大口徑深盲孔工件的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種盲孔工件制備方法，特別是涉及一種大口徑深盲孔工件毛坯的制備方法。其特點是：首先將鋼錠（鋼坯）制成盲孔坯料，在擠壓機上將盲孔坯料擠壓成所需規(guī)格的零件毛坯。本發(fā)明將材料的改性和成型一次完成，較鋼錠鍛制成圓鋼，再將圓鋼切削成型的方法，可提高材料利用率、減小鋼錠重量、提高了產(chǎn)品質(zhì)量、降低制造成本，并提高生產(chǎn)效率。該方法可應(yīng)用于碳鋼、合金鋼、銅、鋁、鈦等材料大口徑深盲孔工件毛坯制造，特別是有效解決了高性能大口徑深盲孔工件毛坯的制造難題。
【專利說明】
大口徑深盲孔工件的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種盲孔工件制備方法，特別是涉及一種大口徑深盲孔工件毛坯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
一般盲孔工件毛坯的成形方法是:采用乳制或鍛制棒材，利用鍛壓設(shè)備的簡單往復運動，使金屬通過具有一定形狀和一定尺寸的模具，發(fā)生塑性變形而獲得所需要的工件形狀。對于大型深盲孔工件，由于受到鍛壓設(shè)備噸位和行程的限制，通常用圓鋼直接切削的方法加工，這大大增加了原材料重量。另外，對高性能工件，要求鋼錠材料應(yīng)有高的純凈度、低的成分偏析和高的性能均勻性，需要采用真空感應(yīng)、真空自耗或電渣重熔冶煉。但是，隨著鋼錠增大、鋼錠內(nèi)部質(zhì)量的控制難度及制造成本也將相應(yīng)增加。因此，鋼錠的尺寸和重量對大口徑深盲孔工件毛坯制造形成諸多限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:制備出大口徑深盲孔工件毛坯，且材料利用率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、制造成本低。
[0004]技術(shù)解決方案
大口徑深盲孔工件毛坯擠壓成形方法，其特征在于，首先將鋼錠制成盲孔坯料Mo，在擠壓機上將盲孔坯料Mo擠壓成深盲孔毛還M1。
[0005]所述盲孔坯料Mo的外徑Do、內(nèi)徑do、深I(lǐng) ο，深盲孔毛還M1的外徑D1、內(nèi)徑cU、孔深I(lǐng) i，其中:盲孔坯料KDf-cVVmf-cb2)彡3，盲孔坯料底部厚度為H，H彡180mm。
[0006]大口徑深盲孔工件毛坯擠壓成形方法步驟如下:
1)盲孔坯料制備:將鋼錠閉式墩粗，墩粗速度:50-100mm/s，鋼錠被鐓粗充滿墩粗筒后，保壓10-50s，然后以50-100mm/s的穿孔速度穿孔、制備盲孔坯料Mo，盲孔坯料Mo: (Do2-Cb2)/(Di2-Cl12)彡3，盲底厚度為H，H彡180mm;
2)活動芯棒預(yù)處理及裝配:活動芯棒外徑D2=do-(0?20mm)、長度l2=lo+h+(0?20mm)，活動芯棒2上端面上有圓孔，圓孔半徑為r、0<r<d2/2，裝配前先對活動芯棒外表面噴砂處理、涂玻璃潤滑劑;然后將活動芯棒2放置在擠壓墊I的子口內(nèi)，活動芯棒伸入子口深度h=35-55 mm，但不與擠壓墊做固定連接；
3)制坯后將盲孔坯料Mo加熱至1230?1290°C、保溫至坯料內(nèi)外溫度一致;除去盲孔坯料Mo氧化皮、并噴涂玻璃粉潤滑劑。將盲孔坯料Mo盲底向上裝入擠壓墊、活動芯棒、擠壓模、擠壓筒組成的型腔內(nèi)(放置在擠壓墊上)，然后動梁垂直向上驅(qū)動擠壓墊、擠壓墊帶動活動芯棒做向上推擠盲孔坯料Mo，Mo先從擠壓模內(nèi)流出、制得盲底，隨著繼續(xù)擠壓、坯料從活動芯棒與擠壓模形成的間隙中流出，形成深盲孔毛坯M1，擠壓墊上端面距離擠壓模下端面的距離為100 ± 20mm時停止擠壓，即完成擠壓成形；用沖剪器沖剪壓余，得到深盲孔毛坯此，動活動芯棒留在M1內(nèi)，將留在施內(nèi)的活動芯棒采用機械加工方式加工掉。
[0007]本發(fā)明將材料的改性和成型一次完成，較鋼錠鍛制成圓鋼，再將圓鋼切削成型的方法，可提高材料利用率、減小鋼錠重量、提高了產(chǎn)品質(zhì)量、降低制造成本，并提高了生產(chǎn)效率。特別是本發(fā)明可有效解決高性能大口徑深盲孔工件毛坯的制造難題。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明盲孔坯料Mo;
