[发明专利]一种百吨级异形截面环锻件近净成形制造工艺

说明书

一种百吨级异形截面环锻件近净成形制造工艺，包括以下步骤：1）自由锻开坯：将原料钢锭装炉加热并保温之后，将钢锭放置于油压机工作台上经锻造工艺加工后制成筒形坯料；油压机模具成形；开坯后退火热处理；碾环机轧制成形；轧制后正回火热处理；粗车加工；无损检测；调质热处理：对锻件进行性能热处理；取样检测：对性能热处理后的锻件进行本体取样和力学性能检测；精车加工；成品包装出库。本制造工艺能够提高材料利用率15%左右，大大降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及大型替打环锻件制备技术领域，尤其是涉及一种百吨级异形截面环锻件近净成形制造工艺。

背景技术

海洋液压打桩锤是海上风电管桩、海洋平台、桥梁等海洋工程施工的关键设备，而替打环是海上液压打桩锤的核心部件，用于加工替打环的替打环锻件是异形截面的环类锻件，大的成品重量近百吨，所用材料属于高合金钢，且性能要求严格，制造难度极大。随着近几年海上风电的迅猛发展，海洋液压打桩锤需求呈现出爆发式增长，而国内鲜有厂家具备生产能力，作为消耗性部件的替打环锻件进口依赖性很强，且存在价格高、生产周期长等难以处理的问题。故尽快研制出大型（比如百吨级）异形截面环锻件制造工艺，满足国内海洋液压打桩锤替打环部件的需求，是海洋液压打桩锤制造中需要迫切解决的技术问题。

目前，国内生产制造海洋液压打桩锤用异形截面替打环锻件均采用自由锻形式制造。

如申请号为201811434366.4的发明专利中公开了一种液压打桩机替打环的成型方法，该方法包括以下步骤：将钢锭锻成环锻坯；工装固定环锻坯，采用条铁挤压环锻坯，顺次形成竖直的第一侧面和倾斜的第二侧面；将所述环锻坯置于环形砧块的型腔内，该型腔包括四个工作面，四个工作面中第三工作面的曲面与成型产品的台阶曲面扣合；使第一工作面与异型环锻坯的内侧面、第四工作面与异型环锻坯的 第一外侧面贴合，将异型环锻坯嵌在砧块的型腔内，锻压至异型环锻坯下端 面贴合于所述第二工作面。该方法采用自由锻的方法将异形环锻坯形状尽可能锻至洁晶零件形状尺寸，以保证锻件技术要求。

又比如，申请号为202011042288.0、名称为“一种海工替打环锻件成型装置及成型方法”的发明专利申请中给出的海工替打环锻件成型方法中包括以下步骤：锻造圆环坯；将圆环坯倾斜架设在支撑块上；倾斜压角扩孔，上下移动上平砧以及旋转圆环坯，对圆环坯架设在支撑块上的部分进行挤压，使得圆环坯的外环面以上底面形成平滑曲面；倾斜压型扩孔，采用上型砧替换上平砧，上下移动上型砧以及旋转圆环坯，对平滑曲线进行挤压，最终平滑曲面被挤压形成替打环的外轮廓面。该方法通过支撑块和转台的配合，实现工件的稳定均匀旋转，使得工件的每一部分得到均匀和制作部加工，最终形成所需的平滑曲面，提高了成型效果和成型效率。

上述两申请均采用自由锻形式制造，同时上述两申请均是在压力机设备上采用异形模具制造，异形截面替打环采用自由锻制造方式受设备工作空间限制，当锻件毛坯重量将近150吨左右，成形难度大，锻造火次较多，且锻件余量大、材料利用率低导致整个生产加工周期较长。

发明内容