大型缸体锻件.ppt

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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34.2

2、3立方米材料利用率的确定：钢锭材料20MnNiMo为合金钢，故δ冒口=25%—30%，δ锭底=7%—10%：采用室式煤气炉加热刚，烧损率δ烧损=2.5%—2.0%：η=【1—（δ冒口+δ锭底+δ烧损）】×100%取δ冒口=28%，δ锭底=8%，δ烧损=2.4%故η=1—28%—8%—2.4%=61.6%钢锭的密度ρ=7.85g／cm钢锭质量G锭=G锻／η=152／61.6%=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

3、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800—850℃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44814186508001150T/℃h3、锻造工艺锻造

4、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=p×F圆截面镦粗时H／D>=0.5p=σ(1+μD／3H)无润滑，故μ=0.5查取σ=300MPa可得变形力p=300×【1+（0.5×3110）／（3×3420）】=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

5、)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=3420mmD4=3110mmd=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=1140mmD2=4.85mL2=1.14mD1=3.07mL1=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2~3之间即两次镦粗每次下压量为Hs－H1=850mm两次拔长每次下压量为D3-D4=830mm本锻件共

6、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

7、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

8、，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℃）~Ac