利用电渣重熔的空心毛坯锻造环筒件的方法

摘要

一种利用电渣重熔的空心毛坯锻造环筒件的方法，属于环筒锻件热成形技术领域，特征在于其工艺步骤是①在压机上通过设定的镦粗用模具对电渣重熔的空心毛坯进行闭式镦粗到达工艺设定的高度；②在压机上通过设定的扩挤用模具对镦粗后的坯料进行扩挤复合变形；③在压机上通过设定的缩孔用模具对扩挤变形后的坯料进行缩孔变形，到达成品锻件的尺寸要求。优点是①与现有技术相比较，可节省材料，降低成本；②采用模内成形，可控性强，变形过程中材料处于压应力状态能防止开裂，有利于锻合铸坯内原始缺陷。③模内鐓粗变形、扩挤复合变形与缩孔变形，均能在坯料内产生显著的剪应变，可破碎电渣熔铸毛坯内的树枝晶，获得细匀的微观组织，提高材料的质量。

说明书

技术领域

本发明属于环筒型锻件热成形技术领域，具体涉及一种利用电渣重熔的空 心毛坯锻造环筒件的方法。

技术背景

目前，国内外锻造大型环筒件的方法主要是采用实心毛坯，经加热、镦粗、 冲孔后形成环坯，再由芯棒拔长或马杠扩孔至相应尺寸。这种锻造方法的缺点 是①实心毛坯中心材料在冲孔工序中作为废料处理，造成材料浪费、能耗增加。 ②工艺流程冗长、火次过多、变形不均匀、容易产生附加应力导致锻造裂纹。

发明内容

本发明目的是提供了一种利用电渣重熔的空心毛坯锻造环筒件的方法，可 以有效克服现有技术的缺点。

本发明是这样实现的，其特征是将电渣重熔的空心毛坯加热后放在设定的 镦粗模具内镦粗变形至设定高度，再回炉加热后放在设定的扩挤模具内进行扩 挤变形，再将扩挤变形后的坯料重新加热后，放在设定的缩孔模具内进行缩孔 变形，达到锻件要求尺寸。

具体操作步骤是：

①将镦粗用漏盘连同与其装配在一起的镦粗用筒模置于压机平台上，将加 热后的电渣重熔的空心毛坯放在镦粗用筒模的内部镦粗用漏盘上，再将镦粗用 “T”型砧放在电渣重熔的空心毛坯上，开动压机通过镦粗用“T”型砧对空心 毛坯施压使其产生镦粗变形至镦粗用“T”型砧的上表面与镦粗筒模上端齐平时 停止施压，在镦粗用“T”型砧的上面放置垫块，再次开动压机通过垫块和镦粗 用“T”型砧对空心毛坯继续施压，直至空心毛坯达到工艺设定的高度，得到镦 粗后的坯料；

②将上端装有定位杆的下定位台置于扩挤用漏盘的中心孔中，将上述装置 放置于压机平台上，将镦粗后的坯料重新加热后放在下定位台上，压机轻压下， 使镦粗后的坯料与下定位台充分接触，实现镦粗后的坯料的找正、定位，压机 抬起，将扩挤用筒模套装于扩挤用漏盘上，将中心开有定位孔的扩挤用冲头放 置在镦粗后的坯料上面，并且使下定位杆插入扩挤用冲头的定位孔内，将空心 垫块置于扩挤用冲头上面，开动压机，通过空心垫块和扩挤用冲头对镦粗后的 坯料施压，直至扩挤用冲头的下表面达到工艺设定的高度，再将下定位台连同 其上的定位杆去除后，再启动压机通过加装的空心垫块和扩挤用冲头对镦粗后 的坯料施压，完成扩挤过程，得到扩挤后的坯料，其中下定位台和扩挤用冲头 的形状以及空心垫块的个数根据工艺设定；

③将缩孔用筒模连同与其装配为一体的缩孔用漏盘置于压机平台上，将扩 挤后的坯料重新加热后放在缩孔用筒模内，将缩孔用砧子放在扩挤后的坯料上， 并将套环套在缩孔用砧子的外面，开动压机，通过缩孔用砧子和套环对扩挤后 的坯料施压，直至扩挤后的坯料上端面达到工艺设定的高度后，撤去套环，再 将缩孔用筒模、缩孔用漏盘和扩挤后的坯料一并吊起，将支撑环置于缩孔用漏 盘下方，开动压机，通过缩孔用砧子对扩挤后的坯料施压，直至缩孔用砧子的 上端面与缩孔用筒模的上端面齐平，将垫块置于缩孔用砧子的上面，开动压机 通过垫块和缩孔用砧子对扩挤后的坯料施压，完成缩孔变形全过程，得到成形 的锻件，其中垫块的个数根据工艺设定。

