專利名稱：利用電渣重熔的空心毛坯鍛造環(huán)筒件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)筒型鍛件熱成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用電渣重熔的空心毛坯鍛造環(huán)筒件的方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外鍛造大型環(huán)筒件的方法主要是采用實心毛坯，經(jīng)加熱、鐓粗、沖孔后形成環(huán)坯，再由芯棒拔長或馬杠擴孔至相應(yīng)尺寸。這種鍛造方法的缺點是①實心毛坯中心材料在沖孔工序中作為廢料處理，造成材料浪費、能耗增加。②工藝流程冗長、火次過多、變形不均勻、容易產(chǎn)生附加應(yīng)力導(dǎo)致鍛造裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供了一種利用電渣重熔的空心毛坯鍛造環(huán)筒件的方法，可以有效克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，其特征是將電渣重熔的空心毛坯加熱后放在設(shè)定的鐓粗模具內(nèi)鐓粗變形至設(shè)定高度，再回爐加熱后放在設(shè)定的擴擠模具內(nèi)進行擴擠變形，再將擴擠變形后的坯料重新加熱后，放在設(shè)定的縮孔模具內(nèi)進行縮孔變形，達到鍛件要求尺寸。具體操作步驟是①將鐓粗用漏盤連同與其裝配在一起的鐓粗用筒模置于壓機平臺上，將加熱后的電渣重熔的空心毛坯放在鐓粗用筒模的內(nèi)部鐓粗用漏盤上，再將鐓粗用“T”型砧放在電渣重熔的空心毛坯上，開動壓機通過鐓粗用“T”型砧對空心毛坯施壓使其產(chǎn)生鐓粗變形至鐓粗用“T”型砧的上表面與鐓粗筒模上端齊平時停止施壓，在鐓粗用“T”型砧的上面放置墊塊，再次開動壓機通過墊塊和鐓粗用“T”型砧對空心毛坯繼續(xù)施壓，直至空心毛坯達到工藝設(shè)定的高度，得到鐓粗后的坯料；②將上端裝有定位桿的下定位臺置于擴擠用漏盤的中心孔中，將上述裝置放置于壓機平臺上，將鐓粗后的坯料重新加熱后放在下定位臺上，壓機輕壓下，使鐓粗后的坯料與下定位臺充分接觸，實現(xiàn)鐓粗后的坯料的找正、定位，壓機抬起，將擴擠用筒模套裝于擴擠用漏盤上，將中心開有定位孔的擴擠用沖頭放置在鐓粗后的坯料上面，并且使下定位桿插入擴擠用沖頭的定位孔內(nèi)，將空心墊塊置于擴擠用沖頭上面，開動壓機，通過空心墊塊和擴擠用沖頭對鐓粗后的坯料施壓，直至擴擠用沖頭的下表面達到工藝設(shè)定的高度，再將下定位臺連同其上的定位桿去除后，再啟動壓機通過加裝的空心墊塊和擴擠用沖頭對鐓粗后的坯料施壓，完成擴擠過程，得到擴擠后的坯料，其中下定位臺和擴擠用沖頭的形狀以及空心墊塊的個數(shù)根據(jù)工藝設(shè)定；③將縮孔用筒模連同與其裝配為一體的縮孔用漏盤置于壓機平臺上，將擴擠后的坯料重新加熱后放在縮孔用筒模內(nèi)，將縮孔用砧子放在擴擠后的坯料上，并將套環(huán)套在縮孔用砧子的外面，開動壓機，通過縮孔用砧子和套環(huán)對擴擠后的坯料施壓，直至擴擠后的坯料上端面達到工藝設(shè)定的高度后，撤去套環(huán)，再將縮孔用筒模、縮孔用漏盤和擴擠后的坯料一并吊起，將支撐環(huán)置于縮孔用漏盤下方，開動壓機，通過縮孔用砧子對擴擠后的坯料施壓，直至縮孔用砧子的上端面與縮孔用筒模的上端面齊平，將墊塊置于縮孔用砧子的上面， 開動壓機通過墊塊和縮孔用砧子對擴擠后的坯料施壓，完成縮孔變形全過程，得到成形的鍛件，其中墊塊的個數(shù)根據(jù)工藝設(shè)定。