CN104148396A - 一种芯辊及大型内台阶截面环件的轧制成形方法 - Google Patents

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叶俊青
吴涛
杨晋
苏海
徐东
葛波
李玉凤
陈琪
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Abstract

本发明公开了一种芯辊及大型内台阶截面环件的轧制成形方法，包括一种芯辊，是由芯辊轴和组合凹槽组成。该芯辊可以将芯辊轴和组合凹槽分开，当芯辊被磨损需要更换时，可以只换组合凹槽，节省了大量的模具材料。本发明还包括了一种使用该芯辊成形大型内台阶截面环件的轧制成形方法，其步骤为：将圆柱形坯料下成长度为L＝(2～5)[B+(0.03～0.05)Bs]的料段，坯料的直径根据体积相等原则确定；并在850℃～1130℃内对其进行镦粗、冲孔，再装入安装有上述芯辊的环轧机中轧制成形；锻后的大型内台阶截面环件采用正火+回火的方式进行热处理。该方法能够使内台阶完全填满，并具有良好的耐磨性和力学性能。本发明适合用于生产大型风力发电轴承环锻件。

Description

一种芯辊及大型内台阶截面环件的轧制成形方法
技术领域
本发明涉及了一种芯辊及环件的轧制成形方法，特别是涉及了一种芯辊及大型内台阶截面环件的轧制成形方法。
背景技术
内台阶截面环件是指环件的内径表面上存在凸台的异形截面环件，一般作为轴承环用于风力发电等领域。这类环件因长期处于高载荷的旋转环境下，必须要求具备很强的耐磨性、良好的力学性能，所以一般采用环轧机轧制而成。
大型内台阶截面环件属于内凸异形环件，外径尺寸大、壁厚大、轧制变形量大，但是最大壁厚和最小壁厚相差却是不大，一般直接采用矩形坯料成形。但是矩形坯料成形为内台阶截面环件时，在内台阶处会产生突变，此处环坯与芯辊的接触为点/线接触，这对芯辊的磨损很大，因此需要经常更换芯辊，导致模具材料浪费严重，且要重新制作芯辊，延长了生产周期，不利于批量生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种组合芯辊，来实现大型内台阶截面环件的轧制成形方法。
为解决上述技术问题，本发明所述一种芯辊及大型内台阶截面环件的轧制成形方法，其技术方案为：
所述一种芯辊，其特征在于，包括芯辊轴和组合凹槽。
进一步的，所述芯辊轴和组合凹槽采用燕尾槽连接。
所述大型内台阶截面环件的轧制成形方法，其步骤为：
(1)将芯辊轴和组合凹槽沿燕尾槽组合成芯辊，并将其安装在环轧机上，调试好环轧机参数，备用。
(2)将圆柱形坯料下成长度为L＝(2～5)[B+(0.03～0.05)Bs]的料段，B为大型内台阶截面环件的高度，Bs为内台阶的高度，坯料的直径可以根据大型内台阶截面环件的体积和坯料体积相等的条件确定。
(3)将坯料加热至1100～1150℃进行奥氏体化，并在850℃～1130℃内对其进行镦粗、冲孔。再装入步骤(1)所述的环轧机中轧制成形。
(4)锻后的大型内台阶截面环件采用正火+回火的方式进行热处理。先将大型内台阶截面环件加热到780～800℃保温80～100分钟，在升温至930～950℃保温100～120分钟，空冷至室温；在将大型内台阶截面环件加热至240～280℃保温480～540分钟，空冷至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明所述的一种芯辊及大型内台阶截面环件的轧制成形方法，涉及了一种芯辊，该芯辊由通用的芯辊轴和专用的组合凹槽组成，轧制过程中，由于组合凹槽与坯料为点/线接触而被磨损严重需要更换芯辊，或者是环件内台阶的形状和尺寸发生改变而需要更换芯辊时，可以通过仅更换组合凹槽来代替整个芯辊，当节省了大量的模具材料，和机加工时，缩短了加工周期，提高了生产效率。
采用将圆柱形坯料下成长度为L＝(2～5)[B+(0.03～0.05)Bs]的料段，能够在成形内台阶时，更加容易填满，而不会出现缺肉、折叠等现象。坯料在1100～1150℃温度下保温，使合金中合金元素、碳化物、氮化物等完全溶入奥氏体晶粒中，防止它们在晶界上集聚，在后续锻造过程中析出，减弱其力学性能。在850℃～1130℃内锻造，能够获得均匀细小的组织，提高大型内台阶截面环件的力学性能。采用正火+低温回火的方式以获得足够的硬度，提高大型内台阶截面环件的耐磨性，延长期使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是芯辊的结构示意图；
图2是图1的A-A面剖视图。
具体实施方式
本发明所述一种芯辊及大型内台阶截面环件的轧制成形方法的具体实施方式如下：
本发明所述一种芯辊，是由芯辊轴和组合凹槽组成，并通过燕尾槽自由连接。
本发明所述大型内台阶截面环件的轧制成形方法，其步骤如下：
(1)将芯辊轴和组合凹槽沿燕尾槽组合成芯辊，并将其安装在环轧机上，调试好环轧机参数，备用。
(2)下料。选用G20Cr2Ni4轴承钢，其主要化学元素含量(重量百分比)为：含C量0.17％～0.23％、含Mn量0.30％～0.60％、含Si量0.15％～0.40％、含S量≤0.030％、含P量≤0.030％、含Cr量1.25％～1.75％、含Ni量3.25％～3.75％、含Cu量≤0.25、余量为Fe。
将圆柱形G20Cr2Ni4轴承钢坯料下成长度为L＝4[B+0.04Bs]的料段，B为大型内台阶截面环件的高度，Bs为内台阶的高度，坯料的直径可以根据大型内台阶截面环件的体积和坯料体积相等的条件确定为Φ600mm。
(3)将坯料加热至1120℃进行奥氏体化，并在850℃～1130℃内对其进行镦粗、冲孔。再装入步骤(1)所述的环轧机中轧制成形。
(4)锻后的大型内台阶截面环件采用正火+回火的方式进行热处理。先将大型内台阶截面环件加热到780℃保温80分钟，在升温至940℃保温100分钟，空冷至室温；在将大型内台阶截面环件加热至260℃保温520分钟，空冷至室温。

