CN1080151C - 铸轮静压力锻造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铸轮静压力锻造工艺。该工艺是用冷锻或热锻的方法对工件进行径向锻造和轴向锻造。大大提高了铸轮的热传导性，抗热疲劳强度、机械强度，成本率高。

Description

铸轮静压力锻造工艺

本发明涉及的是一种锻造工艺，特别涉及的是一种铸轮静压力锻造工艺。铸轮(结晶轮)是生产铜、铝杆设备—铜、铝杆连铸连轧机的铸造关键零件，它必须具有良好的热传导性、抗热疲劳强度及机械强度，特别是铜杆连铸连轧机对铸轮的质量性能要求更高。

目前，国内多家制造商均采用纯铜及铜合金材料，经离心铸造成圆环形铸件，再经车削加工成成品铸轮，由此工艺制造的铸轮其内部组织疏松，热传导性、抗热疲劳强度及机械性能差，只能勉强满足铝杆连轧机的铸锭要求(铝锭铸锭温度为750℃)而根本无法在铜杆连轧机上使用(铜锭铸造温度为1150℃)。

鉴于以上原因，本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种能提高铸辊热传导性、抗热疲劳强度、机械性能，成品合格率高的铸轮静压力铸造工艺。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明铸轮静压力锻造工艺，是用冷锻或热锻的方法对工件进行径向锻造和轴向锻造，锻造比大于1.5以上采用热锻方法，锻造比小于1.5采用冷锻方法。

本发明采用径向锻造时是将工件毛坯—铸轮铜铸造圆环放置于压力头与可转动的支承之间，具有弹性、且可左右移动的夹持器将工件夹持定位，压力头向下移动，压入工件的深度至设计深度后即向上移动离开工件，松开夹持器，支承带动工件旋转，然后将工件夹持定位，压力头再次重复动作，重复上述动作，直至工件圆周均被锻造为止，轴向锻造时是将径向锻造的工件置于压力头和下镫间，压力头向下移动，接触工件后再压入工件至设计深度时即向上移动，旋转移动工件，重复下压动作，直至工件整个厚度平面轴向受压，完成轴向锻造过程。

上述径向锻造或轴向锻造时工件每次旋转的距离小于压力头宽度。

本发明采用热锻方法对工件进行锻造时的温度至少为500℃。

本发明采用热锻方法对工件进行锻造时温度为830℃。

凡具有可上、下(卧式为左、右)移动压力头(锻头)，并具有能使铜、铜合金(铜含量99％以上)变形的压力(锻造)设备均可用于本发明。

与已有的锻造工艺相比，本发明锻造工艺具有如下优点：

1，提高热传导性：

环形铸件在高压力作用下，其内部组织可获得更高的质密度(相对比重提高)，大大提高了热传导性。

2，提高抗热疲劳强度：

对环形铸件分别进行轴、径向(厚度、直径)施加均布载荷，使其内部在变形过程中，均匀一致，避免应力集中，提高了抗热疲劳强度。

3，提高机械强度：

锻造截面积变形量大，可将直径0.8米铸件锻至直径2米以上，延伸率大，提高了机械强度。

4，成品率高：

被锻工件的变形量，预先经计算，对压力机的压下距离的准确预置，以确保工件的最终尺寸。

下面介绍本发明的实施例：

图1为径向锻造工艺示意图。

图2为轴向锻造工艺示意图。

实施例1：

锻造成品外径φ2220毫米，内径φ2050毫米，厚度为140毫米。

其锻造工艺如下：

1，将工件—铜铸造圆环毛坯车削后其外径为φ1140毫米，内径φ642毫米，厚度165毫米。

2，径向锻造：

将经车削后的工件1加热至锻造温度830℃，放置于如图1所示的压力头2和支承芯棒3之间，具有弹性，且可左右移动的夹持器4将工件1夹持定位，压力头2向下移动，当接触工件时，工件受压力向下变形，压力头压入工件的深度为预先计算预置的深度(每次下移的距离、深度相同，并由压力设备自动控制)，当压力头第一次下压到位后即向上移动至原设定位置，此时松开夹持器，支承芯棒带动工件作旋转运动，工件旋转距离(即旋转角度弦长)略小于压力头之宽度L，然后夹持器将工件夹持定位，压力头再重复第一次动作……如此重复上述动作，直至工件圆周被锻造为止。此时工件外径φ1884毫米，内径φ1522毫米，厚度基本不变。

3，轴向锻造：

经过径向锻造的工件，余热(视其锻造设备自动化程度、锻造时间的长短而定)一般在400～500℃间，将其立即放入加热炉中再加热至830℃，将加热至锻造温度的工件放置于如图2所示的压力头5及下镫6之间，压力头向下移动，接触工件后再压入工件(下压深度事先经计算而预置)，到达下压预置位置时即向上移动至预置位置，旋转工件一个距离(此距离小于压力头宽度)，然后压力头重复第一次下降时的动作，工件重复上述同样动作……如此重复上述动作，直至工件整个厚度全部受压，完成轴向锻造全过程。此时工件外径φ2220毫米，内径φ2050毫米，设定压力设备的压入量为25毫米。

实施例2：

静压冷锻造工艺，适用于锻造比小于1.5以下工件，工件塑性较好，而且受压截面积较小，不加热，直接分别按径、轴向锻造程序锻造：

1，将铸造铜圆环毛坯经车削(拔黑皮)加工至外圆直径φ1140毫米，内径φ946毫米，厚度为100毫米，即为冷锻前的工件尺寸；

2，将锻造工件在常温下直接放置于如图1的位置，按实施例1中的径向锻造操作程序，将工件外径锻至φ1270毫米，内径φ1096毫米，厚度100毫米基本不变；

3，再将工件放置于图2所示的位置，按轴向锻造操作程序使其厚度至90毫米，即获得外径φ1410毫米，内径φ1240毫米，厚度为90毫米的锻造成品。

Claims (5)

1，铸轮静压力锻造工艺，其特征在于所述的锻造工艺是用冷锻或热锻的方法对工件进行径向锻造和轴向锻造。

2，根据权利要求1所述的铸轮静压力锻造工艺，其特征在于径向锻造时是将工件毛坯—铸轮铜铸造圆环放置于压力头与可转动的支承之间，具有弹性、且可左右移动的夹持器将工件夹持定位，压力头向下移动，压入工件的深度至设计深度后即向上移动离开工件，松开夹持器，支承带动工件旋转，然后将工件夹持定位，压力头再次重复动作，重复上述动作，直至工件圆周均被锻造为止，轴向锻造时是将经径向锻造的工件置于压力头和下镫间，压力头向下移动，接触工件后再压入工件至设计深度时即向上移动，旋转移动工件，重复下压动作，直至工件整个厚度平面轴向受压，完成轴向锻造过程。

3，根据权利要求2所述的铸轮静压力锻造工艺，其特征在于径向锻造或轴向锻造时工件每次旋转的距离小于压力头宽度。

4，根据权利要求1或2或3所述的铸轮静压力锻造工艺，其特征在于采用热锻方法对工件进行锻造时的温度至少为500℃。

5，根据权利要求4所述的铸轮静压力锻造工艺，其特征在于采用热锻方法对工件进行锻造时温度为830℃。

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