CN115921731A - 一种l型筒体锻件的自由锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锻件技术领域，具体公开了一种L型筒体锻件的自由锻造方法，包括墩粗工序：将加热后的坯料进行墩粗；冲孔工序：将墩粗后的坯料加热后进行单面冲孔；第一次拔长工序：将冲孔后的坯料加热后使用第一芯棒拔长；第一次扩孔工序：将拔长后的坯料加热后使用第二芯棒扩大坯料的内孔；第二次拔长工序：将扩孔后的坯料加热后使用专用芯棒进行拔长，拔长后的坯料大于工艺需要的尺寸；第二次扩孔工序：将拔长后的坯料使用专用芯棒进行扩孔，将坯料的内孔扩至工艺所需的尺寸。通过对产品锻造工艺的优化，可以节约15％‑20％的原材料投料重量，产品的机械加工余量大大较少，为后面的机械加工节约了不少成本，缩短了加工周期。
Description
技术领域
本发明属于锻件技术领域，尤其涉及一种L型筒体锻件的自由锻造方法。
背景技术
在汽轮机阀门锻件中有一种产品叫做滤网主体，其结构为L型形状筒体锻件，其材料主要为耐热不锈钢F91或者F92。滤网主体主要起到过滤蒸汽，阻挡锅炉管道由氧化脱落形成的杂质颗粒，避免颗粒进入气缸损坏叶片，同时滤网主体还起到整流作用。由于产品使用温度高，运行条件恶劣，因此性能要求较高，同时运用也非常广泛。
在产品的锻造过程中，通常做法为将L形状做成直筒形状，这样操作简单，容易锻制，但是这样会增加很多的机加工余量，同时浪费很多材料，增加成本。锻件做成直筒形状，锻造工艺投料重量为4950kg；将锻件做成L型形状，锻造工艺投料重量为4150kg。每件产品可以节约800kg的工艺投料重量，同时还会较少后续机械加工的余量，节约大量工时跟成本。
由于锻件的尺寸大，且材料为特殊的耐热不锈钢，因此将L型形状锻出来的难度非常大，因此目前的滤网主体还是采用直筒形状，导致浪费材料，成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种L型筒体锻件的自由锻造方法，以解决采用L型形状的滤网主体，导致浪费材料、成本增加的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种L型筒体锻件的自由锻造方法，包括以下步骤：
墩粗工序：将加热后的坯料进行墩粗，将坯料墩粗为一端大一端小的形状，此时坯料的高度为H1；
冲孔工序：将墩粗后的坯料加热后进行单面冲孔，冲孔后的坯料保持一端大一端小的形状，此时坯料的高度为H2；
第一次拔长工序：将冲孔后的坯料加热后使用第一芯棒拔长，拔长后的坯料保持一端大一端小的形状，此时此时坯料的高度为H3，H3＞H2，H3＞H1；
第一次扩孔工序：将拔长后的坯料加热后使用第二芯棒扩大坯料的内孔，扩孔后的坯料保持一端大一端小的形状；
第二次拔长工序：将扩孔后的坯料加热后使用专用芯棒进行拔长，拔长后的坯料大于工艺需要的尺寸；专用芯棒包括依次同轴连接的第一芯段、第二芯段和第三芯段，第一芯段的直径大于第三芯段的直径，第二芯段的直径小于第一芯段和第二芯段的直径；第三芯段与第二芯段的直径差等于L型锻件外径和内径的直径差；所述第三芯段的长度长于L型锻件的长度；扩孔后的坯料的内孔直径大于第三芯段的直径；
第二次扩孔工序：将拔长后的坯料使用专用芯棒进行扩孔，将坯料的内孔扩至工艺所需的尺寸。
进一步，墩粗工序的具体步骤为：将加热后的坯料先整体墩粗，之后再旋压一端端面在局部墩粗，把坯料做成一端大一端小的形状。
进一步，冲孔工序的具体步骤为：将墩粗后的坯料加热后进行单面冲孔，冲孔时，坯料的大头和冲头的大头均朝下，冲孔后的坯料保持一端大一端小的形状。
进一步，第二次拔长工序的具体步骤为：将扩孔后的坯料加热后使用专用芯棒进行拔长，将坯料的大头多余的材料压入第二芯段的位置。
