大型缸体锻件.ppt

1、锻造工艺学讨论课,项目组成员：09锻压一班 赵 淘 雷 超 钱飞飞 张春雨 2012年9月,大型缸体锻件,材料20MnNiMo 锻件质量152000 锻比：镦粗不小于2.2 拔长不小于2.3,主要内容： 1、钢锭的选型 2、加热规范 3、锻造工艺 4、热处理工艺 5、冷却规范 6、常见工艺问题,1、钢锭的选型 （1）、冶炼方法：碱性电炉中进行，能有效去除钢液中的S、P等杂质，但氢含量高；重要锻件，钢水要经过精炼，微调化学成分和真空气体，还可以调整钢水温度。 （2）、锭型：圆钢锭 （3）、直径3.07米 高度2.85米 质量约279000 体积约34.23立方米,材料利用率的确定： 钢锭材料20

2、MnNiMo为合金钢，故 冒口=25%30%，锭底=7%10%： 采用室式煤气炉加热刚，烧损率烧损 =2.5%2.0%： =【1（冒口+锭底+烧损）】100% 取冒口=28%，锭底=8%，烧损=2.4% 故=128%8%2.4%=61.6% 钢锭的密度=7.85gcm钢锭质量G锭=G锻=15261.6%=279t 各尺寸如下：钢锭总质量279吨，冒口质量78.12吨，定身质量171.86吨，底部质量22.32吨。,2、加热规范： 1)、在保证钢锭无过烧过热的前提下，综合钢锭组织、锻造尺寸等因素，将始锻温度定位1150；为使钢锭在终锻前获得良好的组织性能，将终锻温度定位为800。 2)、所取钢锭

3、的断面尺寸大，必须限制装料炉温，根据实践经验装炉炉温定位650，在此温度下保温时间为4h。 3)、在低温阶段应按钢料允许的加热速度加热。在炉温超过800850后，可按最大可能加热速度加热。 4)、用炼钢车间送来的热钢锭直接进行加热锻造，加热时间大大减少，约为24h。 加热曲线,5）、加热曲线,4,4,8,14,18,650,800,1150,T/,h,3、锻造工艺 锻造过程：下料镦粗冲孔扩孔心轴拔长锻件,钢锭,镦粗,冲孔,芯轴拔长,扩孔,（1）下料方式：以铸锭为原材料，其内部组织、成分不均匀，通常要用自由锻方法进行开坯，然后以剁割法将锭料两端切除。 （2）锻件成形时变形力P=pF 圆截面镦粗时

4、HD=0.5 p=(1+D 3H) 无润滑，故=0.5 查取= 300MPa 可得变形力 p=300【1+（0.53110）（33420）】 =53.85MP 可得P=398550KN 锻锤打击力过小且不确定性太大故选择水压机进行加压处理 钢锭尺寸过大宜选用空心冲子冲孔 (3)工具设备：水压机，空心冲子，冲垫，型砧，心轴等。,(4)锻造比：由锻件直径高度和锻造比根据公式其中L4=3420mm D4=3110mm d=1650mm又因为镦粗不小于2.2，拔长不小于2.3 此处分别取二者为2.5和3 求得D3=4850mm；L3=1140mm D2=4.85m L2=1.14m D1=3.07m

5、L1=2.85m (5)将工件进行简单的自由锻变为同等高度的圆柱体，塑性变形形体不变。 镦粗时镦粗比在23之间即 两次镦粗每次下压量为 HsH1=850mm 两次拔长每次下压量为 D3-D4=830mm,本锻件共有三个火次： 一、坯料加热:将工件加热到始锻温度，为一次镦粗拔长做准备 二、一次镦粗拔长后工件回炉加热:将低温的工件再次加热，为二次镦粗拔长做准备 三、冲孔后扩孔需要加热:：为防止坯料爆裂，每次扩孔量不宜过大，取A=35mm。冲孔后扩孔一至二次，故需再加热一次。,4、热处理工艺： 热处理的目的有以下几点 1）.调整锻件硬度，以利于锻件进行切削加工。 2）.消除锻件应力，避免在机加工时出

6、现变形。 3）.改善锻件内部组织，细化晶粒，为最终热处理做准备。 4）.对于不能进行最终热处理的锻件，应保证达到规定的力学性能要求。 大型锻件热处理除了考虑普通的各种缺陷外，还非常容易产生白点缺陷，因此大型锻件热处理除了消除应力，降低硬度外，必须预防白点产生。防止白点最常用的方法是在刚冷却至650至360度时利用氢气扩散速度快保温停留。为了使钢锻件有较好的力学性能和切削加工性能，,锻件热处理前的要求 1.1 对需热处理的锻件坯件的外表，进行检查有无损伤；对需进行粗钻孔其尺寸小于应加工的几何尺寸；对需加工的锻件，所有几何尺寸应大于接近机加工后的要求尺寸后再进入热处理状态。 1.2 锻件入炉前应仔

7、细检查锻件的标识和组批号，不同批次，不同材质的锻件不能混淆，更不能同炉处理。 1.3 根据锻件的材质，确定热处理工艺按金属材料处理工艺规程执行，在保证机械性能的前提下，应采用相应的热处理方式。 热处理过程 2.1 根据锻件的形状和尺寸的大小，确定加热设备。装炉时应将锻件摆放均匀、紧疏搭配，具体操作按热处理工艺规程执行。 2.2 热处理过程应按相应的要求做好详细记录（包括炉温控制、进料情况、恒温时间、操作人员等）。,采用退火的热处理方法 一、退火 1）、不完全退火 不完全退火是将钢件加热到Ac1（730）Ac3（845）或Accm之间的适当温度，保温后缓慢冷却的工艺方法。主要目的可以降低硬度、改

8、善切削加工性能、消除内应力。 2）、去应力退火 去应力退火是将工件加热到Ac1以下的适当温度，保持一定时间后缓慢冷却的 工艺方法。其目的是为了去除由于形变加工、机械加工、铸造、锻造、热处理及焊接等产生的残余应力。,5、冷却规范 炉中冷却，温度大于500的锻件置入500到700的加热炉中进行随炉冷却，它是最慢的冷却方法。将热锻件装入炉中停留一段时间，待锻件与炉温一致后再控制炉温使炉温和锻件一起冷却到100出炉。 原因:金属在锻造过程中，其各部分所受变形温度、变形速度、变形程度影响不同，因此留下较大的残余应力。当锻件在锻后冷却速度较快，温度应力和组织应力的叠加可能超过金属的强度极限，产生裂纹，白点等缺陷。因此选择较慢的冷却方法。,6、常见工艺问题1、空心冲子冲孔时，应将钢锭冒口端向下，便于将钢锭中心质量差的部分冲掉。 2、心轴拔长时，应合理调整送进量，