CN103480784B - 一种离心机用转鼓锻件制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离心机用转鼓锻件的制造方法，主要包括以下步骤：（1）下料、加热；（2）镦粗、铆镦；（3）加热、冲孔；（4）加热、分料、扩孔；（5）加热、马架扩孔、加热、马架成形；（6）固溶热处理、成形、机加。本发明在锻制环坯时不再锻制简单的矩形坯，而是锻制与锻件最终形状更为贴近的异形坯，使锻件各部分的变形量相对均匀，避免材质内部产生过大的内应力，从而避免了裂纹和孔洞的产生，再配以合理的转鼓锻件制造方法，有效的解决了1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢塑性差，所制离心机转股铸件容易变形、产生裂纹和孔洞的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心机用转鼓锻件的制造方法。
背景技术
1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢是一种双相不锈钢，在加热时在700～900℃中温区易析出脆性相б相，导致加热时开裂且因该材料导热率低，在低温时预热阶段要求加热炉能在650℃下保温性能高，且缓慢加热，否则会造成加热时坯料表面温度及芯部温度应力大，导致裂纹。1.4462中的铁素体含量约45%，铁素体及奥氏体塑性协调性差，导致该材料抗力大。离心分离机的关键部件——转鼓件(包括转鼓体、转鼓盖、转鼓锁紧环等)的工作条件是高速回转，因此要求其材料具有较高的综合力学性能。如果高速离心机的不锈钢转鼓体材料的力学性能不好,则在使用过程中会突然发生脆性断。按照传统的生产工艺，离心机用转鼓锻件往往采用1.4462双相钢矩形环坯进行生产。但由于1.4462双相钢塑性极差、容易变形，也容易产生裂纹和纹孔，对离心机用转股锻件的品质和使用产生了不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离心机用转鼓锻件的制造方法，解决了现有技术中以1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢制造离心机用转鼓锻件容易产生裂纹和纹孔的问题。
一种离心机用转鼓锻件的制造方法，其特征在于：在锻制环坯时，锻制异形坯，主要包括以下步骤：
（1）下料、加热：
将1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢坯料加热到395～405℃保温115～125min，再升温至595～605℃保温235～245min，再升温至1155～1165℃保温345～355min；
（2）镦粗、铆镦：
镦粗使之变形30%～50%后进行铆镦，使外径稍带鼓度，终锻温度≥980℃，镦粗后将坯料以一定斜度放置于上、下砧，使坯料两端面的外圆棱角与上下砧相接触，对棱角部位进行变形，消除变形死区，同时使坯料最终形成鼓状；
（3）加热、冲孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温215～225min，用冲头进行冲孔至内径为外径的40%～50%，胀孔至内径为外径的50%～60%，终锻温度≥980℃；
（4）加热、分料、扩孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温115～125min，用分料马杠对坯料内孔进行分料，并扩孔至内径为外径的80%～90%，终锻温度≥980℃；
（5）加热、马架扩孔、加热、马架成形：
加热到1160℃趁热回炉，保温115～125min，用扩孔马杠和工装进行马架扩孔，马架扩孔至内径为外径的90%～95%；终锻温度≥980℃，再加热到1160℃趁热回炉，保温95～105min，使用成形马杠和工装进行马架最终扩孔和成形，终锻温度≥980℃；
（6）固溶热处理、成形、机加：
1050℃保温335～345min进行固溶热处理，水冷，以自由锻方式进行成形，成形时马架扩孔过程中机械手操作适当，使用长刀杆进行机加。
所述步骤（1）中将坯料加热到400℃保温120min，再升温至600℃保温240min，再升温至1160℃保温350min。
所述步骤（3）中保温时间为220min。
所述步骤（4）中保温时间为120min。
所述步骤（5）是加热到1160℃趁热回炉，保温120min，用扩孔马杠和工装进行马架扩孔，马架扩孔至内径为外径的93%；终锻温度≥980℃，再加热到1160℃趁热回炉，保温100min，使用成形马杠和工装进行马架最终扩孔和成形，终锻温度≥980℃。
所述步骤（6）中保温时间为340min。
本发明的有益效果：在锻制环坯时不再锻制简单的矩形坯，而是锻制与锻件最终形状更为贴近的异形坯。在最初锻坯的阶段，因为坯料的截面尺寸较大，坯料的温降会比较低，此时能够更有把握在较高的温度下锻制环坯而不产生过多的裂纹。在随后的环轧过程中，因为坯料的外形与最终锻件的外形相对较为接近，所以各部分的变形量也相对均匀，避免材质内部产生过大的内应力，从而避免了裂纹和孔洞的产生，再配以合理的转鼓锻件制造方法，有效的解决了1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢塑性差，所制的离心机转股铸件容易变形、产生裂纹和孔洞的难题。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明中分料扩孔用的分料马杠；
图3为本发明中马架扩孔用的扩孔马杠；
图4为本发明中马架扩孔用的工装；
图5为本发明中马架成型用的成形马杠；