进一步，第二次拔长工序后，进行扩内孔，便于专用芯棒取出。
进一步，第二次扩孔工序期间，对坯料进行整形。
进一步，第二次扩孔工序后，取出专用芯棒，再将坯料整形至产品的工艺尺寸。
进一步，所述专用芯棒采用5CrNiMo或5CrMnMo材料，硬度为HRC32-37。
本技术方案的有益效果在于：通过对产品锻造工艺的优化，可以节约15％-20％的原材料投料重量。虽然增加了一个专用的工装，同时锻造的火耗和时间有所延长，但是产品的机械加工余量大大较少，为后面的机械加工也节约了不少的成本，缩短了加工周期，锻件坯料生产更经济实惠。
附图说明
图1为本发明一种L型筒体锻件的自由锻造方法的流程图；
图2为本发明一种L型筒体锻件的自由锻造方法的坯料成型图；
图3为专用芯棒的结构示意图；
图4为L型筒体锻件的结构示意图；
图5为背景技术中直筒型锻件的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：第一芯段1、第二芯段2、第三芯段3、锻件4、专用芯棒5、冲头6、第一芯棒7、第二芯棒8。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例基本如附图1-4所示：一种L型筒体锻件的自由锻造方法，包括包括以下步骤：
S1:墩粗工序：将加热后的坯料先整体墩粗，之后再旋压一端端面在局部墩粗，将坯料墩粗为一端大一端小的形状，此时坯料的高度为H1；
S2:冲孔工序：将墩粗后的坯料加热后进行单面冲孔，冲孔时，坯料的大头和冲头6的大头均朝下，冲孔后的坯料保持一端大一端小的形状，此时坯料的高度为H2；
S3:第一次拔长工序：将冲孔后的坯料加热后使用第一芯棒7拔长，拔长后的坯料保持一端大一端小的形状，此时此时坯料的高度为H3，H3＞H2，H3＞H1；
S4:第一次扩孔工序：将拔长后的坯料加热后使用第二芯棒8扩大坯料的内孔，将坯料的大头多余的材料压入第二芯段2的位置，扩孔后的坯料保持一端大一端小的形状；
S5:第二次拔长工序：将扩孔后的坯料加热后使用专用芯棒5进行拔长，拔长后的坯料大于工艺需要的尺寸；第二次拔长工序后，适当进行扩内孔，便于专用芯棒5取出；专用芯棒5包括依次同轴连接的第一芯段1、第二芯段2和第三芯段3，第一芯段1的直径大于第三芯段3的直径L2，第二芯段2的直径L1小于第一芯段1和第二芯段2的直径；第三芯段3与第二芯段2的直径差L3等于L型锻件4外径和内径的直径差L4；第三芯段3的长度L5长于L型锻件4的长度L6；扩孔后的坯料的内孔直径大于第三芯段3的直径；专用芯棒5采用5CrNiMo或5CrMnMo材料，硬度为HRC32-37；
S6:第二次扩孔工序：将拔长后的坯料使用专用芯棒5进行扩孔，将坯料的内孔扩至工艺所需的尺寸；第二次扩孔工序期间，对坯料进行整形；第二次扩孔工序后，取出专用芯棒5，再将坯料整形至产品的工艺尺寸。
下面举个例子进行说明：
1)坯料规格Φ650*1590，重量4150kg，材料F92。加热温度1190±10℃，保温时间6小时后开始锻造。
2)将加热好的坯料在4000T油压机上墩粗，将高度墩粗800mm后，再旋压一端端面墩粗至高度650mm，此时坯料大致尺寸为Φ920mm/Φ1090mm*650mm。用Φ350mm的冲头6从Φ1090mm端冲孔，冲头6大头朝下。冲孔后坯料外轮廓大致尺寸为Φ960mm/Φ1160mm*650mm。此过程1火完成，锻件4回炉重新加热，保温时间为3小时。
3)将加热好的坯料在4000T油压机上用Φ340mm的第一芯棒7拔长，整个坯料的长度拔长至1150mm，此时坯料外轮廓尺寸大致为Φ950mm/Φ700mm*1150mm，内孔尺寸大致为Φ350mm。此过程1火完成，锻件4回炉重新加热，保温时间为1.5小时。
