在水壓機上，立即用兩支噴水管將外徑包裹層冷卻至900～1000℃(其目的在于提高外表包裹層的變形抗力，使其略大于內(nèi)部坯料的變形抗力，使整個鍛造過程包裹層都緊緊箍在鋼錠上，起到提高塑性的目的)開始鍛造，在水壓機上拉動走臺，滾鍛外園(即拔長)如圖3所示，控制高徑比在2.5左右；鐓粗，高度＝外徑。這樣拔長鐓粗反復(fù)2～3遍(反復(fù)次數(shù)以達到鍛比為準)最后一次使鍛件外形尺寸達到鍛造前包裹鋼錠外形尺寸，即Φ3和H2。
四、在漏盤4上漏掉內(nèi)孔包裹料(如圖4所示)，鍛造完畢。鍛件空冷或水冷。在粗加工時將外包裹料用立車車去(或用氣割、電弧氣刨)最后得到所需要的護環(huán)熱鍛毛坯。
實施例2如果電渣重熔作成空心鋼錠有困難，可采用以下方案；一、對實心鋼錠進行表面處理——剝皮、去掉缺陷，同時去掉鋼錠上下端部(下料)。
二、將下的料用澆注法把坯料包裹在一層等厚度的高塑性普通碳素鋼(45鋼，或類似其他碳素鋼)內(nèi)，厚度S≈60mm，方法同空心錠。
三、將包裹的坯料加熱至鍛造溫度1200℃，出爐，吊放在水壓機上用兩支噴水管分別冷卻兩端面包裹層至900～1000℃。然后進行鐓粗——沖孔——預(yù)擴孔——馬杠當芯棒拔長——略擴孔抽出馬杠——平整端部出成品(這些鍛造工藝參數(shù)與常規(guī)鍛造相同)。尺寸控制內(nèi)孔無包裹料，直接測量達到鍛件內(nèi)孔尺寸；高度鍛件高度加上兩倍包裹厚度(上下端面)，多余料留在外徑(無須控制)，成品空冷或水冷，在立車上將外包裹削去(或用氣割、電弧氣刨)，得到所需要的護環(huán)熱鍛毛坯。
本發(fā)明所稱1Mn18Cr18N鋼的技術(shù)標準見JB/T7030-2002標準。
本發(fā)明采用的包裹鍛造法的宗旨是低塑性的鋼錠包裹在一層高塑性的普通碳素鋼內(nèi)，使鍛坯在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形，從而提高了鍛坯的塑性；另外1Mn18Cr18N這種材質(zhì)鍛造溫度范圍窄(1200℃～900℃)，由于有了外包裹層，坯料冷卻速度慢(特別是棱角處)，這樣也提高了塑性，防止裂紋產(chǎn)生。
本發(fā)明不僅適用于作為發(fā)電機護環(huán)的1Mn18Cr18N鋼的熱鍛，也適用于其他熱塑性差，而又比較貴重的合金材料的熱鍛，如Cr12、高碳高合金鋼等。
權(quán)利要求
1.發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)，其特征在于低塑性的鋼錠熱鍛前，在其表面澆注一層高塑性碳素鋼包裹層，使坯料在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形，提高坯料塑性，防止裂紋產(chǎn)生，熱鍛后再將鋼錠上的包裹料去掉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)，其特征在于包裹后的鋼錠加熱到1200℃±10℃保溫出爐，在水壓機上鍛造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)，其特征在于所述坯料加熱后鍛造前將所述包裹層迅速水冷卻至900～1000℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)，其特征在于所述鋼錠為空心鋼錠，包裹料澆注在空心鋼錠的外表面和內(nèi)孔，熱鍛后在漏盤上漏掉內(nèi)孔中的包裹料，然后冷卻再去掉外層包裹料，得到所需護環(huán)熱鍛毛坯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)，其特征在于所述鋼錠為實心鋼錠，包裹料澆注在實心鋼錠的外表面，加熱出爐后進行熱鍛，冷卻后再去掉外層包裹料，得到所需護環(huán)熱鍛毛坯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)，其特征在于所述包裹層高塑性碳素鋼選用45鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機護環(huán)鋼熱鍛技術(shù)，其特征在于包裹層厚度為60mm。
全文摘要
本發(fā)明公開的是發(fā)電機護環(huán)鋼的熱鍛技術(shù)，旨在解決現(xiàn)有工藝中鋼錠開裂的問題。本發(fā)明采用的方法是在鋼錠熱鍛前，在其表面澆注一層高塑性碳素鋼包裹層，經(jīng)加熱、拔長、鐓粗熱鍛工序后再將鋼錠上的包裹料去掉，以獲得所需護環(huán)熱鍛毛坯。采用本發(fā)明，低塑性的鋼錠包裹在一層高塑性的普通碳素鋼內(nèi)，使鍛坯在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形，從而提高了鍛坯的塑性，防止裂紋產(chǎn)生。由于在熱鍛過程中增強了塑性，防止了裂紋產(chǎn)生，進而避免了因反復(fù)清除裂紋而減少坯料體積，節(jié)約了材料，降低了生產(chǎn)成本，提高了成品率，推動了1Mn18Cr18N作為發(fā)電機護環(huán)這一技術(shù)的發(fā)展。
文檔編號B21J5/00GK1613570SQ200410040478
公開日2005年5月11日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者馮發(fā)明, 馮劍 申請人:馮發(fā)明