本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果是I、與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用空心毛坯成形，鍛造過程中無沖孔廢料產(chǎn)生，提高了材料利用率。2、與傳統(tǒng)的自由鍛工藝相比，由于采用了模內(nèi)成形，變形均勻，鍛件形狀規(guī)整，且成形過程和產(chǎn)品質(zhì)量易于控制。變形過程中坯料大部分區(qū)域處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，可有效防止鍛造裂紋的產(chǎn)生，又能鍛合鑄坯內(nèi)大部分原始缺陷，獲得致密組織。3、電渣重熔的環(huán)坯內(nèi)樹枝晶較為發(fā)達、頑固，其鑄態(tài)結(jié)構(gòu)用自由鍛方式很難有效地破碎，本發(fā)明所采用的模內(nèi)鍛造變形、擴擠變形與縮孔變形，均能在坯料內(nèi)產(chǎn)生顯著的剪應(yīng)變，可使原始粗晶充分破碎，有利于獲得細勻化的組織，能夠提高鍛件的內(nèi)在質(zhì)量。4、坯料經(jīng)模內(nèi)鍛造、擴擠變形和縮孔變形后，沿徑向、切向與軸向均獲得足夠的變形量，有利于產(chǎn)品力學(xué)性能的綜合提高。


圖I空心毛坯在鐓粗用模具內(nèi)進行鐓粗變形的結(jié)構(gòu)示意圖，左半部為鐓粗前示意圖，右半部為繳粗后不意圖。圖2為坯料在擴擠模具內(nèi)進行擴擠變形的示意圖，左半部為擴擠變形前示意圖， 右半部為擴擠變形中途示意圖。圖3為擴擠變形終了示意圖。圖4為坯料在縮孔模具內(nèi)進行縮孔變形的結(jié)構(gòu)示意圖，左半部分為進行縮孔變形前的示意圖，右半部分為縮孔終了示意圖。
圖中I一鐓粗用漏盤
2—鐓粗用筒模
3—空心鑄坯
4一鐓粗用“T”型砧
5—塾塊
6—擴擠用漏盤7—擴擠用筒模
8一下定位臺
9 一定位桿
10—鐓粗后的坯料
11一擴擠用沖頭
12—空心墊塊
13—擴擠后的還料
14 一支撐環(huán)
15—縮孔用漏盤
16—縮孔用筒模
17—縮孔用砧子
18—套環(huán)
19一塾塊
20—成形后的鍛件
具體實施例方式I.如圖I所示，將鐓粗用漏盤I連同與其裝配在一起的鐓粗用筒模2置于壓機平臺上，將加熱后的電渣重熔的空心毛坯3放在鐓粗用筒模2的內(nèi)部鐓粗用漏盤I上，再將鐓粗用“T”型砧4放在電渣重熔的空心毛坯3上，開動壓機通過鐓粗用“T”型砧4對空心毛坯3施壓使其產(chǎn)生鐓粗變形至鐓粗用“T”型砧4的上表面與鐓粗筒模2上端齊平時停止施壓，在鐓粗用“T”型砧4的上面放置墊塊5，再次開動壓機通過墊塊5和鐓粗用“T”型砧4 對空心毛坯3繼續(xù)施壓，直至空心毛坯3達到設(shè)定的高度H1，得到鐓粗后的坯料10 ；2.