4)将加热好的坯料在4000T油压机上用Φ340mm的第二芯棒8(马棒)扩孔，将内孔由Φ350mm扩至Φ560mm。随着内孔的扩大，中途可以换更大一点的第二芯棒8(马棒)。此过程1火完成，锻件4回炉重新加热，保温时间为1.0小时。
5)将加热好的坯料在4000T油压机上用Φ550mm的专用芯棒5拔长，拔长的时候用V型砧。拔长之后外轮廓尺寸大致为Φ870mm/Φ550mm*1340mm。之后再扩孔，将内孔扩至比工艺所需的尺寸略大10mm。在扩孔的过程中要经常做到平端面整形。此过程1-3火完成，锻件4回炉重新加热，保温时间为1.0小时。
6)对扩孔后的坯料整形至产品的工艺尺寸，锻件4热态尺寸检测，尺寸合格后锻造结束。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.一种L型筒体锻件的自由锻造方法，其特征在于：包括以下步骤：
墩粗工序：将加热后的坯料进行墩粗，将坯料墩粗为一端大一端小的形状，此时坯料的高度为H1；
冲孔工序：将墩粗后的坯料加热后进行单面冲孔，冲孔后的坯料保持一端大一端小的形状，此时坯料的高度为H2；
第一次拔长工序：将冲孔后的坯料加热后使用第一芯棒(7)拔长，拔长后的坯料保持一端大一端小的形状，此时此时坯料的高度为H3，H3＞H2，H3＞H1；
第一次扩孔工序：将拔长后的坯料加热后使用第二芯棒(8)扩大坯料的内孔，扩孔后的坯料保持一端大一端小的形状；
第二次拔长工序：将扩孔后的坯料加热后使用专用芯棒(5)进行拔长，拔长后的坯料大于工艺需要的尺寸；专用芯棒(5)包括依次同轴连接的第一芯段(1)、第二芯段(2)和第三芯段(3)，第一芯段(1)的直径大于第三芯段(3)的直径，第二芯段(2)的直径小于第一芯段(1)和第二芯段(2)的直径；第三芯段(3)与第二芯段(2)的直径差等于L型锻件(4)外径和内径的直径差；所述第三芯段(3)的长度长于L型锻件(4)的长度；扩孔后的坯料的内孔直径大于第三芯段(3)的直径；
第二次扩孔工序：将拔长后的坯料使用专用芯棒(5)进行扩孔，将坯料的内孔扩至工艺所需的尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种L型筒体锻件的自由锻造方法，其特征在于：墩粗工序的具体步骤为：将加热后的坯料先整体墩粗，之后再旋压一端端面在局部墩粗，把坯料做成一端大一端小的形状。
3.根据权利要求1所述的一种L型筒体锻件的自由锻造方法，其特征在于：冲孔工序的具体步骤为：将墩粗后的坯料加热后进行单面冲孔，冲孔时，坯料的大头和冲头(6)的大头均朝下，冲孔后的坯料保持一端大一端小的形状。
4.根据权利要求1所述的一种L型筒体锻件的自由锻造方法，其特征在于：第二次拔长工序的具体步骤为：将扩孔后的坯料加热后使用专用芯棒(5)进行拔长，将坯料的大头多余的材料压入第二芯段(2)的位置。
5.根据权利要求1所述的一种L型筒体锻件的自由锻造方法，其特征在于：第二次拔长工序后，进行扩内孔，便于专用芯棒(5)取出。
6.根据权利要求1所述的一种L型筒体锻件的自由锻造方法，其特征在于：第二次扩孔工序期间，对坯料进行整形。
7.根据权利要求1所述的一种L型筒体锻件的自由锻造方法，其特征在于：第二次扩孔工序后，取出专用芯棒(5)，再将坯料整形至产品的工艺尺寸。
8.根据权利要求1所述的一种L型筒体锻件的自由锻造方法，其特征在于：所述专用芯棒(5)采用5CrNiMo或5CrMnMo材料，硬度为HRC32-37。
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