利用3吨自由锻锤实现超大超重锻件的自由锻造方法

摘要

利用3吨自由锻锤实现超大超重锻件的自由锻造方法，它及一种超大超重锻件的锻造方法。本发明的目的是要解决现有利用3吨自由锻锤在锻造生产中存在锻件弧度根本无法满足工艺要求，当锻件弯曲到一定角度时，锻件就会卡在设备的保险杠上，使弯曲无法进行；不易控制变形的问题。自由锻造方法：一、绘制锻件图和计算坯料尺寸；二、拔长得到长条锻件；三、大角度弯曲成型，得到半环粗锻件；四、小角度弯曲成型，得到粗锻件；五、锻件修整，得到隔板体锻件。优点：锻件合格率100％。本发明主要用于利用3吨自由锻锤锻造超大超重锻件。

说明书

技术领域

本发明涉及一种超大超重锻件的锻造方法。

背景技术

现有超超临界机组采用的隔板体为半环结构，设计锻件毛坯直径达到1800mm，重量达800kg，现有利用3吨自由锻锤在锻造生产中存在的问题如下：1、锻件弧度根本无法满足工艺要求；2、当锻件弯曲到一定角度时，锻件就会卡在设备的保险杠上，使弯曲无法进行；3、不易控制变形。

发明内容

本发明的目的是要解决现有利用3吨自由锻锤在锻造生产中存在锻件弧度根本无法满足工艺要求，当锻件弯曲到一定角度时，锻件就会卡在设备的保险杠上，使弯曲无法进行；不易控制变形的问题，而提供利用3吨自由锻锤实现超大超重锻件的自由锻造方法。

利用3吨自由锻锤实现超大超重锻件的自由锻造方法，具体是按以下步骤完成的：

一、绘制锻件图和计算坯料尺寸：

依据国家标准GBT 21470-2008的相关要求绘制隔板体锻件图，得到隔板体锻件图，所述隔板体锻件图中隔板体锻件的半径为R，厚度为H，并根据隔板体锻件图和实际变形工步计算坯料尺寸；

二、拔长：按步骤一计算的坯料尺寸准备圆坯料，将圆坯料装入炉中，并加热至始锻温度1200℃，在850℃～1200℃锻造温度内将圆坯料拔长为长条锻件，拔长比不小于3，长条锻件的厚度为H₁，0mm≤H₁-H≤10mm，所述的H为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的厚度；

三、大角度弯曲成型：利用3吨自由锻锤，在850℃～1200℃锻造温度内，在大角度弯曲U型槽工装上对长条锻件进行自由锻造大角度弯曲成型，得到半环粗锻件；所述大角度弯曲U型槽工装的槽内半径为R₀，R₀＝(1.2～1.3)R，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径；所述半环粗锻件的半径为R₁，0mm≤R₁-R₀≤10mm，厚度为H₂，0mm≤H₂-H≤10mm，所述的H为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的厚度；

四、小角度弯曲成型：利用3吨自由锻锤，在850℃～1200℃锻造温度内，在小角度弯曲U型槽工装上对步骤三中的半环粗锻件自由锻造，得到粗锻件；所述小角度弯曲U型槽工装的槽内半径为R₀₁，R₀₁＝R，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径；所述粗锻件的半径为R₂，0mm≤R₂-R₀₁≤10mm，厚度为H₃，0mm≤H₃-H≤10mm，所述的H为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的厚度；

五、锻件修整：

将粗锻件装入炉中，并加热至始锻温度1200℃，将3吨自由锻锤下砧座换成圆形砧座，保证圆形砧座与锻锤保险杠距离为h，R＜h≤R+200mm，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径，在850℃～1200℃锻造温度内将粗锻件立起在圆形砧座上，用3吨自由锻锤对粗锻件进行弯曲，然后平放于圆形砧座上进行局部修整至达到步骤一设计的隔板体锻件图要求，即得到隔板体锻件；所述圆形砧座的半径为R₀₂，R₀₂＝1.2R，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径；所述隔板体锻件的半径为R₃，R₃＝R，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径，厚度为H₄，H₄＝H，所述的H为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的厚度。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