图6为本发明中最终扩孔成的外形。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，但并不构成对本发明保护范围的限定。
1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢的化学成分为：C≤0.03、si=1.3～2.0、Mn=1.3～2.00、P≤0.035、S≤0.030、Ni=4.50～5.50、Cr=18.00～19.50、Mo=2.5～3.0、N=0.05～0.12。
如图1所示，本发明流程包括将1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢坯料下料、加热，镦粗、铆镦，加热、冲孔，加热、分料、扩孔，加热、马架扩孔、加热、马架成形，固溶热处理、成形、机加。下面以规格为Ф500×1020的1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢坯料来详细描述本发明提供的制造方法。
（1）下料、加热：
将规格为Ф500×1020的1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢坯料倒圆角R30，加热到400℃，保温120min，再升温至600℃保温240min，接着升温至1160℃保温350min；
（2）镦粗、铆镦：
镦粗至H=562mm后进行铆镦，使外径稍带鼓度；终锻温度≥980℃，镦粗后，将坯料以一定斜度放置于上下砧，使坯料两端面的外圆棱角与上下砧相接触，对棱角部位进行变形，消除变形死区，同时使坯料最终形成鼓状；
（3）加热、冲孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温220min，使用Ф200mm的冲头进行冲孔，胀孔至Ф280mm；终锻温度≥980℃；
（4）加热、分料、扩孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温120min，用图2所示的分料马杠对坯料内孔进行分料，并扩孔至Ф300mm，终锻温度≥980℃；
（5）加热、马架扩孔、加热、马架成形：
加热到1160℃趁热回炉，保温120min，用图3所示的扩孔马杠和图4所示的工装进行马架扩孔，马架扩孔至Ф550mm；终锻温度≥980 ℃，1160℃趁热回炉，保温100min，使用图5所示的成形马杠，以及图4所示的工装进行马架最终扩孔和成形，最终外形如图6，终锻温度≥980℃；
（6）固溶热处理、成形、机加：
以1050℃保温340min，水冷，该件为异形件，沿径向截面面积变化大，若制坯时分料不准确，锻件将彻底失败，且以自由锻方式进行成形，锻件大小头尺寸不一定协调到位，成形时马架扩孔过程中机械手操作不当，将导致内径呈锯齿状、折叠等缺陷，导致材料在内径上积留、内径上有伤，导致外径缺肉，由于粗加工形状在内径上凹槽较深，机加时必须使用长刀杆。
通过引用GB/T10901-2005《离心机性能测试方法》、JB/T9095《离心机、分离机锻焊件常规无损检测》等标准，经检测，采用本发明方法所制造的离心机用转鼓锻件，符合JB/T10411-2004《离心机、分离机奥氏体钢锻件超声检测及质量评级》和GB/T285695-2012《离心机转鼓强度计算规范》中规定的相关标准；其不易变形，不易产生裂纹和孔洞，且综合性能优于现有技术中采用1.4462双相钢矩形环坯生产的转鼓锻件。本发明所述的一种离心机用转鼓锻件的制造方法，符合JB8525-1997《离心机安全要求》中的相关规定。采用本发明所制离心机用转鼓锻件生产的离心机，其安全性能符合JB8525-1997《离心机安全要求》中的相关规定标准。
实施例1
（1）下料、加热：
将1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢坯料加热到395℃保温115min，再升温至595℃保温235min，再升温至1155℃保温345min；
（2）镦粗、铆镦：
镦粗使之变形30%后进行铆镦，使外径稍带鼓度，终锻温度≥980 ℃，镦粗后将坯料以一定斜度放置于上、下砧，使坯料两端面的外圆棱角与上下砧相接触，对棱角部位进行变形，消除变形死区，同时使坯料最终形成鼓状；
（3）加热、冲孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温215min，用冲头进行冲孔至内径为外径的40%，胀孔至内径为外径的50%，终锻温度≥980℃；
（4）加热、分料、扩孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温115，用分料马杠对坯料内孔进行分料，并扩孔至内径为外径的80%，终锻温度≥980℃；
（5）加热、马架扩孔、加热、马架成形：
加热到1160℃趁热回炉，保温115，用扩孔马杠和工装进行马架扩孔，马架扩孔至内径为外径的90%；终锻温度≥980℃，再加热到1160℃趁热回炉，保温95，使用成形马杠和工装进行马架最终扩孔和成形，终锻温度≥980℃；
（6）固溶热处理、成形、机加：
以1050℃保温335min进行固溶热处理，水冷，以自由锻方式进行成形，成形时马架扩孔过程中机械手操作适当，使用长刀杆进行机加。
实施例2
（1）下料、加热：
将1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢坯料加热到405℃保温125min，再升温至605℃保温245min，再升温至1165℃保温355min；
（2）镦粗、铆镦：