本发明的优点及积极效果是：

1、与现有技术相比，由于采用空心毛坯成形，锻造过程中无冲孔废料产 生，提高了材料利用率。

2、与传统的自由锻工艺相比，由于采用了模内成形，变形均匀，锻件形 状规整，且成形过程和产品质量易于控制。变形过程中坯料大部分区域处于三 向压应力状态，可有效防止锻造裂纹的产生，又能锻合铸坯内大部分原始缺陷， 获得致密组织。

3、电渣重熔的环坯内树枝晶较为发达、顽固，其铸态结构用自由锻方式 很难有效地破碎，本发明所采用的模内锻造变形、扩挤变形与缩孔变形，均能 在坯料内产生显著的剪应变，可使原始粗晶充分破碎，有利于获得细匀化的组 织，能够提高锻件的内在质量。

4、坯料经模内锻造、扩挤变形和缩孔变形后，沿径向、切向与轴向均获 得足够的变形量，有利于产品力学性能的综合提高。

附图说明

图1空心毛坯在镦粗用模具内进行镦粗变形的结构示意图，左半部为镦粗 前示意图，右半部为镦粗后示意图。

图2为坯料在扩挤模具内进行扩挤变形的示意图，左半部为扩挤变形前示 意图，右半部为扩挤变形中途示意图。

图3为扩挤变形终了示意图。

图4为坯料在缩孔模具内进行缩孔变形的结构示意图，左半部分为进行缩 孔变形前的示意图，右半部分为缩孔终了示意图。

具体实施方式

1.如图1所示，将镦粗用漏盘1连同与其装配在一起的镦粗用筒模2置于 压机平台上，将加热后的电渣重熔的空心毛坯3放在镦粗用筒模2的内部镦粗 用漏盘1上，再将镦粗用“T”型砧4放在电渣重熔的空心毛坯3上，开动压机 通过镦粗用“T”型砧4对空心毛坯3施压使其产生镦粗变形至镦粗用“T”型 砧4的上表面与镦粗筒模2上端齐平时停止施压，在镦粗用“T”型砧4的上面 放置垫块5，再次开动压机通过垫块5和镦粗用“T”型砧4对空心毛坯3继续 施压，直至空心毛坯3达到设定的高度H1，得到镦粗后的坯料10；

2.如图2、图3所示，将上端装有定位杆9的下定位台8置于扩挤用漏盘6 的中心孔中，将上述装置放置于压机平台上，将镦粗后的坯料10重新加热后放 在下定位台8上，压机轻压下，使镦粗后的坯料10与下定位台8充分接触，实 现镦粗后的坯料10的找正、定位，压机抬起，将扩挤用筒模7套装于扩挤用漏 盘6上，将中心开有定位孔的扩挤用冲头11放置在镦粗后的坯料10上面，并 且使下定位杆9插入扩挤用冲头11的定位孔内，将空心垫块12置于扩挤用冲 头11上面，开动压机，通过空心垫块12和扩挤用冲头11对镦粗后的坯料10 施压，直至扩挤用冲头11的下表面达到设定高度H2，再将下定位台8连同其上 的定位杆9去除后，再启动压机通过加装的空心垫块12和扩挤用冲头11对镦 粗后的坯料10施压，完成扩挤过程，得到扩挤后的坯料13，其中下定位台8和 扩挤用冲头11的形状以及空心垫块12的个数根据工艺设定；

3.如图4所示，将缩孔用筒模16连同与其装配为一体的缩孔用漏盘15置 于压机平台上，将扩挤后的坯料13重新加热后放在缩孔用筒模16内，将缩孔 用砧子17放在扩挤后的坯料13上，并将套环18套在缩孔用砧子17的外面， 开动压机，通过缩孔用砧子17和套环18对扩挤后的坯料13施压，直至扩挤后 的坯料13上端面达到工艺设定高度H3后，撤去套环18，再将缩孔用筒模16、 缩孔用漏盘15和扩挤后的坯料13一并吊起，将支撑环14置于缩孔用漏盘15 下方，开动压机，通过缩孔用砧子17对扩挤后的坯料13施压，直至缩孔用砧 子17的上端面与缩孔用筒模16的上端面齐平，将垫块19置于缩孔用砧子17 的上面，开动压机通过垫块19和缩孔用砧子17对扩挤后的坯料13施压，完成 缩孔变形全过程，得到成形的锻件20，其中垫块19的个数根据工艺设定。