[发明专利]一种制造轴锻件的方法及由其制得的轴锻件

说明书

本发明提供一种制造轴锻件的方法，所述方法通过严格控制锻造过程中的拔长和镦粗的次数、顺序、拔长比和镦粗比，并采用空冷和砂冷的热处理工艺代替常规的起伏等温缓冷工艺，有利于内应力的扩散，且不易变形以及能起到扩氢作用，无需大型燃气加热炉即可制得无白点缺陷的轴锻件，降低了生产成本和能耗，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及金属材料锻造技术领域，尤其涉及一种制造轴锻件的方法及由其制得的轴锻件。

背景技术

白点是钢材中的氢在锻后应力的作用下形成的裂纹，白点对产品是有害缺陷。当产品发现白点后，同一熔炼炉号原材料生产的产品作报废处理，尤其对含碳量低的碳锰钢、合金钢等白点倾向性高的钢材，极易出现白点。

CN109457118A公开了一种减轻10Ni3MnCuAl钢中白点的方法，通过从电渣重熔渣料的选择上入手，确定渣料的配方，并结合冶炼渣料的烘烤手段，选择采用高纯石墨坩埚对渣料预先进行烘烤，将渣料储存过程中吸气带来的氢与石墨进行反应，以便将渣料中的氢预先进行很好地去除，从而一定程度上缓解了10Ni3MnCuAl钢种白点的现象，但该方法不仅对原料和设备的依赖性高，而且还引入烘烤步骤，能耗较高。

CN105543644A公开了一种齿轮钢SCM822H制造工艺，同样也是通过控制化学成分来解决锻件中白点的问题，需要利用炉子进行退火和回火处理，能耗较高，热处理效率低。

其中，18CrNiMo7-6钢是一种白点敏感性强的钢种，其在锻造后钢的内部容易出现白点缺陷，特别是大尺寸锻制扁钢在雨季时更为敏感。白点是由于钢内的氢在应力作用下产生的一种裂纹缺陷，溶解在钢液中的氢在钢锭凝固时留在钢内形成的固溶体，呈过饱和状态，在热加工后的冷却过程中，当冷速较快时，原子氢转变为分子氢，未逸出的氢分子存在于晶界间，在钢材中产生极大的压力而形成裂纹。合金钢白点的色泽光亮，碳素钢的较暗些。白色斑点的平均直径由几毫米到几十毫米不等。白点的存在对钢的性能有极为不利的影响，它使钢的力学性能降低，热处理淬火时使零件开裂，使用时造成零件的断裂。

一般在锻后采用起伏等温缓冷锻后热处理工艺，以防止白点缺陷的产生。

这种工艺包括如下步骤：

(1)大型燃气加热炉加热到450～550℃待料；

(2)轴锻件锻完进上述炉子在630～650℃等温3小时；

(3)再炉冷到280～320℃，保温6小时；

(4)再加热到930℃；保温10小时；

(5)出炉空冷到280～320℃，进炉保温6小时；

(6)再加热到600℃，保温20小时；

(7)炉冷到400℃出炉空冷。

但是该方法需要大型燃气加热炉，不仅处理成本高，且生产效率较低。

CN102424934A公开了一种通过严格控制对钢材淬透性和晶粒度有重大影响的化学元素C、Mn、Nb、Al和N的窄范围，达到具有窄淬透性带和合格晶粒度及晶粒度耐久性的双重目的，从而解决了18CrNiMo7-6钢白点缺陷的问题，但该方法需要严格控制原料以及配料的组成，限制性较大且锻造工艺和热处理工艺步骤复杂，难以推广使用。

因此，急需开发一种能耗低、操作简单的制造轴锻件的方法，以低能耗和高效率的方式解决现有锻件白点缺陷的问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种制造轴锻件的方法，所述方法中钢锭经三次拔长、两次墩粗、两次加热并通过控制拔长和墩粗锻比，与锻后空冷和砂冷的热处理工艺相组合，能够消除轴锻件中的白点，起到良好的扩氢作用，无需大型燃气加热炉即可制得无白点缺陷的轴锻件，降低了生产成本和能耗，提高了生产效率；利用该方法制得的轴锻件无白点缺陷，强度和性能得到较好的提升。