一種用空心鋼錠制作管板的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬塑性加工領(lǐng)域，涉及一種用空心鋼錠制作管板類鍛件的工藝，可以減少原料損耗，提高材料利用率，縮短工藝流程，并防止出現(xiàn)層狀裂紋。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，壓力容器其生產(chǎn)制造所用的管板類鍛件，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著十分重要的地位，一方面這類產(chǎn)品主要用于關(guān)系國計(jì)民生的化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)等部門；另一方面由于多數(shù)用于高溫高壓環(huán)境中，產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
[0003]管板類鍛件主要缺陷形式是在探傷中表現(xiàn)為密集性缺陷，廢品率在10?25%，有的高達(dá)40?50%，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和工期延誤。
[0004]從鍛件制造的角度看，管板屬于厚餅類實(shí)心鍛件，心部壓實(shí)難，擴(kuò)氫難，白點(diǎn)敏感性強(qiáng)，因此這類鍛件內(nèi)部質(zhì)量問題一直是困擾大鍛件熱加工技術(shù)人員的難題。面對造成管板產(chǎn)品報(bào)廢的夾雜、裂紋和白點(diǎn)等原因，研究人員在冶金、鍛造和熱處理等方面做出了許多努力。例如，韓靜濤、張永軍、趙中里等人在“控制大型餅類鍛件夾雜性缺陷的鍛造工藝及應(yīng)用”(《大型鑄鍛件》，2007年第2期)提出了采用控制預(yù)鐓粗變形量在40%左右、采用FM法鍛造壓實(shí)、控制終鍛火次及變形量的鍛造方法，旨在控制鋼中夾雜物的形貌變化及防止夾雜裂紋的出現(xiàn)。許樹森、史宇麟、陳鋼等提出了 “鍛造特大型管板的工藝方法”(專利號(hào)為ZL200510018071.5)。他們都注意到了管板類鍛件的層狀缺陷問題，并提出了相應(yīng)的技術(shù)主張，其技術(shù)要點(diǎn)的共同點(diǎn)在于是管板類鍛件在最后的鍛造成形過程中不能采用整體鐓粗，而要采用沿著管板中心旋轉(zhuǎn)鐓粗的方法。2002年，宋雷鈞等發(fā)表了 “空心鋼錠鍛造工藝的研究”(大型鑄鍛件，2002年第I期)，對30噸、65噸空心鋼錠的鍛造生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究分析，指出空心鋼錠的鋼錠利用率可達(dá)75%，得出了鍛比為2時(shí)就能鍛合顯微孔隙，且方向性不明顯的結(jié)論，這為采用空心鋼錠短流程生產(chǎn)鍛件提供了一定的依據(jù)。但以上技術(shù)手段都沒有采用空心鑄件為鍛造毛坯來制作管板類鍛件，沒有提出完整的工藝方案，在現(xiàn)行的管板鍛造成形過程中仍然需要采用多次鐓粗工序，工藝路線長，能耗高，材料利用率較低。
[0005]本發(fā)明提出用空心鋼錠制作管板的工藝，可以減少原料損耗，提高材料利用率，縮短工藝流程，并防止出現(xiàn)層狀裂紋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]壓力容器其生產(chǎn)制造所用的管板類鍛件，主要缺陷形式是層狀裂紋，在探傷中表現(xiàn)為密集性缺陷，廢品率在10?25%，有的工廠廢品率高達(dá)40?50%，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和工期延誤。為了防止出現(xiàn)層狀裂紋，本發(fā)明提出一種用空心鋼錠制作管板類鍛件的工藝，其主要技術(shù)路線是:鑄造空心鋼錠一倒棱一鐓粗一拔長一擴(kuò)孔一剖分一平整。這種用空心鋼錠制作管板的工藝可以減少原料損耗，提高材料利用率，降低能耗，縮短工藝流程，并防止出現(xiàn)層狀裂紋缺陷。
[0007]本發(fā)明提出的用空心鋼錠制作管板的具體工藝如下: (O為了防止夾雜性裂紋，采用真空冶煉和真空澆鑄，制作高徑比小于2的空心鑄造鋼錠，切去水口和冒口 ；