圖2為本發(fā)明擠壓墊與活動芯棒裝配圖；
圖3為本發(fā)明擠壓前裝配圖；
圖4為本發(fā)明擠壓成形示意圖；
I一擠壓墊，2—芯棒，3—擠壓模，4一還料，5—擠壓筒圖5為本發(fā)明擠制的深盲孔工件毛坯。
【具體實施方式】
[0009]實施例1
生產(chǎn)規(guī)格為Φ 470 X 40 X 6000mm(盲孔深5000mm)、材質(zhì)G31的深盲孔工件毛坯。
[0010]1、制坯
采用7.2噸鋼錠，在1.5萬噸制坯機上閉式墩粗，鐓粗速度65mm/s，鋼錠被鐓粗充滿墩粗筒后，保壓20s，然后以70mm/s的穿孔速度穿孔、制備盲孔坯料Mo，盲孔坯料Mo的外徑D0=950mm、孔內(nèi)徑do=385mm、還料孔深lo=760mm，盲底厚度H為350±20_。
[0011]2、芯棒預(yù)處理
制備活動芯棒2—支，活動芯棒2規(guī)格為Φ 380 X 65 X 820(直徑X壁厚X長度)，D2、d2、I2分別為活動芯棒2的外徑、內(nèi)徑、長度;先對活動芯棒2表面噴砂處理，然后將其預(yù)熱至100°C以上，外表面噴涂玻璃潤滑劑。
[0012]D2=380mm；d2=250mm；l2=820mm。
[0013]3、模具裝配
選取工裝模具、共四件，具體包括:內(nèi)徑為500mm的擠壓模3—件，950擠壓筒一件，950擠壓墊I一件，外徑為380mm活動芯棒2—件;活動芯棒2插入擠壓墊I子口的深度h為50mm;Di=500mm；di=380mm；
以上工裝模具按照圖3所示裝配。
[0014]4、深盲孔毛還M1擠制
制坯后將盲孔坯料Mo加熱至1260°C、保溫9h;除去盲孔坯料Mo氧化皮、并噴涂玻璃粉潤滑劑。
[0015]將噴涂潤滑劑的盲孔坯料Mo轉(zhuǎn)運至3.6萬噸垂直擠壓機擠壓工位上、按照圖3(盲底向上)放置，動梁驅(qū)動擠壓墊I向上帶動活動芯棒2推向上擠盲孔坯料Μο，Μο先從擠壓模內(nèi)流出、制得盲底，隨著繼續(xù)擠壓、坯料從活動芯棒2與擠壓模3形成的間隙中流出，形成深盲孔毛坯M1，擠壓墊上端面距離擠壓模下端面的距離為90mm時停止擠壓，即完成擠壓成形；用沖剪器沖剪壓余，得到深盲孔毛還M1，活動芯棒2留在見內(nèi)，將留在見內(nèi)的活動芯棒2采用機械加工方式加工掉。制得深盲孔毛坯M1的孔深liSSlOOmm、盲底1070mm厚。
[0016]實例I中，以φ 470 X 40 X 6000mm(盲孔深5000mm)深盲孔工件毛坯制備為例，若采用鋼錠“鍛制圓鋼+圓鋼切削成型”方法制備深盲孔毛還M1，需11.5噸電渣錠，材料利用率為30.2% ；而采用本發(fā)明制備僅需7.2噸電渣錠，材料利用率為48.3%。該發(fā)明與“鍛制圓鋼+圓鋼切削成型”工藝相比，材料利用率提高18.1 %，節(jié)約材料約4.31，節(jié)約制造成本約5.1萬元。
[0017]可見，采用本發(fā)明制造深盲孔工件毛坯，可以減小鋼錠用量、提高材料利用率，降低產(chǎn)品制造成本。
[0018]實施例2
生產(chǎn)規(guī)格為巾730\135\4400臟(盲孔深3200臟)、材質(zhì)631的深孔盲底毛坯。
[0019]1、制坯
采用12.0噸鋼錠，在1.5萬噸制坯機上閉式墩粗，速度95mm/s:鋼錠被鐓粗、充滿墩粗筒后，保壓35s，然后以55mm/s的穿制速度穿孔、制備盲孔坯料Mo，制坯后的盲孔坯料Mo的外徑Do= 1150mm、孔內(nèi)徑do=465mm、還料孔深 1=Il 30mm，盲底厚度H為500 土 I Omm。
[0020]2、芯棒預(yù)處理
制備活動芯棒2—支，活動芯棒2規(guī)格為Φ460 X 65 X 1190(直徑X壁厚X長度)，D2、d2、I2分別為活動芯棒2的外徑、內(nèi)徑、長度;先對活動芯棒2表面噴砂處理，然后將其預(yù)熱至100°C以上，在外表面噴涂玻璃潤滑劑；
D2=460mm；
d2=330mm；
I.?=] 1 QOmnin
[0021]3、模具裝配
選取工裝模具、共四件，具體包括:內(nèi)徑為750mm的擠壓模一件，1150擠壓筒一件，1100擠壓墊I一件，外徑為460mm活動芯棒2—件;活動芯棒2插入擠壓墊I子口的深度h為50mm;Di=750mm；di=460mm；
以上工裝模具按照圖3所示裝配。
[0022]4、深盲孔毛還M1擠制
制坯后將盲孔坯料Mo加熱至12700C、保溫I Ih;除去盲孔坯料Mo氧化皮、并噴涂玻璃粉潤滑劑。
