CN110227778A - 一种新型高强齿轮钢锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属锻造技术,具体涉及一种三代高强齿轮钢的锻造方法。所述新型高强齿轮钢锻造方法,将15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料装炉后,分两次火次进行锻造,然后冷却退火,出炉空冷,其中,一火次始锻温度1080℃~1130℃,锻造变形量小于40%;二火次始锻温度1130℃~1180℃,锻造变形量大于40%,终锻温度为800~810℃。本发明新型高强齿轮钢锻造方法解决现有技术中,在锻造后组织粗大及性能强度低的问题,实现齿轮钢高、低倍组织质量良好,性能强度高,提高可靠性的目的,相对现有技术具有较大的技术进步。
Description
技术领域
本发明属于金属锻造技术,具体涉及一种三代高强齿轮钢的锻造方法。
背景技术
随着航空发动机的发展,传递能量及速度的进一步增大或者润滑不足,导致齿轮啮合接触表面温度随之升高,已达到350℃乃至更高,现有齿轮材料已不能满足使用要求,在高温下容易出现变形,从而造成航空发动机破损、故障,极大的影响了航空发动机工作寿命和可靠性。
目前新研制的15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢使用温度高、耐蚀性能好、韧性高,可在450℃的环境下长期稳定工作,可应用航空发动机齿轮制造,然而现有技术缺乏相应的工艺技术。
发明内容
本发明的目的是:提供一种新型高强齿轮钢锻造方法,解决现有技术中,在锻造后组织粗大及性能强度低的问题,实现高、低倍组织质量良好,性能强度高,提高可靠性的目的。
本发明的技术方案是,一种新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,将15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料装炉后,分两火次进行锻造,然后冷却退火,出炉空冷,其中,一火次锻造变形量小于40%,二火次锻造变形量大于40%。
所述15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料为棒料。
所述15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料装炉装炉温度不高于500℃。
所述15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料锻件余量选择3mm~5mm。
火次随炉升温至1080℃~1130℃后,保温至少50min。
第二火次随炉升温至1130℃~1180℃后,保温至少20min。
加热后进行锻造,一火次始锻温度1080℃~1130℃;二火次始锻温度1130℃~1180℃,终锻温度为800~810℃;
退火温度:605℃~680℃。
所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其包括如下步骤:
步骤1:根据零件尺寸,选择合适的余量,设计锻件图;根据锻件尺寸选择合适规格的棒料;
步骤2:将棒料500℃以下装炉,随炉升温至1080℃~1180℃后,保温时间为40~60min,一火次锻造在1080℃~1130℃温度范围内进行锻造,锻造变形量控制小于40%;
步骤3:二火次锻造时,随炉升温至1130℃~1180℃后,保温15~25min,然后进行锻造,锻造变形量大于40%,终锻温度不低于800℃;
步骤4:锻件冷却至室温后进行退火,退火温度:605℃~680℃,保温3~20小时后,炉冷至180~220℃,出炉空冷。
本发明的技术效果:一些高强齿轮为15Cr14Co12Mo5Ni2WA材料,利用本发明的锻造方法,并通过合理的工艺参数控制,实现了高强齿轮钢的锻造。最终保证锻件流线的方向应沿锻件的最大外廓尺寸分布,且不应有明显的切断。锻件低倍组织不允许有白斑、白点、缩孔、气泡、空洞、翻皮、分层、裂纹及肉眼可见的夹杂、点状偏析、银亮斑点、针孔、粗晶等缺陷。断口和晶粒度组织合格,锻件性能强度达到1700MPa以上,满足航空发动机齿轮在更高速、更高温度和更高载荷的苛刻条件下安全运行。
具体实施方式
实施例1
某型发动机的锥齿轮材料牌号为15Cr14Co12Mo5Ni2WA,采用锻造方法制成锻件,要求锻件抗拉强度不低于1700℃,高、低倍及断口组织合格。
其具体实施方法为:
(1)根据零件尺寸,锻件余量选择3.5mm,并选择直径为100mm的棒料;
(2)将棒料500℃以下装炉,第一火次随炉升温至1100℃后,保温50min;第二火次随炉升温至1150℃后,保温20min;
(3)加热后进行锻造,第一火始锻温度1100℃;第二火始锻温度1150℃。终锻温度为805℃;
(4)锻件冷却至室温后进行退火,退火温度:630℃,保温3小时后,炉冷至200℃,出炉空冷;
(5)最终检验零件合格。指标为:低倍流线和组织合格,断口组织合格,锻件抗拉强度为1750MPa,锻件硬度检验合格,锻件表面质量合格。
实施例2
某型发动机的锥齿轮材料牌号为15Cr14Co12Mo5Ni2WA,采用锻造方法制成锻件,要求锻件抗拉强度不低于1700℃,高、低倍及断口组织合格。
其具体实施方法为:
(1)根据零件尺寸,锻件余量选择4.7mm,并选择直径为110mm的棒料;
(2)将棒料490℃以下装炉,第一火次随炉升温至1120℃后,保温60min;第二火次随炉升温至1170℃后,保温25min;
(3)加热后进行锻造,第一火始锻温度1120℃;第二火始锻温度1170℃。终锻温度为810℃;
(4)锻件冷却至室温后进行退火,退火温度:650℃,保温3.5小时后,炉冷至200℃,出炉空冷;
(5)最终检验零件合格。指标为:低倍流线和组织合格,断口组织合格,锻件抗拉强度为1760MPa,锻件硬度检验合格,锻件表面质量合格。
Claims (9)
1.一种新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,将15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料装炉后,分两次火次进行锻造,然后冷却退火,出炉空冷,其中,一火次锻造变形量小于40%,二火次锻造变形量大于40%。
2.根据权利要求1所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,
所述15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料为棒料。
3.根据权利要求1所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,所述15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料装炉装炉温度不高于500℃。
4.根据权利要求1所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,所述15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢料锻件余量选择3mm~5mm。
5.根据权利要求1所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,第一火次随炉升温至1080℃~1130℃后,保温至少50min。
6.根据权利要求1所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,第二火次随炉升温至1130℃~1180℃后,保温至少20min。
7.根据权利要求1所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,加热后进行锻造,一火次始锻温度1080℃~1130℃;二火次始锻温度1130℃~1180℃,终锻温度为800~810℃。
8.根据权利要求1所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,退火温度:605℃~680℃。
9.根据权利要求1所述的新型高强齿轮钢锻造方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:根据零件尺寸,选择合适的余量,设计锻件图;根据锻件尺寸选择合适规格的棒料;
步骤2:将棒料500℃以下装炉,随炉升温至1080℃~1180℃后,保温时间为40~60min,一火次锻造在1080℃~1130℃温度范围内进行锻造,锻造变形量控制小于40%;
步骤3:二火次锻造时,随炉升温至1130℃~1180℃后,保温15~25min,然后进行锻造,锻造变形量大于40%,终锻温度不低于800℃;
步骤4:锻件冷却至室温后进行退火,退火温度:605℃~680℃,保温3~20小时后,炉冷至180~220℃,出炉空冷。
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