[发明专利]大型半圆形环板的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工方法，具体的说是一种大型半圆形环板的锻造方法。

背景技术

现有工件的锻造方法一般是将坯料加热到一定温度，在锻压机械设备上对坯料施加压力成形，成形时借助凸模和凹模作为上下模约束和保证锻件的外形尺寸。这种方法比较适用于小型工件，但是对于大型半圆形环板的成形却是不现实的。一是工件本身重量很大，大型半圆形环板的锻件重量约为27吨，加工如此数量级的工件，而且还要借助凸模和凹模，操作难度非常大。二是即使可以操作，制作凸模和凹槽的成本也比较高，难度也大。三是如果可以生产，大型生产设备也需要相应投资，如果想要生产整件圆环，锻压机械设备的空间也不够，而且整个钢锭重量大约90吨，镦粗、冲孔、扩孔都很难操作。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种操作难度小、使用成本低的大型半圆形环板的锻造方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

大型半圆形环板的锻造方法，以铸造的钢锭为原材料，按以下三个火次步骤成形：

A.将钢锭置入炉内加热至始锻温度，保温12h;

取出炉内第一火保温后的钢锭，将钢锭的浇注冒口一端压出钳把，钢锭的锭身倒棱角，对钢锭的外表面进行滚圆，切除钢锭与钳把相对一端的底端余料；

B.将切除底端余料后形成的锻坯放入炉内加温至始锻温度，保温8h；

取出炉内第二火保温后的锻坯，采用宽砧强力压下锻造法锻造拔长，锻造时砧宽比为0.4～0.7，并采用错砧方式反复拔方，拔方完成后根据下料长度切除钳把及钳把处多出的冒端余料，然后在锻坯的中部的下表面锻制出凸台，凸台的高度为锻坯厚度的1/10～1/14；

C.将切除冒端余料后的锻坯再次放入炉内加温至始锻温度，保温6h；

取出炉内第三火保温后的锻坯，将锻坯搭设在操作机的两根扩孔马架之间，所述扩孔马架之间的工作台上预设凹模，凹模的上表面开设与锻坯的外圆成形尺寸对应的弧形槽，凹模上方对应设置与油压机连接的具有弧形压头的凸模，操作机控制工作台带动扩孔马架及凹模左右移动，凸模在油压机的控制下上下运动对锻坯反复下压操作，直至锻坯弯曲成形；

D.将第三火弯曲成形后的锻件空冷至常温；按照相关标准对锻件进行探伤检测，检测合格者为成品。

本发明的进一步改进在于：所述操作台左右移动的每次移动量为200～400mm，油压机控制凸模上下运动的每次下压量为100～200mm。

本发明的进一步改进在于：所述始锻温度为1200±30℃，加热速度为50℃/h。

本发明的进一步改进在于：所述步骤Ｂ中凸台的高度为50～70mm。

本发明的进一步改进在于：所述扩孔马架的上端均通过燕尾槽固定连接一上支座，上支座的中部开设与锻坯的高度和宽度对应的滑槽。

本发明的进一步改进在于：所述滑槽的槽底与槽侧壁、槽底与上支座的侧面、槽侧壁与上支座的上表面之间倒圆角。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明改变以往大型半圆形环板的弯曲成形模式，并在顶钢机原理的基础上进行发挥，制定专用的锻造工艺，采用分体式的弯曲成形专用工具锻制生产完成大型半圆形环板，内外圆弧的外形尺寸满足设计要求，并且产品的内部探伤JB/T5000.15-2007Ⅱ级合格。起始当量，单个缺陷最大允许当量，缺陷任一方向上延伸的最大长度30mm，缺陷处底波降低量的最大允许值8dB,密集区缺陷最大允许范围250×10³mm³。

本发明采用宽砧强力压下锻造法（Wide Die Heavy Blow Forging，简称WHF锻造方法）提高锻造压实效果。在拔长的操作中，初始锻坯直径较大时，以压合中间层的孔洞缺陷为目的，对锻合锻件内部的孔隙、消除疏松等缺陷十分有利。而在中后期，当砧宽比大于0.5后，对心部压合效果最好。拔长属于坯料局部镦粗，在各砧的结合部位变形量明显降低，为使整个中心线上的变形量均匀分布采用错砧拔方，让第一道压下时砧与砧相接的部位，第二道压下时位于砧子的中心部位，迫使锻件心部产生较大变形，其心部的变形比用普通平砧拔长要大得多，对心部压合效果好，有利于中心压实，保证没有死区。采用错砧锻造，反复拔长提高了锻件整个长度上的锻造效果，有效保证内部质量达到探伤要求。

本发明采用特殊的下料方法和锻造方法，弯曲变形前下料形状为一面中部有凸台，保证弯曲时锻坯拉伸变形后半圆，中部保证满足加工尺寸。