一种大型饼类锻件的变向锻造工艺的制作方法

1.本发明涉及饼类锻件的锻造技术领域，尤其涉及一种大型饼类锻件的变向锻造工艺。


背景技术：

2.大型饼类锻件的直径较大，一般超过2000mm，厚度较薄，一般在200-300mm左右，参见图1，常用于压力容器设备中常用的管板、石化行业阀门设备中的盖板等。
3.原材料钢锭通过模锭生产，钢锭在冶炼过程中，因钢水从液态到固态的转变过程中，发生了物理及化学变化，钢锭内部组织非常复杂，参见图2，为钢锭剖面示意图，显示从中心剖开后显示的内部组织情况：水口端为沉积锥区，通常为负偏析区，内部杂质一般较小；冒口端为钢水通过化学反应形成的上浮杂质区，杂质最多且存在疏松缩孔，成份呈正偏析，组织粗大，为最差材料区域，在生产时需要去除这部分材料；锭身区为钢锭可利用区域。
4.锭身区域中，其最外表面因与锭模内壁接触，钢水是最先凝固，冷速较快，故晶粒最细；向内是表面细晶粒区向内部晶界枝晶生长，呈柱状晶；内部由于是最中心，钢水冷却的最慢，也是最后凝固的地方，液态向固态转变时都是体积缩小，钢锭外表最先凝固，中心最后凝固，故中心部位晶粒最粗，呈疏松状，存在内部应力，并且钢水中存在的一些夹杂因上部冒口端已先凝固，中心部位的钢水最后凝固，其中的夹杂物无法上浮，只能保留在钢锭中心部位，虽然此类缺陷可通过炼钢工艺改善而提高钢水质量，但只能减轻并不能确保全部去除。
5.由此，饼类锻件是将钢锭锭身部位通过锻造手段，改善锻件内部疏松问题，使其达到产品设计的标准要求，但原材料在冶炼过程中其他固有的材料缺陷，集中在锭身中心部位，无法去除，直接影响了产品的质量等级，参见图3，为现有技术生产的饼类锻件的缺陷示意图，常规锻造方法是将钢锭锭身竖向镦粗，再沿锭身轴线方向，再镦粗成型，整个锻造过程钢锭的轴线没有改变，即钢锭中心区域的材料，全部被压缩到产品的中心位置，且集中在最中心位置，这就导致了材料的夹杂类缺陷全部集中聚集在锻件的中心，面积区域小，缺陷集中，这就导致了锻件探伤时因密集缺陷或单个缺陷过于集中而超标，无法通过验收而报废。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述不足，提供一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，使夹杂缺陷不再聚集而是向四周散开，单位面积内的缺陷数量大大减小，提高产品质量。
7.本发明的目的是这样实现的：一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，它包括以下内容：步骤一：钢锭倒棱、拔长、剁冒口；步骤二：将锻件镦粗；步骤三：横向压扁；
将钢锭变向锻造，换成横向进行压扁；步骤四：压方倒角；横向压扁后横锻锻方，然后倒角；步骤五：滚圆成型；横锻滚圆后旋转镦粗，然后拉平至锻件成型尺寸。
8.进一步地，所述步骤一中锭身与冒口边压平高度后回炉。
9.进一步地，所述步骤二中将钢锭的水口端朝上将锻件镦粗。
10.进一步地，所述步骤五中用窄砧旋转镦粗。
11.进一步地，所述步骤五中采用400mm宽的上下平砧拉平。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用变向锻造工艺，将锭身中心区域的缺陷通过改变锻造方向，在做好锻造比后，镦粗，变方向压扁方，改钢锭轴线方向，这样就将钢锭中心部位缺陷打散，使夹杂缺陷不再聚集而是向四周散开，单位面积内的缺陷数量大大减小，且这样变向锻造后使钢锭心部的变形量更大，更能改善疏松情况，分散了缺陷，提高了产品质量，通过超声波探伤检测的成品率更高。
附图说明
13.图1为饼类锻件的结构示意图。
14.图2为钢锭的剖面示意图。
15.图3为现有的饼类锻件的内部缺陷示意图。
16.图4为本发明的工艺过程示意图。
17.图5为本发明的饼类锻件的内部缺陷示意图。
具体实施方式
18.为更好地理解本发明的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本发明的技术方案的具体实施态样，其仅为本发明技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如a部件位于b部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。
19.实施例1：参见图4和图5，图4绘制了一种大型饼类锻件的变向锻造工艺的工艺过程示意图。如图所示，本发明涉及的一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，生产产品为饼类锻件，采用11.5吨钢锭开坯，该锻件的直径为2675mm，厚度为168mm，其工艺流程包括以下内容：第一次火在 1180℃的始锻温度下，将钢锭倒棱滚圆，锭身压一遍拔长，在 850℃ 的终锻温度以上剁冒口，锭身与冒口边压平高度后回炉；第二次火再将锻件加热到 1180℃的始锻温度，钢锭的水口端朝上将锻件镦粗，镦粗至约900mm高；
在 850℃的终锻温度以上将钢锭横向压扁，然后压方、倒角；第三次火再将锻件加热到 1180℃的始锻温度，横锻滚圆后，用窄砧旋转镦粗，当锻件的厚度约350mm左右时，滚一圈外圆；在 850℃的终锻温度以上拉平至锻件成型尺寸，采用400mm宽的上下平砧拉平。
20.以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。


技术特征：
1.一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，其特征在于，它包括以下内容：步骤一：钢锭倒棱、拔长、剁冒口；步骤二：将锻件镦粗；步骤三：横向压扁；将钢锭变向锻造，换成横向进行压扁；步骤四：压方倒角；横向压扁后横锻锻方，然后倒角；步骤五：滚圆成型；横锻滚圆后旋转镦粗，然后拉平至锻件成型尺寸。2.根据权利要求1所述的一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，其特征在于：所述步骤一中锭身与冒口边压平高度后回炉。3.根据权利要求1所述的一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，其特征在于：所述步骤二中将钢锭的水口端朝上将锻件镦粗。4.根据权利要求1所述的一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，其特征在于：所述步骤五中用窄砧旋转镦粗。5.根据权利要求1所述的一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，其特征在于：所述步骤五中采用400mm宽的上下平砧拉平。

技术总结
本发明涉及的一种大型饼类锻件的变向锻造工艺，步骤一：钢锭倒棱、拔长、剁冒口；步骤二：将锻件镦粗；步骤三：横向压扁；将钢锭变向锻造，换成横向进行压扁；步骤四：压方倒角；横向压扁后横锻锻方，然后倒角；步骤五：滚圆成型；横锻滚圆后旋转镦粗，然后拉平至锻件成型尺寸。本发明变方向压扁方，改钢锭轴线方向，这样就将钢锭中心部位缺陷打散，使夹杂缺陷不再聚集而是向四周散开，单位面积内的缺陷数量大大减小，提高了产品质量，成品率更高。成品率更高。成品率更高。


技术研发人员：朱玉龙 徐岳强 朱小明 汪福祥
受保护的技术使用者：江阴市龙玉锻压有限公司
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2022/3/8