[发明专利]铸轮静压力锻造工艺

说明书

本发明涉及的是一种锻造工艺，特别涉及的是一种铸轮静压力锻造工艺。铸轮(结晶轮)是生产铜、铝杆设备—铜、铝杆连铸连轧机的铸造关键零件，它必须具有良好的热传导性、抗热疲劳强度及机械强度，特别是铜杆连铸连轧机对铸轮的质量性能要求更高。

目前，国内多家制造商均采用纯铜及铜合金材料，经离心铸造成圆环形铸件，再经车削加工成成品铸轮，由此工艺制造的铸轮其内部组织疏松，热传导性、抗热疲劳强度及机械性能差，只能勉强满足铝杆连轧机的铸锭要求(铝锭铸锭温度为750℃)而根本无法在铜杆连轧机上使用(铜锭铸造温度为1150℃)。

鉴于以上原因，本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种能提高铸辊热传导性、抗热疲劳强度、机械性能，成品合格率高的铸轮静压力铸造工艺。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明铸轮静压力锻造工艺，是用冷锻或热锻的方法对工件进行径向锻造和轴向锻造，锻造比大于1.5以上采用热锻方法，锻造比小于1.5采用冷锻方法。

本发明采用径向锻造时是将工件毛坯—铸轮铜铸造圆环放置于压力头与可转动的支承之间，具有弹性、且可左右移动的夹持器将工件夹持定位，压力头向下移动，压入工件的深度至设计深度后即向上移动离开工件，松开夹持器，支承带动工件旋转，然后将工件夹持定位，压力头再次重复动作，重复上述动作，直至工件圆周均被锻造为止，轴向锻造时是将径向锻造的工件置于压力头和下镫间，压力头向下移动，接触工件后再压入工件至设计深度时即向上移动，旋转移动工件，重复下压动作，直至工件整个厚度平面轴向受压，完成轴向锻造过程。

上述径向锻造或轴向锻造时工件每次旋转的距离小于压力头宽度。

本发明采用热锻方法对工件进行锻造时的温度至少为500℃。

本发明采用热锻方法对工件进行锻造时温度为830℃。

凡具有可上、下(卧式为左、右)移动压力头(锻头)，并具有能使铜、铜合金(铜含量99％以上)变形的压力(锻造)设备均可用于本发明。

与已有的锻造工艺相比，本发明锻造工艺具有如下优点：

1，提高热传导性：

环形铸件在高压力作用下，其内部组织可获得更高的质密度(相对比重提高)，大大提高了热传导性。

2，提高抗热疲劳强度：

对环形铸件分别进行轴、径向(厚度、直径)施加均布载荷，使其内部在变形过程中，均匀一致，避免应力集中，提高了抗热疲劳强度。

3，提高机械强度：

锻造截面积变形量大，可将直径0.8米铸件锻至直径2米以上，延伸率大，提高了机械强度。

4，成品率高：

被锻工件的变形量，预先经计算，对压力机的压下距离的准确预置，以确保工件的最终尺寸。

下面介绍本发明的实施例：

图1为径向锻造工艺示意图。

图2为轴向锻造工艺示意图。

实施例1：

锻造成品外径φ2220毫米，内径φ2050毫米，厚度为140毫米。

其锻造工艺如下：

1，将工件—铜铸造圆环毛坯车削后其外径为φ1140毫米，内径φ642毫米，厚度165毫米。

2，径向锻造：

将经车削后的工件1加热至锻造温度830℃，放置于如图1所示的压力头2和支承芯棒3之间，具有弹性，且可左右移动的夹持器4将工件1夹持定位，压力头2向下移动，当接触工件时，工件受压力向下变形，压力头压入工件的深度为预先计算预置的深度(每次下移的距离、深度相同，并由压力设备自动控制)，当压力头第一次下压到位后即向上移动至原设定位置，此时松开夹持器，支承芯棒带动工件作旋转运动，工件旋转距离(即旋转角度弦长)略小于压力头之宽度L，然后夹持器将工件夹持定位，压力头再重复第一次动作……如此重复上述动作，直至工件圆周被锻造为止。此时工件外径φ1884毫米，内径φ1522毫米，厚度基本不变。

3，轴向锻造：

经过径向锻造的工件，余热(视其锻造设备自动化程度、锻造时间的长短而定)一般在400～500℃间，将其立即放入加热炉中再加热至830℃，将加热至锻造温度的工件放置于如图2所示的压力头5及下镫6之间，压力头向下移动，接触工件后再压入工件(下压深度事先经计算而预置)，到达下压预置位置时即向上移动至预置位置，旋转工件一个距离(此距离小于压力头宽度)，然后压力头重复第一次下降时的动作，工件重复上述同样动作……如此重复上述动作，直至工件整个厚度全部受压，完成轴向锻造全过程。此时工件外径φ2220毫米，内径φ2050毫米，设定压力设备的压入量为25毫米。

实施例2：