如圖2、圖3所示，將上端裝有定位桿9的下定位臺8置于擴擠用漏盤6的中心孔中，將上述裝置放置于壓機平臺上，將鐓粗后的坯料10重新加熱后放在下定位臺8上，壓機輕壓下，使鐓粗后的坯料10與下定位臺8充分接觸，實現(xiàn)鐓粗后的坯料10的找正、定位， 壓機抬起，將擴擠用筒模7套裝于擴擠用漏盤6上，將中心開有定位孔的擴擠用沖頭11放置在鐓粗后的坯料10上面，并且使下定位桿9插入擴擠用沖頭11的定位孔內(nèi)，將空心墊塊 12置于擴擠用沖頭11上面，開動壓機，通過空心墊塊12和擴擠用沖頭11對鐓粗后的坯料 10施壓，直至擴擠用沖頭11的下表面達到設(shè)定高度H2，再將下定位臺8連同其上的定位桿 9去除后，再啟動壓機通過加裝的空心墊塊12和擴擠用沖頭11對鐓粗后的坯料10施壓，完成擴擠過程，得到擴擠后的坯料13，其中下定位臺8和擴擠用沖頭11的形狀以及空心墊塊 12的個數(shù)根據(jù)工藝設(shè)定；3.如圖4所示，將縮孔用筒模16連同與其裝配為一體的縮孔用漏盤15置于壓機平臺上，將擴擠后的坯料13重新加熱后放在縮孔用筒模16內(nèi)，將縮孔用砧子17放在擴擠后的坯料13上，并將套環(huán)18套在縮孔用砧子17的外面，開動壓機，通過縮孔用砧子17和套環(huán)18對擴擠后的坯料13施壓，直至擴擠后的坯料13上端面達到工藝設(shè)定高度H3后，撤去套環(huán)18，再將縮孔用筒模16、縮孔用漏盤15和擴擠后的坯料13 —并吊起，將支撐環(huán)14 置于縮孔用漏盤15下方，開動壓機，通過縮孔用砧子17對擴擠后的坯料13施壓，直至縮孔用砧子17的上端面與縮孔用筒模16的上端面齊平，將墊塊19置于縮孔用砧子17的上面， 開動壓機通過墊塊19和縮孔用砧子17對擴擠后的坯料13施壓，完成縮孔變形全過程，得到成形的鍛件20，其中墊塊19的個數(shù)根據(jù)工藝設(shè)定
權(quán)利要求
1.一種利用電渣重熔的空心毛坯鍛造環(huán)筒件的方法，其特征是將電渣重熔的空心毛坯加熱后放在設(shè)定的鐓粗模具內(nèi)鐓粗變形至設(shè)定高度，再回爐加熱后放在設(shè)定的擴擠模具內(nèi)進行擴擠變形，再將擴擠變形后的坯料重新加熱后，放在設(shè)定的縮孔模具內(nèi)進行縮孔變形， 達到鍛件要求尺寸。
2.如權(quán)利要求I所述的利用電渣重熔的空心毛坯鍛造環(huán)筒件的方法，其特征在于，具體操作步驟是①將鐓粗用漏盤(I)連同與其裝配在一起的鐓粗用筒模(2)置于壓機平臺上，將加熱后的電渣重熔的空心毛坯(3)放在鐓粗用筒模(2)的內(nèi)部鐓粗用漏盤(I)上，再將鐓粗用 “T”型砧(4)放在電渣重熔的空心毛坯(3)上，開動壓機通過鐓粗用“T”型砧(4)對空心毛坯(3)施壓使其產(chǎn)生鐓粗變形至鐓粗用“T”型砧(4)的上表面與鐓粗筒模(2)上端齊平時停止施壓，在鐓粗用“T”型砧(4)的上面放置墊塊(5)，再次開動壓機通過墊塊(5)和鐓粗用“T”型砧(4)對空心毛坯(3)繼續(xù)施壓，直至空心毛坯(3)達到設(shè)定的高度H1，得到鐓粗后的還料(10)；②將上端裝有定位桿(9)的下定位臺(8)置于擴擠用漏盤￠)的中心孔中，將上述裝置放置于壓機平臺上，將鐓粗后的坯料(10)重新加熱后放在下定位臺(8)上，壓機輕壓下， 