CN109706388A - 用32Mn1钢锻造大型液压机锤心锻件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用32Mn1钢锻造大型液压机锤心锻件的方法，红送32Mn1钢锭氧割钢锭锭尾；压Φ800mm‑Φ900mm钳把，去除冒口余料，戴帽镦粗，拔长成形，平整端面；进行正火处理，正火处理分三个阶段：550℃～600℃保温3小时，630℃～670℃保温3小时；850℃～910℃保温6小时，后空冷到350℃～400℃；进行回火处理，600℃～670℃，保温8.5小时；然后炉冷，低于400℃出炉，摸底探伤合格后，锻件本体现场检测硬度，得32Mn1大型液压机锤心材料。本发明通过调整C、Mn元素成分量，合理热处理方式，使锻件能达到锤心锻件的技术要求。本发明节省了贵重合金的用量，有效降低了生产成本。

Description

用32Mn1钢锻造大型液压机锤心锻件的方法

技术领域

本发明涉及一种用32Mn1钢锻造大型液压机锤心锻件的方法。

背景技术

随着造船、石油化工、机械、冶金工业等行业设备继续向大型化方向发展，大型锻件的需求越来越多。锤心作为大型液压机的重要零部件，需求也越来越多。

锤心，又称锤头，主要是用于大型液压机。以往锤心采用《锻件用结构钢牌号和力学性能(GB/T 17107-1997)》中20MnMo或20MnMoNb锻件，20MnMo的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.17％～0.23％，Mn：0.90％～1.30％，Si：0.17％～0.37％，Mo：0.15％～0.25％。20MnMoNb的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.16％～0.23％，Mn：1.20％～1.50％，Si：0.17％～0.37％，Mo：0.45％～0.60％，Nb：0.020％～0.045％。

20MnMoNb和20MnMo的锻件锻造锤心的方法是：把红送钢锭氧割20MnMoNb或20MnMo钢锭锭尾，压Φ800mm-Φ900mm钳把，去除冒口余料，戴帽镦粗，然后拔长成形到方1200mm±30mm时，平整端面。锻件锻造后进行正火处理，装炉温度550℃～600℃，保温3小时，然后升温速度为50～60℃/h，加热温度630℃～670℃，保温3小时；再升温速度为70～80℃/h，加热温度850℃～910℃，保温6小时，然后空冷。待锻件冷却后摸底探伤合格，锻件表面无白点、裂纹、夹渣、折叠等明显缺陷，然后取试样检测硬度，硬度HB为170-200，硬度合格，直接交货。

20MnMoNb和20MnMo锤心的硬度值为实验室的测量的值，实验室要求测量三个点的硬度值，且三个点必须满足技术条件，否则为不合格，需重新进行热处理。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能节省贵重合金的用量，有效降低生产成本的用32Mn1钢锻造大型液压机锤心的方法。

本发明目的实现方式为，用32Mn1钢锻造大型液压机锤心的方法，32Mn1钢化学成分％，wt，熔炼分析如下：C：0.30％～0.34％，Mn：1.20％～1.60％，Si：0.17％～0.37％，S：0～0.035％，P：0～0.035％；

锻造的具体步骤如下：

1)红送32Mn1钢锭氧割钢锭锭尾；

2)将经步骤1)氧割钢锭锭尾后的32Mn1钢锭压Φ800mm-Φ900mm钳把，去除冒口余料，戴帽镦粗，然后拔长成形到方1200mm±30mm时，平整端面；

3)将经步骤2)戴帽镦粗的钢锭进行正火处理，正火处理分三个阶段：第一阶段装炉温度550℃～600℃，保温3小时；第二阶段按升温速度50～60℃/h，加热至630℃～670℃，保温3小时；第三阶段按升温速度70～80℃/h，加热至850℃～910℃，保温6小时，然后空冷到350℃～400℃；

4)将经步骤3)空冷后的钢锭进行回火处理，回火处理按70～80℃/h升温速度，加热至600℃～670℃，保温8.5小时；然后炉冷，按30～40℃/h降温速度，降温至低于400℃出炉，得32Mn1大型液压机锤心材料；

5)将步骤4)所得32Mn1大型液压机锤心材料冷却后摸底探伤合格后，在锻件本体现场检测硬度，硬度HB为170-200，即得符合要求的32Mn1大型液压机锤心锻件。

本发明通过调整钢化学成分C、Mn元素的含量，优化钢锭锻后热处理方式，使锤心锻件硬度HB为：170-200，锤心锻件内部及表层没有白点、裂纹、夹渣、折叠等影响机械强度的缺陷，能达到锤心锻件的技术要求。

本发明采用32Mn1锻件节省了贵重合金的用量，有效降低了生产成本。

具体实施方式

本发明的32Mn1钢锭的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.30％～0.34％，Mn：1.20％～1.60％，Si：0.17％～0.37％，S：0～0.035％，P：0～0.035％。

