大型軸類鍛件的傾斜鍛造法制造技術

一種大型軸類鍛件的傾斜鍛造法，將普通布砧方式加以改變，進行傾斜布置，使砧子的長度方向與鍛件的軸線交叉成一定角度，這個角度的取值范圍可以是０°～９０°，使鍛件沿著軸線方向形成螺旋狀纖維組織。上砧與下砧的長度方向可以平行，也可以交叉，上砧的長度方向與鍛件的長度方向之間的夾角，可以與下砧的長度方向與鍛件的長度方向之間的夾角相等，也可以不相等。上、下型砧至少有一個是傾斜布置。本發明專利技術可以縮短加工流程，降低能耗，改善大型軸類鍛件的力學性能分布，實現小鍛比鍛造。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于一種大型軸類鍛件的傾斜鍛造法。
技術介紹
大型鍛件是指需IOMN(IOOO噸)以上鍛造液壓機生產的自由鍛件，大致 相當于5噸以上的軸類鍛件和2噸以上的盤類鍛件，用來制造重大技術裝 備的關鍵零部件，如火電機組的轉子、核電機組中的容器部件等。大型軸 類鍛件的塑性加工成形主要靠拔長來完成。目前拔長有上、下平砧拔長， 上、下V型砧拔長，上平砧、下V型砧拔長以及上用平砧下用大平臺拔長 (又稱FM鍛造法)來完成。上述幾種拔長工藝中，砧子的長度方向與鍛件的 軸線垂直。用這些方法生產的軸類鍛件，成形后所形成的纖維方向基本上 平行于軸的中心線，金屬流線單一，導致其縱向的力學性能要比橫向的力 學性能高，存在力學性能的異向性。目前軸類鍛件加工裝機后的工況有二種情況 一種情況是軸向受載為 主，另一種情況是橫向受載為主。前者要求縱向力學性能高；后者要求橫 向力學性能高；而實際生產的軸類鍛件往往滿足不了后者的技術要求。為 了達到其技術要求，可以從提高冶金質量入手，提高其整體力學性能。另 外，還可以通過反復鐓粗一拔長，增加變形量(增加鍛比)來提高整體 力學性能。即使如此，由于缺乏控制軸類鍛件的橫向力學性能的針對性手 段，鍛件的橫向力學性能還是比縱向力學性能低，而且生產成本高昂。經 過檢索現有技術發現，劉助柏等人提出了 水平V型錐面砧鍛造新工藝 的專利技術專利(中國專利，申請號97101491.4)，試圖改變金屬流向和促使變 形體內變形均勻，實現軸類鍛件的等向鍛造和小鍛比鍛造。但應用該鍛造 法時，金屬流向在三維空間呈紊流分布，不好控制方向，難以分配鍛件的 各向力學性能。而現有的其他拔長工藝還沒有針對性地控制橫向力學性能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于在大型軸類鍛件的拔長操作中，采用一種新型的 傾斜布砧方式，控制金屬流向，使金屬內部流線呈現螺旋狀，實現軸類鍛 件力學性能的方向性控制，可以采用合適的傾斜角度來針對性提高軸類鍛 件的橫向力學性能。在本專利技術的實施中，上砧與下砧的長度方向可以平行，也可以交叉， 也就是說，上砧的長度方向與鍛件的長度方向之間的夾角a，可以與下砧 的長度方向與鍛件的長度方向之間的夾角a相等，也可以不相等。在本專利技術的實施中，上下型砧可以是相同的型砧，也可以是不同的型 砧。在采用相同型砧的時候，上下型砧的結構參數可以相同，也可以不同。 在本專利技術的實施中，上下型砧至少有一個是傾斜布置。本專利技術的有益效果1. 縮短加工流程，降低能耗。例如，常見的轉子生產工藝是三鐓三拔， 而采用本工藝可以減少一次鐓拔，即可改善轉子的橫向力學性能；同時由 于可以減少火次，進而降低了能耗。2. 改善大型軸類鍛件的力學性能分布。在軸類零件的成形過程中，采 用本工藝可以圍繞鍛件的軸線方向形成螺旋狀纖維組織，來實現鍛件力學 性能分布的控制。3. 實現小鍛比鍛造。采用本工藝可以不通過反復鐓粗拔長、增加鍛比 來提高鍛件力學性能，實現小鍛比鍛造。附圖說明圖1是本專利技術平砧傾斜鍛造法示意圖； 圖2是本專利技術平砧傾斜鍛造法俯視圖； 圖3是本專利技術錐面砧傾斜鍛造法俯視圖； 圖4是本專利技術錐面砧A-A剖視圖。具體實施方式這種鍛造法的要點是將普通布砧方式加以改變，進行傾斜布置，使 砧子1和砧子3的長度方向與鍛件2的軸線交叉成一定角度ct ，如圖1和 圖2所示，這個角度的取值范圍可以是(T 90° 。當ct-9(T時，該鍛 造法的布砧方式就成為普通拔長的布砧方式。在鍛造過程中，可以使用兩種進給路線。其一，壓完一趟以后，旋轉 90°，再壓下一趟；其二，壓下一次以后，旋轉90°，再壓下一次，再旋轉 90°，再壓下一次，以此類推，在鍛件2的四個表面上都壓下一次以后，再 送進。無論使用哪種進給路線，都會像擰麻花一樣，在鍛件2內部形成螺 旋纖維組織。這樣的纖維組織糾纏在一起，無論在軸線方向，還是在橫向 方向，都會產生很強的韌性，提高軸類鍛件2的抗沖擊能力。為提高拔長效率，同時控制內部應力狀態，可以將普通平砧傾斜鍛造 法中的上平砧l和下平砧3替換成錐面砧4，如圖3所示，或者其他型砧。 與上述類似，該鍛造法同樣可以在在鍛件2內部形成螺旋纖維組織。采用 錐面砧4的時候，錐面砧4的兩個傾斜面夾角/ ，如圖4所示，可以在(T 60°內變動。對長1045mm、寬300mm、高450mm的方型截面45鋼鍛件2，在高 溫爐中加熱到122(TC，均溫后在1250噸水壓機上使用上平砧1和和下平砧 3進行拔長鍛造，使砧子的長度方向與鍛件的長度方向交叉成45° ，所選 用的上平砧l和和下平砧3長1045mm，寬300mm，高450mm。拔長一趟 以后，翻轉9(T再進行一趟拔長，每次壓下量控制在20%左右，再使用120° 或135°上、下V形砧滾圓。變形后的鍛件2按正常工藝進行熱處理。與普 通平砧拔長法相比，可以提高橫向力學性能5 50%。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大型軸類鍛件的傾斜鍛造法，其特征在于：在大型軸類鍛件成形過程中，將普通布砧方式加以改變，使上砧（１）和下砧（３）的長度方向與鍛件（２）的軸線交叉成一定角度α，這個角度的取值范圍可以是０°～９０°。

【技術特征摘要】
1、一種大型軸類鍛件的傾斜鍛造法，其特征在于在大型軸類鍛件成形過程中，將普通布砧方式加以改變，使上砧(1)和下砧(3)的長度方向與鍛件(2)的軸線交叉成一定角度α，這個角度的取值范圍可以是0°～90°。2、 根據權利要求1所述的大型軸類鍛件的傾斜鍛造法，其特征在于 上砧(1)與下砧(3)的長度方向可以平行，也可以交叉，上砧(1)的長 度方向與鍛件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：倪利勇，
申請(專利權)人：廣東海洋大學，
類型：發明
國別省市：44[中國|廣東]