一种改善18CrNiMo7-6圆钢带状组织的方法与流程

    技术2024-11-23  41


    本发明属于锻造,具体涉及一种没有增大奥氏体晶粒度尺寸,避免了较大的奥氏体晶粒度降低机械性能风险而达到了与之相同的目的的改善18crnimo7-6圆钢带状组织的方法。


    背景技术:

    1、带状组织分一次带状组织和二次带状组织。一次带状组织是在铸坯在冷却过程中的形成的。钢液在凝固时,由于选择性结晶,在枝干上成分较纯净,枝晶间富集较多的碳、合金元素和磷、硫等杂质。钢锭在锻造、轧制变形时,枝干和枝晶被压延而伸长为纤维组织,合金元素沿着轧制方向分布,呈现带状,即形成所谓一次带状组织。二次带状组织是中、低碳合金钢锻轧材在冷却过程中,冷速过慢,产生先共析铁素体和珠光体交替相间的显微带状组织,称为二次带状组织。

    2、只有在一次带状的基础上才能形成二次带状组织,所以解决一次带状组织是问题的关键所在。

    3、风电齿轮箱作为风力发电机组的重要部件之一,其质量好坏关系到风力发电机组整体寿命,而作为风电齿轮箱中的采用圆钢二次锻造生产的18crnimo7-6齿轮轴,其带状组织越严重,淬火变形量越不均匀,影响齿轮的椭圆度和平面度以及齿轮轴的直线度等指标,造成齿轮轴使用寿命降低,甚至报废。

    4、有资料介绍,奥氏体晶粒度尺寸相对于二次枝晶间距较大(有文献认为是二次枝晶间距的2.5倍,也有文献认为是二次枝晶间距的0.7倍以上)时,带状组织不会形成。但是较大的奥氏体晶粒度对机械性能会造成负面影响。

    5、专利文献cn113684354a公开了一种改善17crnimo6产品带状组织的方法,通过提高加热炉温并延长保温时间,然后经油压机三鐓三拔制成锻件,工序繁琐,生产成本高且有悖于绿色生产。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的改善低碳合金钢锻件的带状组织的生产成本高、不利于绿色生产而提供一种改善18crnimo7-6圆钢带状组织的方法,通过改变不同道次砧宽比,扩大横向及径向二次枝晶间距,离散先共析铁素体的形核质点,当枝晶间距大于奥氏体晶粒度尺寸时,在冷却过程中,由于先共析铁素体形核质点少且分散,因此先共析铁素体在析出过程中不易成条带状分布;采用不提高加热温度及不延长延长保温时间的加热工艺,通过油压机二次鐓粗拔长,基于最小阻力原则,设计不同道次的砧宽比,扩大圆钢在直径方向以及轴向方向上二次枝晶间距,不增大奥氏体晶粒度尺寸,达到了改善带状组织的效果。

    2、本发明技术方案是这样实现的,一种18crnimo7-6锻件改善带状组织的生产方法,该生产方法包括如下步骤:

    3、步骤1)、提前将φ600规格连铸坯料中心φ60mm范围内封焊,然后将连铸坯装入加热炉,在450~550℃待料,然后升温3h,在750~850℃保温4h,然后升温5h,在1200℃±10℃保温,保温时间按照100mm保温0.8~0.9h执行;

    4、步骤2)、坯料加热保温后采用3150吨油压机鐓粗至高度h1,鐓粗比在2.0~2.3之间;

    5、步骤3)、将步骤2)坯料在500mm上下平砧上拔长,采用whf法拔长,具体过程不再赘述,此工步主要目的是保证超声波探伤合格,为第二次鐓粗拔长做好准备;

    6、步骤4)、将步骤3)坯料返炉加热后采用3150吨油压机鐓粗至高度h2,h2比h1高20~30mm,坯料经过步骤2)鐓粗拔长,其中的塑性夹杂物已经变形、拉长,h2比h1低的益处是拉长后的塑性夹杂物更加分散,减少先共析铁素体形核,有利于带状组织的控制;

    7、步骤5)、将步骤4)坯料在500mm上下平砧上拔长4道次,第一道次砧宽比控制在0.6~0.7之间,压下量控制在18~20%,第二道次砧宽比控制在1.3~1.8之间,压下量控制在22~25%,第三道次砧宽比控制在0.6~0.7之间,压下量控制在18~20%,第四道次砧宽比控制在1.3~1.8之间,压下量控制在22~25%,每两砧保证至少15%的搭砧量,每道次翻转90°;此工步主要目的是扩大坯料在直径方向以及轴向方向上二次枝晶间距,两道次之间的压下量不同主要目的是在不同砧宽比条件下,通过控制压下量避免两道次的拔长过程引起锻件长度出现明显差距;

    8、步骤6)、将步骤5)坯料翻转90°后在500mm上下平砧上拔长4道次,第一道次砧宽比控制在1.3~1.8之间,压下量控制在22~25%,第二道次砧宽比控制在0.6~0.7之间,压下量控制在18~20%,第三道次砧宽比控制在1.3~1.8之间,压下量控制在22~25%,第四道次砧宽比控制在0.6~0.7之间,压下量控制在18~20%,每两砧保证至少15%的搭砧量,每道次翻转90°;此工步主要目的与步骤5)工步配合在四个锻造平面促使金属在径向与轴向反复流动,进一步扩大坯料在直径方向以及轴向方向上二次枝晶间距;

    9、步骤7)、坯料倒棱、拔长并锻造至成品尺寸。

    10、本发明具有如下有益效果:本发明技术方案主要在于对鐓粗过程中高度的控制,减少作为先共析铁素体的形核质点,通过拔长过程中砧宽比的不同组合,分散先共析铁素体在各个方向上的形核质点,进而改善了带状组织,稳定了产品质量,提高了公司产品竞争力。通过此生产方法,带状组织能够达到1.0级以下,降低了生产成本,提高了产品质量,增加了公司产品竞争力。



    技术特征:

    1.一种改善18crnimo7-6圆钢带状组织的方法,其特征在于:锻造步骤如下:


    技术总结
    本发明涉及一种没有增大奥氏体晶粒度尺寸,避免了较大的奥氏体晶粒度降低机械性能风险而达到了与之相同的目的的改善18CrNiMo7‑6圆钢带状组织的方法,采用两次油压机鐓粗拔长工艺方案,控制第二次鐓粗的高度H2比第一次鐓粗高度H1高20~30mm,促使第一次鐓粗及拔长中的变形、拉长塑性夹杂物在第二次鐓粗中更加分散,然后在第二次鐓粗后的拔长过程中采用不同道次砧宽比,促使金属在径向与轴向流动,扩大坯料在直径方向以及轴向方向上二次枝晶间距离散先共析铁素体的形核质点,不增大奥氏体晶粒度尺寸,达到了改善带状组织的效果。

    技术研发人员:王电,涂高玲,张伟,雷冲,田建宁,高英丽,金会业,孙振环,郑安雄,林辉杰
    受保护的技术使用者:河南中原特钢装备制造有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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