使鐓粗后的坯料(10)與下定位臺(8)充分接觸，實現(xiàn)鐓粗后的坯料(10)的找正、定位，壓機抬起，將擴擠用筒模(7)套裝于擴擠用漏盤(6)上，將中心開有定位孔的擴擠用沖頭(11) 放置在鐓粗后的坯料(10)上面，并且使下定位桿(9)插入擴擠用沖頭(11)的定位孔內(nèi)， 將空心墊塊(12)置于擴擠用沖頭(11)上面，開動壓機，通過空心墊塊(12)和擴擠用沖頭(11)對鐓粗后的坯料(10)施壓，直至擴擠用沖頭(11)的下表面達到設(shè)定高度H2，再將下定位臺(8)連同其上的定位桿(9)去除后，再啟動壓機通過加裝的空心墊塊(12)和擴擠用沖頭(11)對鐓粗后的坯料(10)施壓，完成擴擠過程，得到擴擠后的坯料(13)，其中下定位臺(8)和擴擠用沖頭(11)的形狀以及空心墊塊(12)的個數(shù)根據(jù)工藝設(shè)定；③將縮孔用筒模(16)連同與其裝配為一體的縮孔用漏盤(15)置于壓機平臺上，將擴擠后的坯料(13)重新加熱后放在縮孔用筒模(16)內(nèi)，將縮孔用砧子(17)放在擴擠后的坯料(13)上，并將套環(huán)(18)套在縮孔用砧子(17)的外面，開動壓機，通過縮孔用砧子(17) 和套環(huán)(18)對擴擠后的坯料(13)施壓，直至擴擠后的坯料(13)上端面達到工藝設(shè)定高度 H3后，撤去套環(huán)(18)，再將縮孔用筒模(16)、縮孔用漏盤(15)和擴擠后的坯料(13) —并吊起，將支撐環(huán)(14)置于縮孔用漏盤(15)下方，開動壓機，通過縮孔用砧子(17)對擴擠后的坯料(13)施壓，直至縮孔用砧子(17)的上端面與縮孔用筒模(16)的上端面齊平，將墊塊(19)置于縮孔用砧子(17)的上面，開動壓機通過墊塊(19)和縮孔用砧子(17)對擴擠后的坯料(13)施壓，完成縮孔變形全過程，得到成形的鍛件(20)，其中墊塊(19)的個數(shù)根據(jù)工藝設(shè)定。
全文摘要
一種利用電渣重熔的空心毛坯鍛造環(huán)筒件的方法，屬于環(huán)筒鍛件熱成形技術(shù)領(lǐng)域，特征在于其工藝步驟是①在壓機上通過設(shè)定的鐓粗用模具對電渣重熔的空心毛坯進行閉式鐓粗到達工藝設(shè)定的高度；②在壓機上通過設(shè)定的擴擠用模具對鐓粗后的坯料進行擴擠復(fù)合變形；③在壓機上通過設(shè)定的縮孔用模具對擴擠變形后的坯料進行縮孔變形，到達成品鍛件的尺寸要求。優(yōu)點是①與現(xiàn)有技術(shù)相比較，可節(jié)省材料，降低成本；②采用模內(nèi)成形，可控性強，變形過程中材料處于壓應(yīng)力狀態(tài)能防止開裂，有利于鍛合鑄坯內(nèi)原始缺陷。③模內(nèi)鐓粗變形、擴擠復(fù)合變形與縮孔變形，均能在坯料內(nèi)產(chǎn)生顯著的剪應(yīng)變，可破碎電渣熔鑄毛坯內(nèi)的樹枝晶，獲得細勻的微觀組織，提高材料的質(zhì)量。
文檔編號B21J5/06GK102581189SQ20121002131
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者劉建生, 安紅萍, 武建國, 鄭曉華 申請人:太原科技大學(xué)