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1、(10)申请公布号 CN 104001844 A (43)申请公布日 2014.08.27 C N 1 0 4 0 0 1 8 4 4 A (21)申请号 201410232609.1 (22)申请日 2014.05.28 B21J 1/00(2006.01) B21J 5/00(2006.01) B21J 5/08(2006.01) (71)申请人中国钢研科技集团有限公司 地址 100081 北京市海淀区学院南路76号 申请人新冶高科技集团有限公司 (72)发明人李殿杰 王金飞 李胜峰 韩宝云 张波 (74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限 公司 11207 代理人刘月娥 (54) 发明。
2、名称 采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形件的 锻造工艺 (57) 摘要 一种采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形 件的工艺，属于锻造技术领域。经过内外表面扒 皮和探伤的铸造空心锭加热在特殊设计的型 砧上进行空心体镦粗加热芯棒拔长加热 在特殊设计的型砧上进行空心体镦粗加热芯 棒上拔长至所需尺寸或扩孔至所需尺寸。优点在 于，相对于广泛采用实心锭的锻造成形工艺，本锻 制成形工艺具有明显的提高材料收得率、节能降 耗的相对优势。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号。
3、 CN 104001844 A CN 104001844 A 1/1页 2 1.一种采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形件的锻造工艺，其特征在于，包括以下 步骤： (1)对经炉外精炼钢水浇铸而成的低径壁比离心铸造空心锭进行成分分析，并对其内 外表面进行车削扒皮和探伤，其中内表面扒皮厚度810mm，外表面扒皮510mm，对空心 锭的两端面进行机加工，形成8085的倒角； (2)在清除炉内残留氧化物后对上述离心铸造空心锭在维持炉内正压的弱氧化气氛中 进行加热； (3)对加热后的离心铸造空心锭在带一定锥度的型砧上进行能杜绝严重失稳的空心体 镦粗成形； (4)将(3)空心体镦粗成形的坯料回炉加热和保温，。
4、加热温度9001250，保温时间 0.52h； (5)坯料出炉，进行芯棒拔长，拔长中上下砧均选用V型砧，有效防止端部裂纹的产生 于扩展； (6)将(5)的拔长坯料回炉加热和保温，加热温度9001250，保温时间0.52h； (7)将(6)的拔长坯料出炉，进行第二次空心体镦粗成形； (8)将(7)镦粗后坯料回炉加热和保温，加热温度9001250，保温时间0.52h； (9)将(8)镦粗后坯料出炉，进行芯棒拔长至要求尺寸或扩孔至要求尺寸； (10)锻件空冷至室温进行机加工。 2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的离心铸造空心锭是具有低径壁比 2.55且内外表面经过及机加工和探伤的空心坯。。
5、 3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(3)中所述的带一定锥度的型砧为 锥顶夹角160170。 4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(2)中所述的弱氧化气氛组成为： CO 2 35，CO2040，H 2 2835，CH 4 13，H 2 O1020，N 2 1530。 权 利 要 求 书CN 104001844 A 1/3页 3 采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形件的锻造工艺 技术领域 0001 本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形 件的锻造工艺。 背景技术 0002 大型的环形件和筒形件主要应用于电力、工程机械、军工等重要的领域，因其使用。
