[发明专利]12Cr钢台阶轴的自由锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种台阶轴的自由锻造方法。

背景技术

改型12Cr钢采用以12Cr为基础的钢种，在基础钢里，添加Mo、V、W等强烈的碳化物形成元素，形成稳定的、细小的碳、氮化合物以起强化作用。但由于其含有较多的合金元素，故在高温下要比碳钢和合金结构钢的变形抗力大。同时该类钢加热到锻造温度时，晶界上仍有第二相-α铁素体存在，由于它与基体γ相的机械性能和再结晶条件不同，致使钢的工艺塑性大为下降，故其锻造难度较碳钢和合金结构钢困难。

由于该类钢的可锻性差，故现有的12Cr钢台阶轴锻件在生产时易发生如下问题：

1、台阶轴切肩后，再经平砧拔长、倒棱后，在滚圆成型过程中，由于锤击过重、材料表面温度降低和滚圆时坯料中心拉应力的综合作用，容易产生表面裂纹和中空纵裂；

2、为了在锻件上锻出台阶或凹档，必须先用三角压棍压肩或用圆压棍压痕，并切出所需坯料长度，然后将所需部分局部拔长，如果切肩过深在拔长后就会在切肩处留有深痕，台阶或凹档就会没有足够的修整余量使锻件报废；如果切肩过浅，且由于锻锤上下砧错移的原因，就会使台阶和凹档处在拔长时产生折叠。

上述问题的产生常致使锻件批量返修和报废，既浪费大量的能源，又耽误生产周期。

发明内容

本发明为了解决目前的12Cr钢台阶轴在自由锻造过程中容易发生表面裂纹或台阶、凹档容易折叠的问题。

12Cr钢台阶轴的自由锻造方法，包括以下步骤：

步骤一、坯料加热：

对坯料采取低于750℃装炉，于750℃～850℃恒温，加热到始锻温度1150±10℃；

步骤二、坯料鐓粗后拔长：

采用先对坯料进行鐓粗，镦粗比达到2.5-3.0；然后采用拔长工艺拔长；

步骤三、切肩：

针对不同的切肩深度设计不同型号的切肩三角刀，并利用不同型号的切肩三角刀对台阶轴进行快速切肩，同时在台阶和凹档处留有足够的修整余量；

步骤四、台阶轴拔长：

调整锻造设备上下砧平直度，采用型摔胎模的成型操作方式，使毛坯呈轴向纤维流向，锻件塑性变形后得到等轴细晶组织；

步骤五、锻件修整后，进行锻造后热处理：

锻件修整后，随炉冷却。

优选地，步骤一所述750℃～850℃恒温的时长1-1.5小时。

优选地，步骤一所述加热到始锻温度1150±10℃的过程中升温速度为200℃/小时。

优选地，步骤四调整锻造设备上下砧平直度的过程中要保证不平度小于等于1％。

优选地，步骤一所述的750℃～850℃恒温的时长1小时。

本发明具有以下有益效果：

利用本发明进行12Cr钢台阶轴的自由锻造，避免了锤击过程，而且本发明的装炉温度及始锻温度避免了快速加热时产生裂纹，也避免了长时间加热保温造成的晶粒粗大、产生过烧的问题。同时本发明在原有的只采用拔长工序前，增加鐓粗工序，能够使得工件达到规定的锻比，获得较好的晶粒度和力学性能；而且本发明为了锻出台阶和凹档，优化原有的采用三角压棍压肩或者采用圆压棍压痕等方式，针对不同的切肩深度设计不同型号的切肩三角刀，对台阶轴进行快速切肩，同时在台阶和凹档处留有足够的修整余量，避免了台阶或凹档没有足够的修整余量使锻件报废，解决了台阶、凹档容易折叠的问题。利用本发明进行12Cr钢台阶轴的自由锻造，能够使锻件的报废率降低60％以上。

附图说明

图1为切肩三角刀的主视图；

图2为切肩三角刀的侧视图

图3为切肩三角刀工作示意图；

图4为型摔胎模设计图；

图5为型摔胎模工作示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：

12Cr钢台阶轴的锻造过程需要通过合理地绘制台阶轴锻件图，计算坯料尺寸和质量，选取合适的加热方式和锻造温度，开发合适的压痕工具，优化原有地成型方式，达到锻件满足设计图纸要求和表面质量、力学性能满足技术标准规定。

本实施方式所述的12Cr钢台阶轴的自由锻造方法，包括以下步骤：

步骤一、坯料加热：

对坯料采取低于750℃装炉，于750℃～850℃恒温，加热到始锻温度1150±10℃；