(2)倒棱以后，進(jìn)行鐓粗，提高鍛造比，以便使整體工藝的鍛造比在2以上，打碎粗晶，提高材料的變形均勻性，鍛合內(nèi)部微觀縮松空隙；為避免鐓粗后的鍛件出現(xiàn)剪裂，將鍛件鍛成圓環(huán)狀，繳粗以后圓環(huán)的聞度與厚度之比為1~2之間；
(3)進(jìn)行芯軸拔長和馬杠擴(kuò)孔，將鍛件鍛成圓筒狀，在擴(kuò)孔過程中，擴(kuò)孔砧的每次壓下量為5°/『25%，擴(kuò)孔轉(zhuǎn)角30°左右，擴(kuò)孔完成以后，形成圓筒形鍛件，其壁厚接近最終所需管板類鍛件的厚度；
(4)將圓筒狀鍛件沿其中心軸線一分為二，形成兩個(gè)半圓板；
(5)將半圓板壓平，并進(jìn)行小壓下量碾壓，防止晶粒過份長大，獲得所需管板類鍛件。
[0008]這種用空心鋼錠制作管板類鍛件的工藝可以減少原料損耗，提高材料利用率，縮短工藝流程，并防止出現(xiàn)層狀裂紋缺陷。
【附圖說明】
[0009]圖1是用空心鋼錠制作管板類鍛件的工藝路線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0011]實(shí)施例:
本實(shí)施例采用空心鑄件的尺寸Φ 1000/Φ 300/800，材料是20MnMo，在毛坯加熱至1200士 20°C時(shí)進(jìn)行倒棱，鐓粗至高度560mm，采用芯軸拔長和馬杠擴(kuò)孔，將鍛件鍛成圓筒狀，在擴(kuò)孔過程中，擴(kuò)孔砧的每次壓下量為10%，擴(kuò)孔轉(zhuǎn)角30°，擴(kuò)孔完成以后，形成圓筒形鍛件，其壁厚為300mm，采用等離子體切割法將圓筒狀鍛件沿其中心軸線一分為二，形成兩個(gè)半圓板；將半圓板壓平，并進(jìn)行小壓下量碾壓，獲得管板類鍛件。整個(gè)工藝過程中只需一次鐓粗，總體鍛比大于2，滿足閉合內(nèi)部空隙的要求，而且由于空心鍛件采用真空冶煉和真空澆注，夾雜密集區(qū)不在管板的中心，從而避免了出現(xiàn)層狀裂紋的危險(xiǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用空心鋼錠制作管板類鍛件的工藝，其特征在于:采用空心鑄造鋼錠為原料，經(jīng)過倒棱一鐓粗一拔長一擴(kuò)孔一剖分一平整等工序制作完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所稱的制作管板類鍛件的工藝，其特征在于:.1)采用真空冶煉和真空澆鑄，制作高徑比小于2的空心鑄造鋼錠，切去水口和冒口；.2)倒棱以后，進(jìn)行鐓粗，將鍛件鍛成圓環(huán)狀，鐓粗以后圓環(huán)的高度與厚度之比為1~2； .3)進(jìn)行芯軸拔長和馬杠擴(kuò)孔，將鍛件鍛成圓筒狀，在擴(kuò)孔過程中，擴(kuò)孔砧的每次壓下量為5°/『25%，擴(kuò)孔完成以后，形成圓筒形鍛件，其壁厚接近最終所需管板類鍛件的厚度； . 4)將圓筒狀鍛件沿其中心軸線一分為二，形成兩個(gè)半圓板； . 5 )將半圓板壓平，并進(jìn)行小壓下量碾壓，獲得所需管板類鍛件。
【專利摘要】壓力容器其生產(chǎn)制造所用的管板類鍛件，主要缺陷形式是層狀裂紋，在探傷中表現(xiàn)為密集性缺陷，廢品率在10～25％，有的工廠廢品率高達(dá)40～50％，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和工期延誤。為了防止出現(xiàn)層狀裂紋，本發(fā)明提出一種用空心鋼錠制作管板類鍛件的工藝，其主要技術(shù)路線是：鑄造空心鋼錠→倒棱→鐓粗→拔長→擴(kuò)孔→剖分→平整。這種用空心鋼錠制作管板的工藝可以減少原料損耗，提高材料利用率，降低能耗，縮短工藝流程，并防止出現(xiàn)層狀裂紋缺陷。
【IPC分類】B23P15-00
【公開號(hào)】CN104690514
【申請?zhí)枴緾N201510089546
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】電子科技大學(xué)中山學(xué)院, 倪利勇
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月27日