镦粗使之变形50%后进行铆镦，使外径稍带鼓度，终锻温度≥980℃，镦粗后将坯料以一定斜度放置于上、下砧，使坯料两端面的外圆棱角与上下砧相接触，对棱角部位进行变形，消除变形死区，同时使坯料最终形成鼓状；
（3）加热、冲孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温225min，用冲头进行冲孔至内径为外径的50%，胀孔至内径为外径的60%，终锻温度≥980℃；
（4）加热、分料、扩孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温125min，用分料马杠对坯料内孔进行分料，并扩孔至内径为外径的90%，终锻温度≥980℃；
（5）加热、马架扩孔、加热、马架成形：
加热到1160℃趁热回炉，保温125min，用扩孔马杠和工装进行马架扩孔，马架扩孔至内径为外径的95%；终锻温度≥980℃，再加热到1160℃趁热回炉，保温105min，使用成形马杠和工装进行马架最终扩孔和成形，终锻温度≥980℃；
（6）固溶热处理、成形、机加：
以1050℃保温345min进行固溶热处理，水冷，以自由锻方式进行成形，成形时马架扩孔过程中机械手操作适当，使用长刀杆进行机加。
实施例3
（1）下料、加热：
将1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢坯料加热到400℃保温120min，再升温至600℃保温240min，再升温至1160℃保温350min；
（2）镦粗、铆镦：
镦粗使之变形40%后进行铆镦，使外径稍带鼓度，终锻温度≥980℃，镦粗后将坯料以一定斜度放置于上、下砧，使坯料两端面的外圆棱角与上下砧相接触，对棱角部位进行变形，消除变形死区，同时使坯料最终形成鼓状；
（3）加热、冲孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温220min，用冲头进行冲孔至内径为外径的45%，胀孔至内径为外径的55%，终锻温度≥980℃；
（4）加热、分料、扩孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温120min，用分料马杠对坯料内孔进行分料，并扩孔至内径为外径的85%，终锻温度≥980℃；
（5）加热、马架扩孔、加热、马架成形：
加热到1160℃趁热回炉，保温120min，用扩孔马杠和工装进行马架扩孔，马架扩孔至内径为外径的92.5%；终锻温度≥980℃，再加热到1160℃趁热回炉，保温100min，使用成形马杠和工装进行马架最终扩孔和成形，终锻温度≥980℃；
（6）固溶热处理、成形、机加：
以1050℃保温340min进行固溶热处理，水冷，以自由锻方式进行成形，成形时马架扩孔过程中机械手操作适当，使用长刀杆进行机加。
Claims (6)
1.一种离心机用转鼓锻件的制造方法，其特征在于：在锻制环坯时，锻制异形坯，主要包括以下步骤：
（1）下料、加热：
将1.4462奥氏体-铁素体型不锈钢坯料加热到395～405℃保温115～125min，再升温至595～605℃保温235～245min，再升温至1155～1165℃保温345～355min；
（2）镦粗、铆镦：
镦粗使之变形30%～50%后进行铆镦，使外径稍带鼓度，终锻温度≥980℃，镦粗后将坯料以一定斜度放置于上、下砧，使坯料两端面的外圆棱角与上下砧相接触，对棱角部位进行变形，消除变形死区，同时使坯料最终形成鼓状；
（3）加热、冲孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温215～225min，用冲头进行冲孔至内径为外径的40%～50%，胀孔至内径为外径的50%～60%，终锻温度≥980℃；
（4）加热、分料、扩孔：
加热到1160℃趁热回炉，保温115～125min，用分料马杠对坯料内孔进行分料，并扩孔至内径为外径的80%～90%，终锻温度≥980℃；
（5）加热、马架扩孔、加热、马架成形：
加热到1160℃趁热回炉，保温115～125min，用扩孔马杠和工装进行马架扩孔，马架扩孔至内径为外径的90%～95%；终锻温度≥980℃，再加热到1160℃趁热回炉，保温95～105min，使用成形马杠和工装进行马架最终扩孔和成形，终锻温度≥980℃；
（6）固溶热处理、成形、机加：
1050℃保温335～345min进行固溶热处理，水冷，以自由锻方式进行成形，成形时马架扩孔过程中机械手操作适当，使用长刀杆进行机加。
2.根据权利要求1所述的一种离心机用转鼓锻件的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中将坯料加热到400℃保温120min，再升温至600℃保温240min，再升温至1160℃保温350min。
3.根据权利要求1～2任一所述的一种离心机用转鼓锻件的制造方法，其特征在于：所述步骤（3）中保温时间为220min。
4.根据权利要求3所述的一种离心机用转鼓锻件的制造方法，其特征在于：所述步骤（4）中保温时间为120min。
5.根据权利要求1所述的一种离心机用转鼓锻件的制造方法，其特征在于：所述步骤（5）是加热到1160℃趁热回炉，保温120min，用扩孔马杠和工装进行马架扩孔，马架扩孔至内径为外径的93%；终锻温度≥980℃，再加热到1160℃趁热回炉，保温100min，使用成形马杠和工装进行马架最终扩孔和成形，终锻温度≥980℃。
6.根据权利要求1所述的一种离心机用转鼓锻件的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）中保温时间为340min。
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