[发明专利]一种锻造工具凸型锤头的使用方法

说明书

本发明公开一种金属锻造工具凸型锤头的使用方法，目的用于锻制大型截面的圆钢或模块，提高模具钢材内部组织均匀性和力学性能实物水平；为实现上述目的本发明的技术方案是主要通过使用锻造工具凸型锤头大压下量改善内部组织，再利用镦粗盘、宽砧、剁刀和大平台等锻造工具，采用多火次多方向锻制大型截面的圆钢或模块，钢材经热处理后力学性能达标。本发明与现有技术相比具有下列优点：①减少多次反复镦粗造成的金属烧损，提高金属利用率1％～1.5％；②减少锻制过程生产火次，降低能源消耗(吨钢节约60立方米天然气)；③利用凸型锤头加强对心部锻造变形，改善提高大型截面钢材心部机。

技术领域

本发明属于金属锻造工艺，具体涉及一种锻造工具凸型锤头的使用方法，用于大型锻机生产大型特殊钢锻材。

背景技术

模具钢是特殊的合金钢，用途很广，常用模具钢一般按照用途和工作条件分为三大类，即冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢。模具钢主要是添加碳、铬、钼、钨、钒、镍、锰和硅等化学元素以求达到钢材的一些特殊性能，但随着某些化学元素的加入，模具钢的加工塑性会不同程度的下降。对于直径大于100mm的圆钢和边长大于100mm的方钢通常采用锻造方法，通过增加变形量改善模具钢内部组织，以提高钢材性能。

随着国民经济的飞速发展，模具钢向着大型化、复杂化、精密化和多规格方向发展，其中对大型截面且高性能的模具钢的市场需求目前已进入高速增长阶段；应用领域也在不断拓宽，如使用大型截面且要求高性能的铝挤压热作模具钢，制造航空航天和高速列车用大型铝型材；再如使用大型截面且要求高性能的预硬化塑料模具钢，制造大型客货汽车的保险杠和仪表盘。

高的力学性能指标要求钢材具有均匀细小的内部组织，组织不均匀或粗大会降低钢的力学性能，国内外在锻制大型截面模具钢材时，一般采用多次反复镦粗拔长方法，以改善钢材内部组织、提高钢材性能,但是多次反复镦粗拔长造成的金属烧损，金属长时间加热提高能源消耗。

发明内容

本发明公开一种金属锻造工具凸型锤头的使用方法，目的用于锻制大型截面的圆钢或模块，提高模具钢材内部组织均匀性和力学性能实物水平。

为实现上述目的本发明的技术方案是主要通过使用锻造工具凸型锤头大压下量改善内部组织，再利用镦粗盘、宽砧、剁刀和大平台等锻造工具，采用多火次多方向锻制大型截面的圆钢或模块，钢材经热处理后力学性能达标。

具体工艺步骤：

1.炼钢工艺：

①化学成分(％)：铝挤压热作模具钢4Cr5MoSiV1成分，见表1；塑料模具钢3Cr2MnNiMo成分,见表2；其余为Fe和不可避免的杂质。

表1铝挤压热作模具钢4Cr5MoSiV1化学成分

表2塑料模具钢3Cr2MnNiMo化学成分

②采用UHP+LF+VD炼钢，控制VD出钢温度浇注钢锭，保证钢锭内部铸态组织。

2.锻造工艺：采用多火次多方向锻造，使用锻造工具凸型锤头大压下量锻造，再利用镦粗盘、宽砧、剁刀和大平台等锻造工具，锻制大型截面的圆钢或模块，大致分为三个步骤：

第一步，钢锭第一火次加热，钢锭压钳把锻造：①钢锭加热到保温温度，保温一段时间；②锻压机对钢锭头部进行压钳把变形锻造；③终锻温度为不低于900℃；

第二步，钢锭回炉第二火次加热，钢锭一次镦粗，一次拔长：①压钳把后的钢锭回加热炉第二次加热；②回炉加热到保温温度，保温时间为4h～5h；③钢锭立放于镦粗盘上进行一次镦粗，镦粗比不小于2；④镦粗后的锻坯进行一次拔长，其中拔长成大正方形坯为用于锻制圆钢，拔长成大矩形坯为用于锻制方钢模块；⑤终锻温度为不低于900℃；