SU1697972A1 - Способ ковки поковок ступенчатых валов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечном производстве при изготовлении поковок валов, например прокатных валков. Цель изобретени  - снижение энергозатрат, повышение производительности и качества поковок. Слиток биллетируют, осаживают и прот гивают промежуточную заготовку по переходам. На последнем переходе вначале формируют до поковочных размеров часть бочки длиной 150 - 200 мм и ступени с одной стороны заготовки. После этого формируют до поковочных размеров остальную часть бочки вала и ступени с другой стороны заготовки. Способ позвол ет достичь указанной цели изобретени  за счет снижени  интенсивности охлаждени  заготовок в процессе ковки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Description

сл

с

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использова- но в кузнечном производстве при изготовлении поковок валов, например прокатных валков.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат, повышение производительности и качества поковок за счет снижени  поверхностного трещинообразовани  и неравномерности механических свойств металла подлине.

На фиг.1 показана исходна  нагрета  заготовка перед последним переходом; на фиг.2 - заготовка после формировани  части бочки длиной в 150 - 200 мм и ступеней вала со стороны донной части слитка; на фиг.З - заготовка после разворота и деформировани  оставшейс  части до диаметра бочки Об; на фиг.4 - поковка ступенчатого вала, полученна  после формировани  ступеней со стороны прибыльной части слитка и отрубки отходов.

Способ ковки осуществл етс  следующим образом.

0 Исходна  цилиндрическа  заготовка 1, полученна  в предыдущем переходе осадкой и прот жкой, предназначена дл  изготовлени  одной поковки ступенчатого вала. Размечаетс  участок заготовки со стороны донной части дл  формировани  части бочки длиной 150 - 200 мм и ступеней. Объем металла этого участка включает объем металла части бочки, ступеней и объем отхода донной части слитка.. Рассматриваема  в дальнейшем динамика изменени  температуры поверхности заготовки в процессе свободного охлаждени  на воздухе и ковки части бочки длиной 150 -.200 мм до поковочных размеров соответствует изготовлению крупных поковок ступенчатых валов из углеродистых i

О

ю XI о VI ю

и среднелегированных марок сталей на прессах усилием 60-150 МН.После нагрева- до ковочной температуры заготовка подаетс  к прессу дл  деформировани  бойками 2, Перед началом ковки заготовки со стороны донной части температура поверхности Тп равна, примерно, 1150°С (фиг.1). Формирование части бочки длиной 150 - 200 мм и ступеней со стороны донной части заготовки занимает не более 15% от общего времени деформировани  поковки. Остальна  часть заготовки в это врем  не деформируетс  и находитс  в состо нии свободного охлаждени . Внутренние слои заготовки не обнажаютс , что снижает теплоотдачу в окружающую среду. Этому также способствует оставша с  на теле заготовки окалина. Температура поверхности недеформированной , основной части заготовки после деформировани  части бочки и ступеней со стороны донной части понижаетс  до 1050°С (фиг.1). Температура поверхности ступеней после их формировани  равн лась 1030°С. После разворота слитка и захвата его манипул тором за откованную ступень со стороны донной части осуществл ют деформирование основной части заготовки до диаметра бочки вала. Откованна  бочка на длине 150 - 200 мм при этом выполн ет роль буфера (жесткой зоны), устран   неравномерное значение металла - косину торца бочки со стороны донной части, котора   вл етс  следствием неравномерного нагрева крупных заготовок в пламенных печах . В конце ковки температура поверхности бочки вала не ниже 950°С (фиг.З). Наличие высоких температур на поверхности (1050-950°С) и высокого сопротивлени  металла позвол ет выполнить объем деформировани  на 1 или 11 ступени усили  гидропресса . В то же врем  ковка оставшейс  от основной части осуществл етс  при температурах , меньших, чем по известной технологии , при которой ковка заготовки до диаметра бочки осуществл етс  при температуре поверхности 1150 - 1050°С. Ковка в диапазоне меньших температур 1050 - 950°С позвол ет улучшить качество поковок ступенчатых валов и повысить их стойкость за счет улучшени  проработки и возможности получени  мелкозернистой структуры металла не только в осевой зоне, но и на поверхности поковок.

Формирование ступеней со стороны прибыльной части слитка начинаетс  сразу после деформировани  тела заготовки до диаметра бочки (фиг.З). Ковка участков заготовки до поковочных размеров осуществл етс  без пауз в деформировании, что исключает интенсивное охлаждение. Вследствие незначительного охлаждени  тела заготовки при ковке ее до диаметра бочки формирование ступеней со стороны прибыльной части начинаетс  при температуре

около 950°С, что значительно выше нижнего предела ковочных температур, при котором начинаетс  ковка- прибыльной части заготовок по известной технологии. Это повышает качество поковок за счет сниже0 ни  поверхностного трещинообразовани  и неравномерности механических свойств металла ступенчатых валов по их длине, так как температура конца ковки ступеней со стороны прибыльной части равна 1000°С и

5 близка к температуре конца ковки ступеней со стороны донной части (фиг.4). Вследствие высоких температур деформирование прибыльной части слитка осуществл етс  также при небольших ступен х усилий, что снижа0 ет энергозатраты. После формировани  ступеней со стороны прибыльной части слитка осуществл ют отрубку отходов прибыльной и донной части слитка (фиг.4). Пример. Изготовл ли поковки валок

5 опорный с пробой массой 29,5 т. Поковку валка изготовл ли на прессе усилием 60 МН из слитка массой 47 т. Поковка имеет диаметр бочки 1175 мм длиной 2430 мм. Со стороны донной части имеютс  две ступени

0 диаметрами 830 и 550 мм и длиной 750 и 450 мм соответственно. С прибыльной стороны также имеютс  две ступени диаметрами 830 и 550 мм и длиной 750 и 720 мм соответственно. Материал поковки 9ХФ.

