阅读说明：本技术 大型中厚饼类锻件锻造方法 (Forging method of large medium-thickness cake forge piece ) 是由 张瑞庆 王忠安 谢冬民 杜锦 张正清 任猛 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明为大型中厚饼类锻件锻造方法,其在保证产品质量的前提下,可减少锻造火次,节省原材料火耗,缩短锻造时间,降低生产成本。将锻件加热到预计温度,进行压窝和对外沿旋转压平,其特征在于：所述压窝为双面连续压窝,即对一个面进行压窝后随即翻身180度对另一个面进行压窝；最后旋转压平、滚外圆、平整两个被压窝的面、成形。(The invention relates to a method for forging large medium-thickness cake forgings, which can reduce the forging fire number, save the fire consumption of raw materials, shorten the forging time and reduce the production cost on the premise of ensuring the product quality. Heat the forging to expected temperature, carry out the indent and externally along rotatory flattening, its characterized in that: the dimpling is a double-sided continuous dimpling, namely, one surface is dimpling, and then the other surface is turned over for 180 degrees; finally, the two dented surfaces are flattened by rotating and flattening, rolling the outer circle and flattening and forming.)

大型中厚饼类锻件锻造方法

技术领域

本发明涉及到锻压制造技术领域，具体为大型中厚饼类锻件锻造方法。

背景技术

大型中厚饼类锻件如管板、顶盖、端盖等等，在其锻造过程中，薄的需要防止出现RST效应，即避免出现内部撕裂，厚的需要压实锻透，控制最后一火的心部变形量和终锻温度，保证晶粒细化，组织正常和较高的致密度，往往需要先大变形压实锻透，通常是镦粗+拔长，锻造火次比较多，操作时间比较长，材料火耗大、能源成本高。

发明内容

针对现有大型中厚饼类锻件锻造方法，锻造火次多、火耗大、能源成本高的缺点，本发明提供了大型中厚饼类锻件锻造方法，其在保证产品质量的前提下，可减少锻造火次，节省原材料火耗，缩短锻造时间，降低生产成本。

本发明的技术方案如下：将锻件加热到预计温度，进行压窝和对外沿旋转压平，其特征在于：所述压窝，即对一个面进行压窝后随即翻身180度对另一个面进行压窝；最后旋转压平、滚外圆、平整两个被压窝的面、成形。

其进一步特征在于：

所述压窝的方法为上平砧旋转压窝法，其具体工艺如下：

第一火：下料，将钢锭加热到1250℃，先预变形倒棱、压八方，切除冒口底部，然后下料八方；

第二火：将八方加热到1270℃，然后进行镦粗、滚圆、旋转压平到预计高度，接着按下列步骤操作：用上平砧在锻件的中心旋转压窝出第一凹档，深度为H1，然后再用冲子覆盖密集压窝，下压深度为H2，H1+H2之和为锻件当时厚度的10%～15%；设所用的平砧长度为a，宽度为b，锻件的直径为c，a=（0.5～0.7）c，通常选择上平砧的长度为锻件直径2/3上下；冲子直径为饼形锻件最终厚度的1.2倍-1.8倍。

第三火：先将锻件翻转180度，凹档朝下，再次加热至1270℃。接着用原来的上平砧在锻件的中心旋转压窝出第三凹档，深度为H3，然后再用冲子密集覆盖下压一定深度为H4，H3+H4之和为锻件当时厚度的10%～15%。

或者：

设所用的平砧长度为a，宽度为b，锻件的直径为c，d设为锻件的厚度，a=（0.5～0.7）c，通常选择上平砧的长度为锻件直径2/3上下，b=（0.5～1.5）d，压窝深度一步到位，第二火次按下面操作：将锻件加热到1270℃，然后进行镦粗、滚圆、旋转压平到预计高度，再用上平砧在锻件的中心旋转压窝出第一凹档，深度为H1， H1为锻件当时厚度的10%～15%。

第三火次：将锻件翻转180度，即凹档朝下，再次加热至1270℃，接着用上平砧在锻件的中心旋转压出凹档，凹档深度与上一个面压窝深度相同。

所述压窝的方法为圆冲组合压窝法，具体工艺如下：

第一火：将钢锭加热到1250℃，按照工艺规范加热和保温，出炉后先预变形倒棱，提高钢锭表面塑性，防止开裂，然后压八方，切除冒口和底部，然后拔八方下料，这一火次属于预变形及下料；

