技術特征：

1.一種多單元同質金屬疊鍛生產(chǎn)主軸鍛件的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、根據(jù)材質計算焊合所需應變量及溫度等因素的影響，依據(jù)在大鍛件的生產(chǎn)過程中，鍛坯內(nèi)部宏觀與微觀空洞型缺陷的閉合條件：

${\mathrm{\γ}}_s\left(\frac{{\mathrm{\σ}}_m}{{\mathrm{\σ}}_s}\right)=-F\left(V_0\right)$

式中：γ_s——八面體的切應變

V₀——原始的空洞率

其中，

確定空洞的面積，再根據(jù)空洞面積確定板坯單元體的截面尺寸，選擇出合適尺寸的軋制板坯；

步驟二、多個相同材質的金屬板坯單元體在進行堆疊之前，對板坯單元體的接觸面進行處理，首先去除板坯單元體表面的氧化皮，然后用有機溶劑清洗板坯單元體的表面；以確保板坯單元體需要焊接的接觸面高度清潔，無雜質、油漬及表面氧化物等殘留，盡可能地減少主軸鍛件的缺陷；

步驟三、將清潔后的板坯單元體逐層堆疊，然后快速地轉入到真空焊接室內(nèi)，采用激光束融化母材的方式，對堆疊的板坯單元體的各結合處進行融合焊接；以使堆疊的板坯單元體形成一個整體，并防止結合處進入雜質，影響鍛造效果；

步驟四、將焊接成一體的堆疊板坯單元體平放在加熱爐的墊鐵上，單元體的焊接面平行于水平面，然后開始對板坯單元體進行加熱，加熱工藝為：在350℃保溫10小時后，以小于或等于50℃/小時的升溫速率將溫度升高到750℃，在750℃保溫7小時，然后再以小于或等于50℃/小時的升溫速率將溫度升高到1080℃，并在1080℃保溫12小時后，按照加熱爐的自動加熱功率快速升溫到1220℃，最后在1220℃保溫20小時；以在對板坯單元體進行加熱的同時，消除經(jīng)過激光束融合焊接的堆疊板坯單元體的內(nèi)應力；

步驟五、把加熱后的堆疊板坯單元體吊裝到水壓機的墩粗平臺上，對堆疊板坯單元體進行墩粗保壓焊合，墩粗保壓焊合的溫度、保溫時間和焊接比壓三者滿足菲克第二定律，使板坯單元體的裂隙型缺陷充分的焊合；菲克第二定律指出，在非穩(wěn)態(tài)擴散過程中，在距離x處，濃度隨時間的變化率等于該處的擴散通量隨距離變化率的負值，即

$\frac{\∂C}{\∂t}=-\frac{\∂J}{\∂x}$

將代入上式，得

$\frac{\∂C}{\∂t}=-\frac{\∂}{\∂x}\left(D\frac{dC}{dx}\right)$

式中：t——擴散時間(s)

C——擴散物質的體積濃度(kg/m³)

x——距離(m)

板坯單元體的裂紋在墩粗保壓焊合過程中，經(jīng)過裂尖鈍化、裂紋分節(jié)、裂腔球化、空洞愈合及質量均勻化等階段，最終完成愈合；

步驟六、對墩粗保壓焊合的堆疊板坯單元體進行高溫擴散處理，裂隙型缺陷的焊合是通過原子擴散來實現(xiàn)的，原子擴散走過的平均距離與擴散時間的平方根成正比，一般滿足以下公式：

$X=K\sqrt{\mathrm{\τ}}$

式中：X——原子的平均距離

τ——保溫時間

K——常數(shù)，與材質有關

步驟七、墩粗沖孔和馬杠擴孔成形。

2.根據(jù)權利要求1所述的多單元同質金屬疊鍛生產(chǎn)主軸鍛件的方法，其特征在于：所述步驟二，對板坯單元體的接觸面進行處理時，采用銑床去除板坯單元體表面的氧化皮。

3.根據(jù)權利要求1所述的多單元同質金屬疊鍛生產(chǎn)主軸鍛件的方法，其特征在于：所述步驟二，對板坯單元體的接觸面進行處理后，需保證加工后的板坯單元體表面粗糙度小于6.3。

4.根據(jù)權利要求1所述的多單元同質金屬疊鍛生產(chǎn)主軸鍛件的方法，其特征在于：所述步驟二，在去除板坯單元體表面的氧化皮之后，用來清洗板坯單元體表面的有機溶劑是丙酮或酒精。

5.根據(jù)權利要求1所述的多單元同質金屬疊鍛生產(chǎn)主軸鍛件的方法，其特征在于：所述步驟五，采用20SiMn作為主軸鍛件的材料時，該材質的焊接溫度為1100～1150℃，焊接比壓為5～10MPa，焊接時間為30～60min。

6.根據(jù)權利要求1所述的多單元同質金屬疊鍛生產(chǎn)主軸鍛件的方法，其特征在于：所述步驟六，堆疊板坯單元體主軸鍛件高溫擴散的速度是50～70mm/h。