[发明专利]一种钢锭CWHF锻造方法及凸面宽砧

说明书

本发明涉及一种钢锭CWHF锻造方法及凸面宽砧。凸面宽砧，包括：上砧体，具有上凸出部；下砧体，具有下凸出部；两个凸出部均具有凸面，两个凸面的形状相同且在上下方向上相对布置；凸面为工作面，该工作面为沿相应砧体的长度方向延伸的弧面，以用于锻造钢锭。钢锭拨长时，使用凸面宽砧的上、下砧体，使钢锭的难变形区产生一定量的变形，并且中部变形量明显增大，钢锭心部变形得到进一步加强，有利于心部缺陷的消除；而且，先在钢锭上下面形成凹面，翻转90°后，钢锭的侧面为凹面，这样能大幅减小甚至消除侧面展宽时凸起的产生，也就降低甚至消除了凸起内的拉应力，有效抑制裂纹的萌生与扩展，提高了钢锭的利用率，避免浪费，同时提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及一种钢锭CWHF锻造方法及凸面宽砧。

背景技术

大型钢锭内部存在大量的缩孔、疏松、夹杂、偏析等缺陷，需在后续锻造过程中消除这些缺陷。其中，WHF锻造法是一种宽砧强力压下锻造法，WHF法用的是上、下宽平砧，大压下率，为保证坯料心部的压应力状态和足够的变形，要求砧宽比应达到0.68～0.77，每次压下率至少为20%。上述方法主要着眼于钢锭心部的大变形，其心部的变形比用普通平砧拔长要大得多，对消除钢锭内部的缩孔、疏松等缺陷十分有利。同时，由于WHF法坯料变形对称，容易操作，特别适合于大型压力机锻造，目前在重机行业应用十分广泛。

在使用WHF锻造法拔长时，钢锭的截面应力应变分布如图1所示，区域Ⅰ由于受上下砧摩擦力的影响最大，该区域变形十分困难，称为难变形区；区域Ⅱ不但受摩擦力的影响最小，应力状态也有利于变形，因此该区域变形程度最大，称为大变形区，区域Ⅲ的变形程度介于区域Ⅰ和区域Ⅱ之间，称为小变形区。

由于区域Ⅲ在锻造时受到区域Ⅱ向外挤压，在区域Ⅲ的凸起部分会产生拉应力，拉应力容易造成区域Ⅲ的表面产生裂纹，因此，在锻造过程中需要随时停下来清理裂纹，降低了工作效率和钢锭的利用率，并且可能因耽误的时间长，钢锭温降过大，而不利于内部缺陷的锻合。此外，对于裂纹敏感性强的钢种，可能会因裂纹扩展而报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢锭CWHF锻造方法，以解决现有技术中的WHF锻造法容易在钢锭表面产生裂纹的技术问题；本发明的目的还在于提供一种凸面宽砧。

为实现上述目的，本发明凸面宽砧的技术方案是：

凸面宽砧，包括：

上砧体，具有向下凸出的上凸出部；

下砧体，具有向上凸出的下凸出部；

两个凸出部均具有凸面，两个凸面的形状相同且在上下方向上相对布置；

凸面为工作面，该工作面为沿相应砧体的长度方向延伸的弧面，以用于锻造钢锭。

有益效果是：钢锭拨长时，使用凸面宽砧的上、下砧体，使钢锭的难变形区产生一定量的变形，并且中部变形量明显增大，钢锭心部变形得到进一步加强，有利于心部缺陷的消除；而且，凸面宽砧压下后，先在钢锭上下面形成凹面，翻转90°后，钢锭的侧面为凹面，这样能大幅减小甚至消除侧面展宽时凸起的产生，也就大幅降低甚至消除了凸起内的拉应力，有效抑制裂纹的萌生与扩展，提高了钢锭的利用率，避免浪费，同时提高了工作效率。

进一步的，所述工作面在相应砧体的长度方向上由砧体的一端延伸至砧体的另一端，所述工作面的宽度与相应砧体的宽度相同。

有益效果是：以充分利用砧体的长度，锻造后使上下面形成完整的弧度而不是局部的弧度，翻转90°锻造时，具有完整弧度的侧面变形协调，展宽后侧面更加平整。

进一步的，相应砧体的长度与其宽度的比值为2.5-3.0。

进一步的，相应砧体的宽度与其凸出部的凸起高度的比值为4.5-5.5。

为实现上述目的，本发明钢锭CWHF锻造方法的技术方案是：