第二火：将八方加热到1270℃，然后进行大变形镦粗、滚圆、旋转压平到预计高度，接着按下列步骤操作：用冲头在以锻件中心为圆心的范围内，压出多层花瓣状向外扩展的形状的凹档，凹档的深度为锻件当时厚度的10%～15%，凹档的范围为锻件当时直径的50%～60%左右，冲头直径为锻件最终厚度的1.2倍～1.8倍。

第三火：将锻件翻身180度，凹档朝下，再次加热至1270℃，继续用原来使用的冲头，以锻件的中心为圆心，并向外扩展压出多层花瓣状形状的凹档，凹档的深度和范围与上一次相同；

第二三火次为大变形和成形；大变形关键点在于：当锻件心部温度处于1050℃以上时，被压合的疏松、缩孔等空洞型缺陷，可以通过原子扩散及时焊合并彻底消除；

所述压窝的方法为压窝饼双面压窝法，具体工艺如下：

第一火：将钢锭加热到1250℃，小变形倒棱、压八方，切除冒口底部，然后拔八方、下料。

第二火：将锻件加热到1270℃，先进行大变形镦粗、旋转压平、滚圆到预计高度，接着按下列步骤操作：用压窝饼在锻件的中心压窝，压窝饼直径为锻件高度的1.0倍～1.5倍，压窝深度为锻件当时厚度的10%～12%；然后将锻件翻转180度，接着用压窝饼在锻件的中心压出深度一样的窝，然后旋转压平至工艺高度，滚圆、平整、成形；这一火次属于大变形和成形，大变形的关键点在于：当锻件心部温度处于1050℃以上时，被压合的疏松、缩孔等空洞型缺陷，可以通过原子扩散及时焊合并彻底消除。

本工艺技术改变了现有技术中先压实锻透，再下料成形的传统套路，巧妙地省略了专门的镦粗、拔长工步，把压实锻透大变形的内容，转移到了成形过程。双凹压窝成形法，使用的上平砧或圆形冲头或压窝饼，比圆饼类锻件直径尺寸小很多，部分尺寸冲挤入锻件内部，变形方式类似于模锻。此时砧下锻件处于三向压应力状态，有利于压实内部疏松、裂纹等，又不会产生内部撕裂现象（RST效应）。在保证产品质量的前提下，可减少锻造火次1～2火，节省原材料2%以上，缩短锻造时间20%～40%，降低生产成本10%上下。

附图说明

图1为本发明工艺中的变形过程图；

图2为本发明中上平砧旋转压窝俯视的示意图；

图3为本发明中上平砧旋转压窝和冲头压窝之间位置关系的主视图；

图4为本发明中冲头压窝的俯视的示意图

图5为薄饼压窝时锻件内部变形区示意图；

图6为厚圆饼压窝时锻件内部变形区示意图。

具体实施方式

上平砧旋转压窝法

设所用的平砧长度为a，宽度为b，锻件的直径为c，a=（0.5～0.7）c，通常选择上平砧的长度为锻件直径2/3上下；冲子直径为饼形锻件厚度的1.2倍～1.8倍。

实施例1

第一火：将钢锭加热到1250℃，先进行预变形倒棱、压八方，切除冒口底部，下料八方1500×2760。

第二火：将八方锻件加热到1270℃，进行大变形镦粗、滚圆、旋转压平到480，用长3200×宽600的上平砧，在锻件中心约Φ3200范围内旋转压窝出第一凹档深40，再用Φ700的冲头密集压窝覆盖第一凹档，第二次冲头下压深度为30，两次压窝深度总共70mm。

第三火：锻件翻身180度，即凹档朝下。再次加热至1270℃，再用3200×600的上平砧，在锻件中心约Φ3200范围内旋转压窝出第一凹档深40，再用Φ700的冲头覆盖凹档密集下压，第二凹档压下深度为30。凹档总深还是70mm。这时，位于下方的凹档已基本上被完全压平了。然后旋转压平外沿及凹档至410，滚外圆、平整两个被压窝的面、成形。