6、 条件通常较为苛刻，对产品的性能要求极高。通常，大型的环形件和筒形件为锻制成型，之 后采用机加工形成最终产品。目前，国内外锻造大型环筒件的方法主要是采用实心坯料，经 加热、镦粗、冲孔后形成空心坯，再通过拔长或扩孔至相应尺寸。这种锻造方法的缺点是， 所需坯料较多，工艺流程冗长、火次过多，能耗较多；实心毛坯中心材料在冲孔工序中作 为废料处理，材料收得率低。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种采用离心铸造空心锭生产环形件和筒形件的锻造工 艺，较之现有工艺，有效提高材料收得率，降低能耗。 0004 本发明是这样实现的：经过内外表面扒皮和探伤的铸造空心锭加热在特殊设 计的型砧上进行空心体镦粗加。
7、热芯棒拔长加热在特殊设计的型砧上进行空心体 镦粗加热芯棒上拔长至所需尺寸(或扩孔至所需尺寸)。具体工艺步骤如下： 0005 (1)对经炉外精炼钢水浇铸而成的低径壁比离心铸造空心锭进行成分控制与分 析，并对其内外表面进行车削扒皮和探伤，其中内表面扒皮厚度810mm，外表面扒皮5 10mm，对空心锭的两端面进行机加工，形成8085的倒角； 0006 (2)在清除炉内残留氧化物后对上述钢锭在维持炉内正压的弱氧化气氛中(弱氧 化气氛的组成为：CO 2 35，CO2040，H 2 2835，CH 4 13，H 2 O 1020，N 2 1530)进行加热； 0007 (3)对所述加热后的离心铸造空心锭在。
8、带一定锥度的型砧上(锥顶夹角160 170)进行能杜绝严重失稳(如镦粗鼓形直径超过原直径的2倍以上，或镦粗过程中坯料 发生歪曲)的空心锭镦粗成形； 0008 (4)将(3)所述空心锭镦粗成形的坯料回炉加热和保温，加热温度9001250， 保温时间0.52h； 0009 (5)坯料出炉，进行芯棒拔长，拔长中上下砧均选用V型砧，有效防止端部裂纹的 产生于扩展； 0010 (6)将(5)的拔长坯料回炉加热和保温，加热温度9001250，保温时间0.5 2h； 0011 (7)将(6)的拔长坯料出炉，进行第二次型砧镦粗； 0012 (8)将(7)的镦粗后坯料回炉加热和保温，加热温度9001250，保温。
9、时间 0.52h(； 说 明 书CN 104001844 A 2/3页 4 0013 (9)将(8)的镦粗后坯料出炉，进行芯棒拔长(拔长中上下砧均选用V型砧，有效 防止端部裂纹的产生于扩展)至要求尺寸(或扩孔至要求尺寸)。 0014 (10)锻件空冷至室温进行机加工。 0015 所述的离心铸造空心锭是具有低径壁比(外径/壁厚2.55)且内外表面经 过机加工和探伤的空心坯。 0016 相对于通常采用锻制实心件的工艺方法以及采用实心锭锻制空心体的方法，采用 离心铸造空心坯锻制环形件和筒形件，主要有以下优点： 0017 1.避免或减少了采用实心锭通过冲孔、扩孔锻制大型环、筒形件的相关难题(如 冲裂、。
10、冲偏、折叠)，更能保证产成品的质量； 0018 2.材料的收得率显著提高，节约了大量的材料； 0019 3.减少能源消耗：由于所需材料更少，所以冶炼、铸造、锻造前的加热等环节能源 消耗减少； 0020 4.由于坯料重量的下降，较之实心坯料，对锻压机的能力要求更低。 附图说明 0021 图1为本发明工艺流程框图。 0022 图2为本发明中型砧镦粗的示意图。其中，镦粗下型砧1、离心铸造空心锭2、镦粗 上型砧3。 具体实施方式 0023 实施例1：下面以某核电用316LN材质不锈钢筒体的锻制试验为例对本发明做进 一步说明。 0024 如图1所示，为本发明及其实施一例的工艺流程框图，具体包括以下工艺步。