一、合理得计算坯料重量，加大拔长后锻件截面尺寸留有的修正余量，余量不应小于50毫米，以保证弯曲后锻件尺寸符合要求；

二、特制一小和一大两个U型槽工装，用大角度弯曲U型槽工装工装第一次弯曲，目的是使锻件被弯曲的各个部位被弯曲的角度均匀一致，然后用小角度弯曲U型槽工装进行弯曲，加大锻件的弯曲角度，保证弯曲半径接近图纸要求，减少后续修整量；

三、锻件修整阶段，换上圆形下砧座，将锻件立起在设备与圆形砧座之间，直接用锻锤轻击锻件进行弯曲，充分得保证锻件满足图纸和工艺要求；

四、通过合理地设计辅助工装和挖掘设备能力，锻件合格率100％，实现了在3吨自由锻锤上锻造超大超重锻件的任务。

附图说明

图1是具体实施方式一步骤一中隔板体锻件图；

图2是具体实施方式一步骤二中长条锻件结构示意图；

图3是具体实施方式一步骤三中锻造过程示意图，图中1表示3吨自由锻锤，图中2表示大角度弯曲U型槽工装，图中3表示步骤二得到的长条锻件；

图4是具体实施方式一步骤三中半环粗锻件结构示意图；

图5是具体实施方式一步骤四中锻造过程示意图，图中1表示3吨自由锻锤，图中4表示小角度弯曲U型槽工装，图中5表示步骤三得到的半环粗锻件；

图6是具体实施方式一步骤四中粗锻件结构示意图；

图7是具体实施方式一步骤五中隔板体锻件结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图7，本实施方式是利用3吨自由锻锤实现超大超重锻件的自由锻造方法，具体是按以下步骤完成的：

一、绘制锻件图和计算坯料尺寸：

依据国家标准GBT 21470-2008的相关要求绘制隔板体锻件图，得到隔板体锻件图，所述隔板体锻件图中隔板体锻件的半径为R，厚度为H，并根据隔板体锻件图和实际变形工步计算坯料尺寸；

二、拔长：按步骤一计算的坯料尺寸准备圆坯料，将圆坯料装入炉中，并加热至始锻温度1200℃，在850℃～1200℃锻造温度内将圆坯料拔长为长条锻件，拔长比不小于3，长条锻件的厚度为H₁，0mm≤H₁-H≤10mm，所述的H为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的厚度；

三、大角度弯曲成型：利用3吨自由锻锤，在850℃～1200℃锻造温度内，在大角度弯曲U型槽工装上对长条锻件进行自由锻造大角度弯曲成型，得到半环粗锻件；所述大角度弯曲U型槽工装的槽内半径为R₀，R₀＝(1.2～1.3)R，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径；所述半环粗锻件的半径为R₁，0mm≤R₁-R₀≤10mm，厚度为H₂，0mm≤H₂-H≤10mm，所述的H为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的厚度；

四、小角度弯曲成型：利用3吨自由锻锤，在850℃～1200℃锻造温度内，在小角度弯曲U型槽工装上对步骤三中的半环粗锻件自由锻造，得到粗锻件；所述小角度弯曲U型槽工装的槽内半径为R₀₁，R₀₁＝R，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径；所述粗锻件的半径为R₂，0mm≤R₂-R₀₁≤10mm，厚度为H₃，0mm≤H₃-H≤10mm，所述的H为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的厚度；

五、锻件修整：

将粗锻件装入炉中，并加热至始锻温度1200℃，将3吨自由锻锤下砧座换成圆形砧座，保证圆形砧座与锻锤保险杠距离为h，R＜h≤R+200mm，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径，在850℃～1200℃锻造温度内将粗锻件立起在圆形砧座上，用3吨自由锻锤对粗锻件进行弯曲，然后平放于圆形砧座上进行局部修整至达到步骤一设计的隔板体锻件图要求，即得到隔板体锻件；所述圆形砧座的半径为R₀₂，R₀₂＝1.2R，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径；所述隔板体锻件的半径为R₃，R₃＝R，所述的R为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的半径，厚度为H₄，H₄＝H，所述的H为步骤一隔板体锻件图中半环锻件的厚度。