5 Поковку изготавливали за три нагрева. После первого нагрева слитка до поковочных температур осуществл ли операцию подкатки цапфы под захват манипул тора и биллетеровку тела слитка на диаметр 1390

0 мм.

После второго нагрева осуществл ли осадку слитка на диаметр 2000 мм и прот жку осаженного блока на диаметр 1450 мм. После третьего, последнего, -нагрева

5 промежуточной заготовки до ковочных температур ее подали к прессу. Разметили участок заготовки со стороны донной части длиной 600 мм дл  формировани  части бочки ф 1250 мм, длиной 150 мм и ступеней

0 диаметрами 0830 и 550 мм. Объем металла этого участка включает объем металла части бочки ф 1250 мм, длиной 150 мм, ступеней и объем металла отхода данной части слитка. Температура в начале ковки заготов5 ки равн лась 1150°С.

Формирование части бочки и ступеней со стороны донной части заготовки осуществл лось на первой ступени усили  пресса и зан ло 10 мин. Остальна  часть заготовки диаметром 1450 мм в это врем  не деформировалась и находилась в состо нии свободного охлаждени . Интенсивность свободного охлаждени  заготовки невелика. Этому способствует оставша с  на теле заготовки окалина. Температура поверхности недеформированной части заготовки в момент окончани  формировани  ступеней с донной части равн лась 1050°С. Температура поверхности ступеней после их деформировани  равн лась 1030°С. После разворота слитка и захвата его манипул тором за откованную ступень диаметром 550 мм осуществл ли деформирование основной части заготовки с начального диаметра 1450 мм и до диаметра бочки 01250 мм.

Откованна  бочка на длине 150 - 200 мм со стороны донной части выполн ла роль буфера, устран   неравномерное течение металла - косину торца бочки со стороны донной части, котора   вл етс  следствием неравномерного нагрева заготовки в печи.

Ковка зан ла 10 мин. В конце ковки температура поверхности бочки валка снизилась до 950°С. Наличие высоких темпера- тур на поверхности 1050 - 950°С и невысокого сопротивлени  металла позволило выполнить переходе И450 на 01250 мм на первой и второй ступен х усили  пресса, что свидетельствует о небольших энергозатратах. Ковка бочки валка осуществл лась в пределах температур, не превышающих критический порог роста аустенитного зерна стали 9ХФ.

Формирование ступеней со стороны прибыльной части слитка осуществл ли сразу после окончани  деформировани  тела заготовки до диаметра бочки ф 1250 мм при температуре поверхности 950°С. При этой температуре металл стали 9ХФ облада- ет высокой пластичностью, что позволило завершить формирование ступеней без образовани  поверхностных трещин на первой ступени усилий пресса. Температура поверхности после формировани  ступе- ней со стороны прибыльной части слитка равн лась 1000°С и была близка к температуре окончани  ковки ступеней со стороны донной части, равной 1030°С. Примерное равенство температур окончани  ковки сту-

пеней обеспечивает повышение качества за счет снижени  неравномерности механических свойств металла поковки опорного валка по длине (см. табл).

Общее врем  изготовлени  поковки 60 ммн. Ковка аналогичной поковки по известной технологии составила 80 мин.

Из таблицы видно, что по предлагаемому способу ковки ступени с прибыльной и донной стороны формируютс  в услови х меньшей температурной разности, особенно дл  ступеней меньших размеров. Более высока  температура окончани  ковки ступеней с прибыльной стороны по предлагаемому способу ковки обеспечивает не только снижение поверхностного трещинообразова- ни , но и осевого.

Длина формировани  части бочки в 150 - 200 мм на начальном этапе ковки определена экспериментально и рекомендуетс  дл  ковки крупных поковок массой до 97 т прокатных валков на прессах усилием 60- 150МН.

Способ позвол ет повысить качество поковок вследствие снижени  поверхностного трещинообразовани  за счет снижени  интенсивности охлаждени  заготовок в процессе ковки.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1,Способ ковки поковок ступенчатых валов, включающий биллетеровку слитка, осадку и последующую прот жку заготовки по переходам с формированием на последнем переходе бочки и ступеней вала с- поковочными размерами, отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат, повышени  производительности и качества поковок за счет снижени  поверхностного трещинообразовани  и неравномерности механических свойств металла по длине, на последнем переходе первоначально формируют до поковочных размеров часть бочки и ступень с одной стороны заготовки, а затем формируют оставшуюс  часть бочки вала и ступень с другой стороны заготовки.
2. 2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что формирование бочки валика на начальном этапе осуществл ют на длине, равной 150-200 мм.

   Температурные характеристики

   Известна  технологи , °С

   Температура окончани  ковки ступеней с донной стороны: D 1050мм

   D 900 мм Температура окончани  ковки ступеней с прибыльной части:

   D 1050 мм

   D 9.00 мм Температурна  разность при окончании ступеней:

   D 1050мм

   D 900мм

   илТ Тп -1150С° 1

   Фиг.1

   Фиг. 2

   Предлагаема  технологи ,°С

   890 900

   980 945

   810 800

   900 860

   80 100

   80 85

   TL

   Тп 950С°

   Тп 1000С°

   Фиг.З

   W

   KJ

   Фиг. 4