[发明专利]提高冷辊辊颈毛坯探伤质量的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，尤其是一种能够提高冷辊辊颈毛坯探伤质量的锻造方法。

背景技术

传统锻造方法生产轧辊辊颈毛坯，通常是采用下V型砧台+上平型砧台的砧台组进行锻造，采用传统锻造方法生产的冷轧辊辊颈内存在裂纹，探伤合格率较低，废品率较高。通过对生产辊坯数据统计、Deform计算机数值模拟、典型缺陷辊坯电镜解剖等方面的系统分析，认为传统锻造方法生产的冷轧辊辊颈毛坯内存在裂纹的根本原因是坯料在变形过程没有达到较好的应力状态，使得坯料在变形过程中受拉应力状态，不利于对钢锭原始缺陷的锻合，最终影响探伤质量。

Deform计算机数值模拟被广泛应用在锻造技术领域，Deform（Design Environment for Forming）是美国SFTC公司开发的一套有限元分析的工艺仿真系统，用于分析金属塑性成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。通过计算机模拟整个加工过程，帮助工程师和设计人员设计工具和产品工艺流程，提高设计效率，降低生产和材料成本，缩短新产品、新工艺的研究开发周期。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种提高冷辊辊颈毛坯探伤质量的锻造方法，通过设计新的砧台组及优化锻造工艺参数，以改善辊颈锻造变形过程中所受的应力状态，增加对钢锭原始缺陷的锻合效果。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

提高冷辊辊颈毛坯探伤质量的锻造方法，包括如下工艺步骤，

（1）砧台组设计及制作，根据轧辊辊身的直径D、辊颈的阶数n以及各阶辊颈的直径d，通过Deform计算机模拟，确定砧台组的设计参数，并根据设计参数制作出相应的砧台组；

（2）锻造工艺参数设定，通过Deform计算机模拟，确定锻造各阶辊颈的趟次数以及每趟次的压下量以及进砧量；

（3）锻造辊颈毛坯，选用步骤（1）中的砧台组以及步骤（2）中相应的锻造工艺参数，按照顺序拔长的方法锻造各阶辊颈。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤（1）中轧辊辊身的直径D的范围为350mm≤D≤700mm、辊颈的阶数n为1~3阶、各阶辊颈的直径d的范围为200mm≤d＜700mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤（1）中的砧台组由V型砧台构成，包括相配合的下V型砧台以及上V型砧台。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述V型砧台包括设置在长方体形的砧台本体的上表面中部、贯穿砧台本体前后表面的、开口向上的V形砧槽，所述砧台本体的长度为1300mm~1500mm、宽度为400mm~600mm、高度为400mm~600mm，所述V形砧槽的开口宽度为350mm~700mm、开口深度为100mm~250mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述V形砧槽的两个倾斜工作面之间以及倾斜工作面与砧台本体上表面之间分别由半径为30mm~100mm的弧形过渡面相连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤（2）中锻造辊颈每趟次的压下量为30mm~80mm，进砧量为砧台本体宽度的0.3~1.0倍。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤（3）中的锻造操作具体为，选择相应的砧台组，采用顺序拔长的方法依照辊颈直径由大到小的顺序依次锻造出各阶辊颈。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的提高冷辊辊颈毛坯探伤质量的锻造方法，通过Deform计算机数值模拟，设计新的砧台组及优化锻造工艺参数，能够改善辊颈锻造变形过程中所受的应力状态，使辊颈在锻造过程中受力均匀，增加对钢锭原始缺陷的锻合效果。

本发明采用由下V型砧台和上V型砧台构成的砧台组进行锻造，能够达到较好的锻合效果，通过Deform计算机模拟，得到砧台组最佳的设计参数值以及锻造工艺参数。确定锻造工艺的具体操作，能够有效的减少冷轧辊生产过程中更换砧台组的次数，为一火次出毛坯成品提供实施的保障。通过锻造方式的改进，生产出的冷轧辊辊颈探伤合格率由85%提高至98%以上。

附图说明

图1是本发明中轧辊辊颈的结构示意图；

图2是本发明中砧台组的结构示意图。

具体实施方式

本发明的提高冷辊辊颈毛坯探伤质量的锻造方法，包括如下工艺步骤：

（1）砧台组设计及制作，根据轧辊辊身的直径D、辊颈的阶数n以及各阶辊颈的直径d，通过Deform计算机模拟，确定砧台组的设计参数，并根据设计参数制作出相应的砧台组；