实施例2

第一火，将钢锭加热到1250℃，先表面预变形倒棱、压八方，切除冒口底部，下料八方1500×2760。

第二火，将八方加热到1270℃，进行大变形镦粗、滚圆、旋转压平至高度480，然后用长3000×宽300的上平砧在锻件中心约Φ3000范围内直接旋转压窝出凹档深70。（长3000×宽300的上平砧，压机力量足够，可以一次性压下70mm。而用3200×600的平砧，由于压下面积较大，压机的力量只能压下40左右。所以在上一个应用实例中，还需要再用冲头再覆盖压下30。）

第三火，将锻件翻转180度，凹档朝下，再次加热至1270℃，还使用3000×300的上平砧，在锻件中心约Φ3000范围内再旋转压窝出凹档深70，最后旋转压平外沿及凹档至高410，滚外圆、平整两面、成形。

本实例中的第二三火次，属于大变形和成形。大变形的关键点在于：当锻件心部温度处于1050℃以上时，被压合的疏松、缩孔等空洞型缺陷，可以通过原子扩散及时焊合并彻底消除。

圆冲组合压窝法

实施例3

第一火：将钢锭加热到1250℃，按照工艺规范加热和保温。出炉后先预变形倒棱，提高钢锭表面塑性，防止开裂。然后压八方，切除冒口和底部，下料八方1480×2840。

第二火：将八方加热到1270℃，然后进行镦粗、旋转压平到高670，接着用冲头，冲头直径为锻件最终厚度的1.2～1.8倍，本实施例中冲头直径为Φ800，在以锻件中心为圆心压出多层花瓣状向外扩展的形状的凹档；凹档的深度为锻件当时厚度的10%～15%，凹档的范围为锻件当时直径的50%～60%，本实施例中凹档的深度70，凹档的直径为Φ1500，这一火次属于大变形，关键点在于：当锻件心部温度处于1050℃以上时，被压合的疏松、缩孔等空洞型缺陷，可以通过原子扩散及时焊合并彻底消除。

第三火：将锻件翻身180度，凹档朝下。加热至1270℃，继续用Φ800冲头在以中心为圆心Φ1500的范围内，压出多层花瓣状向外扩展的形状的凹档，凹档的深度为70。

最后旋转压平外沿及凹档至高度590，滚圆、平整、成形。

实施例4

压窝饼双面压窝法

第一火：将钢锭加热到1250℃，先进行小变形倒棱、压八方，切除冒口底部，然后下料八方1300×2100；

第二火：将八方加热到1270℃，先进行大变形镦粗、滚圆、旋转压平到高度670，接着用压窝饼在锻件的中心压窝；压窝饼直径为锻件高度的1.0倍～1.5倍；压窝深度为锻件当时厚度的10%～12%，本实施例中压窝饼直径采用Φ1100，窝深度为80，再将锻件翻转180度，继续用Φ1100压窝饼在锻件的中心压出深度为80的窝，然后旋转压平外沿及凹档至高度590，滚圆、平整、成形。这一火次属于大变形和成形，大变形的关键点在于：当锻件心部温度处于1050℃以上时，被压合的疏松、缩孔等空洞型缺陷，可以通过原子扩散及时焊合并彻底消除。

实施例5：

压窝饼双面压窝法

使用轧制方坯1000×680×400，锻造Φ1115×265管板。

第一火：加热到1250℃，倒八方、滚圆、旋转压平至高320。

第二火：用压窝饼在锻件的中心直接进行压窝，压窝饼直径为锻件高度的1.0倍～1.5倍；压窝深度为锻件当时厚度的10%～12%，本实施例中压窝饼直径采用Φ500，窝深度为35，然后将锻件翻转180度，凹档朝下，继续用Φ500压窝饼在锻件的中心压出深度为35的窝。最后将外沿及凹档旋转压平至270，滚圆、平整、成形。本实施例的锻造成形及过程也可在一火内完成。

本发明专利技术巧妙的省略了专门的镦粗，拔长工步，把压实锻透大变形的内容，转移到了形成过程。并且可以在锻件厚度尺寸变化不大的条件下就可以实现，所以，在保证产品质量的前提下，可减少锻造火次1～2火，节省原材料火耗2%～4%，缩短锻造时间20%～40%，降低生产成本10%以上。