[0023]將噴涂潤滑的盲孔坯料Mo轉(zhuǎn)運至3.6萬噸垂直擠壓機的擠壓工位，按照圖3(盲底向上)放置，動梁驅(qū)動擠壓墊I向上帶動活動芯棒2推擠盲孔坯料Mo，Mo先從擠壓模內(nèi)流出制得盲底，隨著繼續(xù)擠壓、坯料從活動芯棒2與擠壓模3形成的間隙中流出，形成深盲孔毛坯Mi，當擠壓墊上端面距離擠壓模下端面的距離為105mm時停止擠壓，即完成擠壓成形；用沖剪器沖剪壓余，得到深盲孔毛坯M1，動活動芯棒2留在M1內(nèi)，將留在見內(nèi)的活動芯棒2采用機械加工方式加工掉。然后從活動芯棒2、擠壓模形成的間隙中流出，形成深盲孔毛坯M1，沖剪壓余，完成深盲孔毛坯M1制備。制得深盲孔毛還M1的孔深^*3350111111、盲底870mm厚。
[0024]實例2中，若采用鋼錠“鍛制圓鋼+圓鋼切削成型”方法制備Φ 730 X 135 X 4400mm(盲孔深3200mm)深盲孔毛還，需19噸電漁徒，材料利用率為38%;而米用本發(fā)明制備同規(guī)格毛坯僅需12.0噸電渣錠。材料利用率為61 %。
[0025]可見，以制造φ 730 X 135 X 4400mm(盲孔深3200mm)深孔盲底毛坯為例，本發(fā)明體現(xiàn)出明顯的技術(shù)優(yōu)勢。一是:僅需12.0噸重的電渣錠(直徑1080mm)，解決了鋼錠的制造設(shè)備能力不足問題;二是:擠壓成型，一次大變形，有效消除鋼錠的鑄造缺陷，金屬組織致密，產(chǎn)品性能穩(wěn)定;三是:錠型的減小，可減小成分偏析，提高鋼錠凝固質(zhì)量，四是:材料利用率較鍛造圓鋼切削成形、提高23個百分點，節(jié)約材料約7噸，較鍛造工藝節(jié)約成本約8.3萬元。
【主權(quán)項】
1.一種大口徑深盲孔工件毛坯的制備方法，其特征在于，首先將鋼錠制成盲孔坯料Mo，在擠壓機上將盲孔坯料Mo擠壓成深盲孔毛還M1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑深盲孔工件毛坯的制備方法，其特征在于，所述盲孔坯料Mo的外徑Dq、內(nèi)徑do、深I(lǐng)o，深盲孔毛還M1的外徑D1、內(nèi)徑d1、孔深I(lǐng)1，其中:盲孔坯料Mo: (Do2-do2/(D12-d12)≥3，盲孔坯料Mo底部厚度為H，H≥180mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大口徑深盲孔工件毛坯的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)盲孔坯料制備:將鋼錠閉式墩粗，墩粗速度:50-100mm/s，鋼錠被鐓粗充滿墩粗筒后，保壓10-50s，然后以50-100mm/s的穿孔速度穿孔、制備盲孔坯料Mo，盲孔坯料Mo: (Do2-do2/(D12-d12)≥3，盲底厚度為H，H≥180mm; 2)活動芯棒(2)預(yù)處理及裝配:活動芯棒(2)外徑D2=do-(0?20mm)、長度l2=lo+h+(0?20mm)，活動芯棒2上端面上有圓孔，圓孔半徑為r、0≤r<d2/2，裝配前先對活動芯棒(2)外表面噴砂處理、涂玻璃潤滑劑;然后將活動芯棒2放置在擠壓墊I的子口內(nèi)，活動芯棒(2)伸入子口深度h=35-55 mm，但不與擠壓墊做固定連接； 3)深盲孔毛坯施制備:盲孔坯料Mo盲底向上裝入擠壓墊(1)、活動芯棒(2)、擠壓模(3)、擠壓筒(5)組成的型腔內(nèi)(放置在擠壓墊上)，然后動梁垂直向上驅(qū)動擠壓墊(1)，擠壓墊(1)帶動活動芯棒(2)做向上推擠盲孔坯料Mo，Mo先從擠壓模(3)內(nèi)孔流出、制得盲底，隨著繼續(xù)擠壓、坯料從活動芯棒(2)與擠壓模(3)形成的間隙中流出，形成深盲孔毛坯M1，當擠壓墊上端面與擠壓模下端面的距離為100 ± 20mm時停止擠壓，即完成擠壓成形；用沖剪器沖剪壓余，得到深盲孔毛坯M1，活動芯棒(2)留在施內(nèi)，將留在見內(nèi)的活動芯棒(2)采用機械加工方式加工掉。
【文檔編號】B21C23/14GK105921539SQ201610351376
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】雷丙旺, 劉海江, 胡永平, 楊秀清, 劉允書, 杜紅強, 龐海平, 王勝偉, 李彬
【申請人】內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團有限公司