大型活塞桿鍛件鍛造成型方法
2021-04-11 10:37
admin
大型活塞桿鍛件是某型艦船用調距槳裝置的重要部件,材料為 42CrMo 鋼,其中間為大法蘭，兩端為臺階，截面尺寸變化較大。在工作中受扭轉、沖擊等載荷，技術要求高。
活塞桿的制造工藝流程為：電爐冶煉→真空精煉→鍛造→鍛后熱處理→粗加工→超聲檢測(內部控制)→粹火+回火→取樣并標識→試驗→超聲檢測→最終加工→尺寸檢驗→標識、發貨。
1 冶煉
冶煉采用電爐冶煉+真空精煉的工藝路線。該材料為常規材料，但因技術要求較高，應在化學成分驗收范圍內調整冶煉內控化學成分，配料時配優質廢鋼、料頭、生鐵，嚴禁配入士鐵、混帶泥沙等，并配入足量的生鐵,確保一定的配碳量。澆注時確保鎮靜時間,嚴格控制注溫注速，澆注完畢后及時加入足量的保溫覆蓋劑，確保帽口收縮質量良好，嚴格按工藝要求時間脫模紅送，以保證鋼錠質量。
2 鍛造
該產品為中間有凸臺的臺階軸，但因截面變化較大，且長度較短，如采用傳統鐓粗拔長的成型方法，不僅鍛造成型困難，而且中間凸臺不易鍛透，產品內部質量不能得到保證。因此鍛造時選用首先鐓粗、拔長下料，再用漏盤局部鐓粗中間凸臺的成型方式，這樣既便于鍛造成型，又滿足無損檢測要求。
3. 熱處理
活塞桿鍛造完后進行粗加工，并做超聲檢測，以確定是否有影響熱處理的缺陷，無損檢測合格后方可進行調質熱處理。熱處理前檢查產品所有棱角是否倒鈍，尖角處是否圓滑過渡，以避免淬火時應力在尖角處集中而開裂。由于活塞桿要求做切向、縱向力學性能試驗，且端部在1/2 厚度處取樣，為了獲得較好的淬火效果,熱處理前將活塞桿內孔預先加工出來,以增加淬火時產品與淬火介質的接觸面積。制定熱處理參數時,考慮到產品截面變化較大，且42CrMo 鋼材料直接水淬可能產生裂紋，因此采取先空冷少許時間,再水淬油冷的方法。淬火過程中先后開啟水循環、油循環，并充分竄動產品，以使產品淬火過程冷卻均勻。
活塞桿鍛件制造過程中經化學成分檢測、力學性能試驗、金相檢驗、超聲檢測,其結果均符合技術要求。
由以上研制結果可以看出，活塞桿的實際化學成分不僅滿足驗收要求，且P、S等雜質元素、影響力學性能的C、Cr、Ni等元素均得到了有效控制，為項目研制成功奠定了基礎。力學性能、金相檢驗、超聲檢測均滿足技術要求，硬度較均勻，而由于中間凸臺處取樣位置靠近表面,因此結果較端頭位置略高。鍛造時采用上下漏盤局部鐓粗中間凸臺并在熱處理前將內孔加工出來的制造方法合理可行,可以使中間凸臺部分鍛造比達到4.3，并且可保證大截面產品獲得較高的晶粒度。
活塞桿凸臺用上、下漏盤鐓鍛成型的方案，解決了中間凸臺難以鍛透的難題，這是活塞桿中間凸臺處力學性能、晶粒度合格的關鍵。
活塞桿熱處理前將內孔加工出來,并采用空-水-油的冷卻方式是合理可行的。其增加了熱處理時淬火介質與產品的接觸面積，保證了淬火后力學性能一次合格。
活塞桿的制造工藝流程為：電爐冶煉→真空精煉→鍛造→鍛后熱處理→粗加工→超聲檢測(內部控制)→粹火+回火→取樣并標識→試驗→超聲檢測→最終加工→尺寸檢驗→標識、發貨。
1 冶煉
冶煉采用電爐冶煉+真空精煉的工藝路線。該材料為常規材料，但因技術要求較高，應在化學成分驗收范圍內調整冶煉內控化學成分，配料時配優質廢鋼、料頭、生鐵，嚴禁配入士鐵、混帶泥沙等，并配入足量的生鐵,確保一定的配碳量。澆注時確保鎮靜時間,嚴格控制注溫注速，澆注完畢后及時加入足量的保溫覆蓋劑，確保帽口收縮質量良好，嚴格按工藝要求時間脫模紅送，以保證鋼錠質量。
該產品為中間有凸臺的臺階軸，但因截面變化較大，且長度較短，如采用傳統鐓粗拔長的成型方法，不僅鍛造成型困難，而且中間凸臺不易鍛透，產品內部質量不能得到保證。因此鍛造時選用首先鐓粗、拔長下料，再用漏盤局部鐓粗中間凸臺的成型方式，這樣既便于鍛造成型，又滿足無損檢測要求。
3. 熱處理
活塞桿鍛造完后進行粗加工，并做超聲檢測，以確定是否有影響熱處理的缺陷，無損檢測合格后方可進行調質熱處理。熱處理前檢查產品所有棱角是否倒鈍，尖角處是否圓滑過渡，以避免淬火時應力在尖角處集中而開裂。由于活塞桿要求做切向、縱向力學性能試驗，且端部在1/2 厚度處取樣，為了獲得較好的淬火效果,熱處理前將活塞桿內孔預先加工出來,以增加淬火時產品與淬火介質的接觸面積。制定熱處理參數時,考慮到產品截面變化較大，且42CrMo 鋼材料直接水淬可能產生裂紋，因此采取先空冷少許時間,再水淬油冷的方法。淬火過程中先后開啟水循環、油循環，并充分竄動產品，以使產品淬火過程冷卻均勻。
活塞桿鍛件制造過程中經化學成分檢測、力學性能試驗、金相檢驗、超聲檢測,其結果均符合技術要求。
由以上研制結果可以看出，活塞桿的實際化學成分不僅滿足驗收要求，且P、S等雜質元素、影響力學性能的C、Cr、Ni等元素均得到了有效控制，為項目研制成功奠定了基礎。力學性能、金相檢驗、超聲檢測均滿足技術要求，硬度較均勻，而由于中間凸臺處取樣位置靠近表面,因此結果較端頭位置略高。鍛造時采用上下漏盤局部鐓粗中間凸臺并在熱處理前將內孔加工出來的制造方法合理可行,可以使中間凸臺部分鍛造比達到4.3，并且可保證大截面產品獲得較高的晶粒度。
活塞桿熱處理前將內孔加工出來,并采用空-水-油的冷卻方式是合理可行的。其增加了熱處理時淬火介質與產品的接觸面積，保證了淬火后力學性能一次合格。
