[发明专利]一种使用小压力高效愈合钢锭内部孔洞型缺陷的锻造方法

说明书

技术领域

本发明属于锻造领域，具体地说就是一种使用小压力高效愈合钢锭内部孔洞型缺陷的锻造方法，它适用于将各种尺寸的钢锭锻造为轴类件的自由锻过程。在压机压力较小，无法对大型钢锭镦粗，而只能直接拔长的情况下，使用本方法可以有效愈合钢锭内部的孔洞型缺陷。

背景技术

锻造是大部分金属材料加工过程中的重要工序，通过锻造可以改善锻件内部质量，即破碎铸态组织、细化晶粒、均匀组织，并可锻合金属在冶炼过程中产生的缩孔、气孔和疏松等缺陷，对提高锻件质量有着重要的意义。

钢锭在浇注以及随后的凝固过程中会产生缩孔、疏松、气孔等孔洞型缺陷。在金属液浇注到钢锭模以后，与钢锭模接触的金属液将首先凝固，而心部的金属由于热传导慢将最后凝固。钢锭心部区域将逐渐形成糊状区，而此时钢锭冒口顶部表面已经凝固，导致无法对心部进行补缩，最终在沿钢锭轴线的心部区域形成缩孔、疏松等缺陷，这些缺陷由于尺寸较大，必须使用有效的锻造工艺将其锻合，否则将造成整件报废的严重后果，导致重大的经济损失。

在通常的锻造过程中，要对钢锭进行多次镦粗、拔长，以有效愈合钢锭内部的孔洞型缺陷。而在压机压力较小时，无法对大型钢锭进行镦粗，只能直接进行拔长。这就导致其锻比较小，中心应变不足，难以有效愈合钢锭的中心疏松。而如果增大锻比，会导致锻件最终直径较小，限制了其使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用小压力高效愈合钢锭内部孔洞型缺陷的锻造方法，以解决小压力压机无法通过反复的镦粗拔长过程锻合钢锭内部孔洞型缺陷，尤其是轴线疏松的问题。采用本发明制定的锻造方法，能够保证钢锭内部孔洞型缺陷的愈合效果，大大减少锻件因中心疏松未锻合而无法通过探伤检验导致报废的可能。使用本方法，用小压力压机即可生产合格的大型轴类锻件。

本发明的技术方案是：

本发明提出了一种使用小压力高效愈合钢锭内部孔洞型缺陷的锻造方法，包括如下步骤：

1)在压钳把、倒棱、切除多余冒口等工艺结束后，使用平砧对钢锭进行预拔长。

2)使用平砧对坯料进行两道次的单向大变形；

3)在单向大变形后，将坯料回炉重新加热并保温；

4)将坯料翻转90°，使用上下平砧将坯料拔长至最终尺寸。

所述步骤1)中，使用平砧的砧宽应大于锻件最终直径尺寸。

所述步骤1)中，预拔长后，坯料横截面为正方形，正方形边长为锻件最终直径的1.5倍。

所述步骤2)中，使用平砧沿同一方向对坯料进行两道次的单向大变形，第一道次的压下量为25％，第二道次的压下量为15％。压下率计算公式为：

压下率＝ΔH/H

其中，ΔH为在下平砧不发生位移的情况下，锻造过程中上平砧压下的距离；H为坯料原始高度；坯料为圆柱体且压下方向沿直径方向时，则H取直径尺寸。

所述步骤2)中，两道次的单向大变形后，钢锭呈扁方状。

所述步骤3)中，保温时间在2小时以上(一般为2～10小时)，以减小后续拔长过程的变形抗力并使已闭合的孔洞型缺陷有更充分的时间愈合。

所述步骤4)中，两道次的单向大变形后，将坯料翻转90°，使用WHF法或FM法进行拔长两个道次，每次压下率均为20％；在两个道次结束后，继续将坯料拔长至最终尺寸。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明提出了一种使用小压力高效愈合钢锭内部孔洞型缺陷的锻造方法，此方法与WHF法或FM法等常规拔长方法相比，能够大大增加坯料内部应变，从而有利于坯料内部孔洞型缺陷的愈合，大大减少锻件因中心疏松未锻合而无法通过探伤检测导致报废的可能。

2、本发明提出了一种使用小压力高效愈合钢锭内部孔洞型缺陷的锻造方法，此方法适用于将各种尺寸的钢锭锻造为轴类件的自由锻过程。在压机压力较小，无法对钢锭镦粗的情况下，可以使用本方法直接进行拔长。在仅使用拔长工艺的情况下即可保证锻件心部缺陷的愈合，所需压力较小，使用小压力压机即可锻造较大尺寸的轴类锻件，扩展了设备的适用范围。

3、本发明提出了一种使用小压力高效愈合钢锭内部孔洞型缺陷的锻造方法，可以使用较小的压下率保证坯料内部孔洞型缺陷的愈合。与传统工艺相比，使用此方法可以在保证锻件质量的情况下获得直径更大的合格锻件，扩展了锻件的应用范围。

附图说明

图1-图4为锻造流程示意图，其中：

图1为钢锭形态示意图。

图2为预拔长过程示意图。