[发明专利]一种25Mn钢法兰件铸辗成形及淬火、回火强韧化处理方法

说明书

一种25Mn钢法兰件铸辗成形及淬火、回火强韧化处理方法，属于法兰件加工制造领域，其特征在于步骤如下：(1)离心铸造：浇铸温度1520~1530℃，当环坯表面温度降至1060~1080℃时出模；(2)回炉补温：在1260~1280℃下保温时间t₁；(3)热辗扩：当环坯表面温度降至1130±10℃时开始辗扩，控制终辗温度为830±10℃；(4)淬火：将法兰件风冷至550±10℃后再放入12%~15%NaCl水溶液中冷却，冷却时间t₂；(5)回火：加热至590±5℃保温时间t₃后，出炉空冷至室温；(6)观察组织和检测力学性能。本发明的优点是提高了法兰件的强度和韧性，缩短了工艺流程，节约了成本。

技术领域

本发明属于法兰件加工制造领域，具体涉及一种25Mn钢法兰件铸辗成形及淬火、回火强韧化处理方法。

背景技术

风电法兰是风力发电装备上的一个部件，专用于塔筒之间的连接紧固件，一般直径在2米到5米之间不等，应用于高寒地区时，对其力学性能提出了更高要求，尤其是抗低温冷脆性能，要求冲击吸收功大于27J。目前，风电法兰的制造工艺为：棒料下料-加热-镦粗-冲孔-平整端面-加热-辗扩-空冷-加热-正火-空冷-加热-回火-空冷，工艺流程冗长，多次加热造成时间、材料和能源浪费，材料氧化烧损严重，并且风电法兰件的微观组织对正火温度较敏感，极易形成魏氏体组织，影响回火过程中碳化物析出及分布，并直接导致法兰环件的强度与韧性指标均降低。另外，专利申请号“201210437446.1”公开了一种中碳合金钢轴承环件轧制形变淬火复合强化方法，其工艺步骤为：料段加热-锻造制坯(包括镦粗、冲孔、冲连皮)-热轧-淬火-高温回火，所述热轧后淬火是指将热轧后温度控制在860～950℃的环件冷却至850℃，再放入水温为50℃的淬火池中冷却2～15分钟，该工艺的缺点是热轧后冷却过程中由于静态或亚动态再结晶而导致晶粒发生长大，而且用水作淬火介质时容易出现淬透困难、萌生宏/微观裂纹现象，虽然强度较高，但回火保温时间不准确，导致韧性无法保证；此外，锻造制坯过程材料浪费及氧化损耗严重，生产效率降低。

发明内容

本发明目的是提供一种25Mn钢法兰件铸辗成形及淬火、回火强韧化处理方法，可以有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，其特征在于工艺步骤如下：

(1)离心铸造：25Mn钢环形铸坯的浇铸温度为1520～1530℃，铸型转速为220～260r/min，铸型、浇道和浇包预热温度为200～230℃，浇注速度为27～29kg/s，当环形铸坯的表面温度降至1060～1080℃时出模；

(2)回炉补温：迅速将出模后的离心铸造25Mn钢环坯在1260～1280℃下进行回炉补温处理，保温时间t₁＝60+α_bB₀，其中α_b为补温加热系数(min/mm)，α_b取值范围为1.2～1.5，B₀为环形铸坯的壁厚(mm)；

(3)热辗扩：回炉补温结束后，将环形铸坯转运至径轴向辗环机上，当铸坯表面温度降至1130±10℃时进行热辗扩成形，辗扩比为γ＝2.5～3.5，壁厚减薄量与高度减小量之比δ＝0.7～0.9，控制终辗温度为830±10℃，最终获得所需尺寸的25Mn钢法兰件；

(4)淬火：将终辗温度为830±10℃的法兰件迅速移至冷却架上，四周采用风机鼓风冷却至550±10℃，风机鼓风速度要使法兰件冷却速度达到5～7℃/s，然后再立即放入25℃～30℃的12％～15％NaCl水溶液中冷却，冷却时间为t₂＝α_qB，其中α_q为淬火冷却系数(min/mm)，α_q取值范围为1.8～2.2，B为法兰件的径向壁厚(mm)；