根据《世界标准钢号手册(第二版)》中优质碳素结构钢的命名规则，以平均含碳量万分之几表示钢种牌号，即“32”；含Mn优质碳素钢在含碳量之后加“Mn”元素符号，如30Mn，35Mn，35Mn2，35Mn2等，30Mn，35Mn的锰含量为0.70％～1.00％，30Mn2，35Mn2的锰含量为1.40％～1.80％，本申请人将上述化学成分的钢的Mn为1.20％～1.60％，所以Mn后面加“1”，故命名为32Mn1钢。

钢材料中，碳是最重要的硬化元素，锰有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度及耐磨损性，本申请人适当调整C、Mn元素的含量，以增加锻件硬度，使其满足锤心锻件的硬度HB为170-200；控制钢锭质量和锻造过程，确保锻件内部及表层不得有白点、裂纹、夹渣、折叠等影响机械强度的缺陷；锻造后正火处理，均匀化组织，细化晶粒，然后回火处理，消除锻件正火加热时产生的组织应力，从而使其能满足硬度HB为170-200锤心锻件的技术条件。

下面用具体实施例详述本发明。

实施例1、

32Mn1钢锭化学成分％，wt，熔炼分析如下：C：0.32％，Mn：1.39％，Si：0.26％，S：0.05％，P：0.01％；

1)本发明的32Mn1的钢锭的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.32％，Mn：1.39％，Si：0.26％，S：0.005％，P：0.01％。

锻造的具体步骤如下：

1)红送32Mn1钢锭氧割钢锭锭尾；

2)将经步骤1)氧割钢锭锭尾后的32Mn1钢锭压Φ800mm钳把，去除冒口余料，戴帽镦粗，然后拔长成形到方1200mm时，平整端面；

3)将经步骤2)戴帽镦粗的钢锭进行正火处理，正火处理分三个阶段：第一阶段装炉温度550℃，保温3小时；第二阶段升温速度为50℃/h，加热温度630℃，保温3小时；第三阶段升温速度为70℃/h，加热温度850℃，保温6小时，然后空冷到350℃；

4)将经步骤3)空冷后的钢锭进行回火处理，回火处理按70℃/h升温速度，加热至600℃，保温8.5小时；然后炉冷，按30℃/h降温速度降温至低于400℃出炉，得32Mn1大型液压机锤心材料；

5)将步骤4)所得32Mn1大型液压机锤心材料冷却后摸底探伤合格后，在锻件本体现场检测硬度，硬度值为170、173，锻件探伤合格，即得符合要求的32Mn1大型液压机锤心锻件。

实施例2、同实施例1，不同的是，

32Mn1的钢锭的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.32％，Mn：1.37％，Si：0.25％，S：0.005％，P：0.01％

锻造的具体步骤如下：

2)将经步骤1)氧割钢锭锭尾后的32Mn1钢锭压Φ850mm钳把，去除冒口余料，戴帽镦粗，然后拔长成形到方1230mm时，平整端面；

3)将经步骤2)戴帽镦粗的钢锭进行正火处理，正火处理分三个阶段：第一阶段装炉温度580℃，保温3小时；第二阶段升温速度为55℃/h，加热温度650℃，保温3小时；第三阶段升温速度为75℃/h，加热温度890℃，保温6小时，然后空冷到370℃；

4)将经步骤3)空冷后的钢锭进行回火处理，回火处理按75℃/h升温速度，加热至660℃，保温8.5小时；然后炉冷，按35℃/h降温速度降温至低于400℃出炉，得32Mn1大型液压机锤心材料；

5)将步骤4)所得32Mn1大型液压机锤心材料冷却后摸底探伤合格后，在锻件本体现场检测硬度，硬度值为172、171，锻件探伤合格，即得符合要求的32Mn1大型液压机锤心锻件。

实施例3、同实施例1，不同的是，

32Mn1的锻件的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.33％，Mn：1.36％，Si：0.24％，S：0.010％，P：0.012％。

锻造的具体步骤如下：

2)将经步骤1)氧割钢锭锭尾后的32Mn1钢锭压Φ900mm钳把，去除冒口余料，戴帽镦粗，然后拔长成形到方1170mm时，平整端面；

3)将经步骤2)戴帽镦粗的钢锭进行正火处理，正火处理分三个阶段：第一阶段装炉温度600℃，保温3小时；第二阶段升温速度为60℃/h，加热温度670℃，保温3小时；第三阶段升温速度为80℃/h，加热温度900℃，保温6小时，然后空冷到400℃；

4)将经步骤3)空冷后的钢锭进行回火处理，回火处理按80℃/h升温速度，加热至670℃，保温8.5小时；然后炉冷，按40℃/h降温速度降温至低于400℃出炉，得32Mn1大型液压机锤心材料；

5)将步骤4)所得32Mn1大型液压机锤心材料冷却后摸底探伤合格后，在锻件本体现场检测硬度，硬度值为172、174，锻件探伤合格，即得符合要求的32Mn1大型液压机锤心锻件。