11、骤： 0025 第一步，将经过化学成分分析以及管体内外表面按要求扒皮、管端锥度加工并探 伤后，将重量约1045kg、尺寸为4801151000mm的低径壁比离心铸造空心锭，送入经 过清除残留氧化物的炉中按照六段式加热曲线(各段保温时间递减、加热速度递增)进行 加热。入炉温度为700，最高加热温度为1180。 0026 所述的六段式加热曲线是指：冷锭在700以下装炉后的升温视为第一段，850 的保温视为第二段，850至950的加热视为第三段，950的保温视为第四段，950至 1180的加热视为第五段，1180的保温视为第六段。并严格区分冷锭的加热规范和中间 锻件再加热的加热规范，前者的加热最高温。
12、度为1180，而后者为分别为1160；每火次的 终锻温度为920950。 0027 第二步，将已加热的尺寸为4801151000mm(按冷态尺寸计算)的空心坯在 特殊设计的型砧上按镦粗比2.3进行镦粗。镦粗后的锻件内径平均增大量为35，锻后尺 寸为690182435mm。 0028 第三步，回炉快速加热至1160，保温0.5小时；出炉后选用名义直径240mm的芯 棒拔长至外径538mm，得到的锻件尺寸为538150687mm，拔长比1.6。拔长中上下砧均 选用V型砧，有效防止端部裂纹的产生于扩展。 0029 第四步，再加热出炉后将所述空心件在所述特殊设计的型砧上，采用1.6的镦粗 说 明 书C。
13、N 104001844 A 3/3页 5 比进行镦粗，得到锻件尺寸为668190435mm。 0030 第五步，回炉快速加热至1160，保温0.5小时；出炉后采用1.5的延伸系数，在名 义直径为240mm的长芯棒上将上述镦粗件拔长，拔长后的锻件尺寸为546153650mm。 0031 第六步，锻件空冷至室温。 0032 第七步，将上述锻件机加工至516118550mm。 0033 实施例2：下面以某核电用316LN材质不锈钢筒体的锻制试验为例对本发明做进 一步说明。 0034 第一步，将经过化学成分分析以及管体内外表面按要求扒皮、管端锥度加工并探 伤后，将重量约1045kg、尺寸为480115。
14、1000mm的低径壁比离心铸造空心锭，送入经 过清除残留氧化物的炉中按照六段式加热曲线(各段保温时间递减、加热速度递增)进行 加热。入炉温度为700，最高加热温度为1180。 0035 所述的六段式加热曲线是指：冷锭在700以下装炉后的升温视为第一段，850 的保温视为第二段，850至950的加热视为第三段，950的保温视为第四段，950至 1180的加热视为第五段，1180的保温视为第六段。并严格区分冷锭的加热规范和中间 锻件再加热的加热规范，前者的加热最高温度为1180，而后者为分别为1160；每火次的 终锻温度为920950。 0036 第二步，将已加热的尺寸为4801151000mm(。
15、按冷态尺寸计算)的空心坯在 特殊设计的型砧上按镦粗比2.3进行镦粗。镦粗后的锻件内径平均增大量为35，锻后尺 寸为690182435mm。 0037 第三步，回炉快速加热至1160，保温0.5小时；出炉后选用名义直径240mm的芯 棒拔长至外径538mm，得到的锻件尺寸为538150687mm，拔长比1.6。拔长中上下砧均 选用V型砧，有效防止端部裂纹的产生于扩展。 0038 第四步，再加热出炉后将所述空心件在所述特殊设计的型砧上，采用1.6的镦粗 比进行镦粗，得到锻件尺寸为668190435mm。 0039 第五步，回炉快速加热至1160，保温0.5小时；出炉后进行冲头扩孔。采用名义 直径3。
16、18mm的冲头，扩孔后锻件尺寸为：689185414mm。 0040 第六步，回炉快速加热至1160，保温0.5小时；出炉后进行冲头扩孔。采用名义 直径348mm的冲头，扩孔后锻件尺寸为：716182395mm。 0041 第七步，锻件空冷至室温。 0042 第八步，将上述锻件机加工至686147345mm。 0043 本发明上述实施例的详细说明及附图，目的是通过文字和图示来进行解释，而不 在于限定权利要求的保护范围。在本申请说明书所述具体实施方式上的各种变化，对于本 领域普通技术人员来说是显而易见，并处于权利要求及其等同技术的保护范围内，任何不 脱离本发明权利要求的变更、修改均属于本发明保护的内容。 说 明 书CN 104001844 A 1/1页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104001844 A 。