Claims (4)

1.一种芯辊，其特征在于，包括芯辊轴和组合凹槽。
2.根据权利要求1所述一种芯辊，其特征在于，所述芯辊轴和组合凹槽采用燕尾槽连接。
3.一种利用权利要求1所述芯辊成形大型内台阶截面环件的轧制成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将芯辊轴和组合凹槽沿燕尾槽组合成芯辊，并将其安装在环轧机上，调试好环轧机参数，备用。
(2)将圆柱形坯料下成长度为L＝(2～5)[B+(0.03～0.05)Bs]的料段，B为大型内台阶截面环件的高度，Bs为内台阶的高度，坯料的直径可以根据大型内台阶截面环件的体积和坯料体积相等的条件确定。
(3)将坯料加热至1100～1150℃进行奥氏体化，并在850℃～1130℃内对其进行镦粗、冲孔。再装入步骤(1)所述的环轧机种轧制成形。
(4)锻后的大型内台阶截面环件采用正火+回火的方式进行热处理。先将大型内台阶截面环件加热到780～800℃保温80～100分钟，在升温至930～950℃保温100～120分钟，空冷至室温；在将大型内台阶截面环件加热至240～280℃保温480～540分钟，空冷至室温。
4.根据权利要求3所述利用权利要求1所述芯辊成形大型内台阶截面环件的轧制成形方法，其特征在于，所述步骤(2)中坯料的长度为L＝4[B+0.04Bs]。
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