实施例4、同实施例1，不同的是，

32Mn1的钢锭的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.34％，Mn：1.43％，Si：0.25％，S：0.014％，P：0.007％。

锻造的具体步骤如下：

2)将经步骤1)氧割钢锭锭尾后的32Mn1钢锭压Φ900mm钳把，去除冒口余料，戴帽镦粗，然后拔长成形到方1180mm时，平整端面；

3)将经步骤2)戴帽镦粗的钢锭进行正火处理，正火处理分三个阶段：第一阶段装炉温度610℃，保温3小时；第二阶段升温速度为60℃/h，加热温度680℃，保温3小时；第三阶段升温速度为80℃/h，加热温度910℃，保温6小时，然后空冷到400℃；

4)将经步骤3)空冷后的钢锭进行回火处理，回火处理按80℃/h升温速度，加热至680℃，保温8.5小时；然后炉冷，按40℃/h降温速度降温至低于400℃出炉，得32Mn1大型液压机锤心材料；

5)将步骤4)所得32Mn1大型液压机锤心材料冷却后摸底探伤合格后，在锻件本体现场检测硬度，硬度值为183、189，锻件探伤合格，即得符合要求的32Mn1大型液压机锤心锻件。

本申请人用20MnMoNb和20MnMo的钢锭，按如实施例1-4的相同锻造步骤和锻造条件进行锻造，不同的是：20MnMoNb的钢锭、20MnMo的钢锭的化学成分，硬度值为实验室的测量的值，实验室要求测量三个点的硬度值，且三个点必须满足技术条件，否则为不合格，需重新进行热处理。所得结果如下：

对比例1、20MnMoNb的钢锭的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.22％，Mn：1.30％，Si：0.31％，S：0.012％，P：0.015％，Mo：0.52％，Nb：0.030％。硬度值为197、192、192，满足技术要求。

对比例2、20MnMoNb的钢锭的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.21％，Mn：1.43％，Si：0.28％，S：0.012％，P：0.020％，Mo：0.44％，Nb：0.025％。硬度值为192、192、187，满足技术要求。

对比例3、20MnMo的钢锭的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.20％，Mn：1.17％，Si：0.28％，S：0.005％，P：0.014％，Mo：0.24％。硬度值为183、183、179，满足技术要。

对比例4、20MnMo的钢锭的化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C：0.20％，Mn：0.97％，Si：0.28％，S：0.005％，P：0.013％，Mo：0.17％。硬度值为170、170、170，满足技术要求。

本发明采用32Mn1钢锭可节省贵重合金的用量，有效降低生产成本。本申请人以以下的例子予以说明。

以23t钢锭锻造成型的锤心锻件为例，32Mn1钢材料与20MnMo锻件相比，节省46kg钼铁，即每吨钢锭节省钼铁约2kg，钼铁的采购价为11.6万元/吨，节约成本约5300元。32Mn1钢材料与20MnMoNb锻件相比，节省120kg钼铁，即每吨钢锭节省钼铁约5.25kg，节省约14000元，节省铌铁约15kg，即每吨钢锭节省铌铁约0.65kg，铌铁的采购价格为35.8万元，节省约5370元，合计19370元。用于生产锤心钢锭年产量按900t计算，32Mn1钢材料与20MnMo锻件相比，节省1.8t钼铁；32Mn1钢材料与20MnMoNb锻件相比，节省4.7t钼铁，节省0.59t铌铁。

Claims (1)

1.用32Mn1钢锻造大型液压机锤心锻件的方法，其特征在于：32Mn1钢化学成分％，wt，熔炼分析如下：C：0.30％～0.34％，Mn：1.20％～1.60％，Si：0.17％～0.37％，S：0～0.035％，P：0～0.035％；

锻造的具体步骤如下：

1)红送32Mn1钢锭氧割钢锭锭尾；

2)将经步骤1)氧割钢锭锭尾后的32Mn1钢锭压Φ800mm-Φ900mm钳把，去除冒口余料，戴帽镦粗，然后拔长成形到方1200mm±30mm时，平整端面；

3)将经步骤2)戴帽镦粗的钢锭进行正火处理，正火处理分三个阶段：第一阶段装炉温度550℃～600℃，保温3小时；第二阶段按升温速度50～60℃/h，加热至630℃～670℃，保温3小时；第三阶段按升温速度70～80℃/h，加热至850℃～910℃，保温6小时，然后空冷到350℃～400℃；

4)将经步骤3)空冷后的钢锭进行回火处理，回火处理按70～80℃/h升温速度，加热至600℃～670℃，保温8.5小时；然后炉冷，按30～40℃/h降温速度，降温至低于400℃出炉，得32Mn1大型液压机锤心材料；

5)将步骤4)所得32Mn1大型液压机锤心材料冷却后摸底探伤合格后，在锻件本体现场检测硬度，硬度HB为170-200，即得符合要求的32Mn1大型液压机锤心锻件。