国家标准GBT 21470-2008是锤上钢质自由锻件机械加工余量与公差盘、柱、环、筒类的标准。

现有利用3吨自由锻锤在锻造生产中存在的问题的原因：

锻件弧度根本无法满足工艺要求，原因：生产所用的工装不合适，原有工装U型槽弧度小；

当锻件弯曲到一定角度时，锻件就会卡在设备的保险杠上，使弯曲无法进行；原因：弯曲时受制于锻件在设备下砧座和锻锤保险杠距离的限制；

不易控制变形，原因：锻件截面超差，这种大型弯曲类锻件由于被弯曲的截面尺寸较大，弯曲变形非常困难，必须加大弯曲时锻锤的打击力度，但打击力度越大就会使锻件截面尺寸变得越小，导致锻件截面超差。

具体实施方式二：结合图1至图7，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中所述隔板体锻件的半径为R，R＝700mm～800mm，厚度为H，H＝230mm～250mm。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1至图7，本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤二中所述的圆坯料质量为700kg～850kg。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1至图7，本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤三中所述大角度弯曲U型槽工装的槽内半径为R₀，R₀＝840mm～1040mm。其他与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：结合图1至图7，本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤五中所述圆形砧座的半径为R₀₂，R₀₂＝840mm～960mm。其他与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式六：结合图1至图7，本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤五中所述圆形砧座与锻锤保险杠距离为h，h＝900mm～1000mm。其他与具体实施方式一至五相同。

本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。

采用下述试验验证本发明效果

实施例1：结合图1至图7，利用3吨自由锻锤实现超大超重锻件的自由锻造方法，具体是按以下步骤完成的：

一、绘制锻件图和计算坯料尺寸：

依据国家标准GBT 21470-2008的相关要求绘制隔板体锻件图，得到隔板体锻件图，所述隔板体锻件图中隔板体锻件的半径为R＝760mm，厚度为H＝235mm，并根据隔板体锻件图和实际变形工步计算坯料尺寸；

二、拔长：按步骤一计算的坯料尺寸准备圆坯料，将圆坯料装入炉中，并加热至始锻温度1200℃，在850℃～1200℃锻造温度内将圆坯料拔长为长条锻件，拔长比为3.5，长条锻件的厚度为H₁，H₁＝235mm；

三、大角度弯曲成型：利用3吨自由锻锤，在850℃～1200℃锻造温度内，在大角度弯曲U型槽工装上对长条锻件进行自由锻造大角度弯曲成型，得到半环粗锻件；所述大角度弯曲U型槽工装的槽内半径为R₀，R₀＝950mm；所述半环粗锻件的半径为R₁，R₁＝950mm，厚度为H₂＝235mm；

四、小角度弯曲成型：利用3吨自由锻锤，在850℃～1200℃锻造温度内，在小角度弯曲U型槽工装上对步骤三中的半环粗锻件自由锻造，得到粗锻件；所述小角度弯曲U型槽工装的槽内半径为R₀₁，R₀₁＝760mm；所述粗锻件的半径为R₂，R₂＝760mm，厚度为H₃＝235mm；

五、锻件修整：

将粗锻件装入炉中，并加热至始锻温度1200℃，将3吨自由锻锤下砧座换成圆形砧座，保证圆形砧座与锻锤保险杠距离为h，h＝960mm，在850℃～1200℃锻造温度内将粗锻件立起在圆形砧座上，用3吨自由锻锤对粗锻件进行弯曲，然后平放于圆形砧座上进行局部修整至达到步骤一设计的隔板体锻件图要求，即得到隔板体锻件；所述圆形砧座的半径为R₀₂，R₀₂＝912mm；所述隔板体锻件的半径为R₃，R₃＝760mm，H₄＝235mm。

本实施例步骤二中所述的圆坯料质量为750kg。

实施例2：按实施例1操作过程再制备9个隔板体锻件。

经检测实施例1和2制备的10个隔板体锻件全部合格，合格率100％，实现了在3吨自由锻锤上锻造超大超重锻件的任务。